Tratamento de Superfície e Pintura II

A pintura pode ajudar bastante na preservação de peças metálicas. Entretanto, a própria pintura necessita de proteção, uma vez que ela está sujeita à agressividade do ambiente em que se encontra. 
 
Surge, assim, outra questão: como identificar o tipo de agressividade que pode interferir numa pintura? 
 

Conhecidas as principais características e propriedades das tintas industriais, precisamos identificar o tipo de agressividade dos diferentes ambientes. Em uma indústria, temos as mais diversas situações de agressividade, começando pelas que decorrem da sua localização geográfica. A indústria pode estar num parque industrial, numa zona rural, numa zona urbana ou à beira-mar. Além disso, o próprio ambiente de trabalho fica sujeito a alterações que interferem na película da pintura como, por exemplo, variações da temperatura, do tipo de produto armazenado ou processado. Também as condições atmosféricas variam de acordo com o local. 

O conjunto  temperatura, umidade relativa do ar e presença de gases poluentes depende dos fatores: 

• localização geográfica; 
• acidentes geográficos específicos(montanhas); 
• direção dos ventos predominantes; 
• tipo de indústria; 
• existência e uso efetivo de equipamentos antipoluição. 
   

Os principais meios corrosivos são: 

• Atmosfera - O ar contém umidade, sais em suspensão (próximo ao mar), gases industriais (especialmente gases de enxofre) e poeira. 
• Solo - Os tipos de solo contêm umidade e sais minerais. Podem apresentar também características ácidas ou básicas. 
• Águas naturais - as águas dos rios, dos lagos ou do subsolo podem conter sais minerais, eventualmente ácidos ou básicos, resíduos industriais, poluentes diversos e gases dissolvidos. 
• Águas do mar - Contém uma quantidade apreciável de sais. 
• Produtos químicos - A agressividade dos produtos químicos depende do seu grau de ionização, concentração e temperatura. 
   

É preciso levar em conta que as reações de corrosão eletroquímica  são espontâneas e revelam-se tão mais intensas quanto maior for a condutividade elétrica do meio. Os sais aumentam a condutividade elétrica do meio. A corrosão eletroquímica ocorre em presença de eletrólito e em baixas temperaturas, na grande maioria dos casos abaixo de 100ºC. 

O ambiente se torna corrosivo devido a diversos fatores. Vamos examinar os principais. 
 
Atmosfera 

• Marinha - Sobre o mar e na orla marítima (até 500 metros da praia), com ventos predominantes na direção da estrutura a ser pintada. 
• Industrial - Envolve regiões com muitos gases provenientes de combustão, particularmente gases oriundos de combustíveis com alto teor de enxofre. 
• Úmida - Locais com umidade relativa média acima de 60%. 
• Urbana e semi-industrial - Ocorre nas cidades onde se tem razoável quantidade de gases provenientes de veículos automotores e setor industrial razoavelmente desenvolvido. 
• Rural e seca - Locais, em geral no interior, onde não há gases industriais, sais em suspensão, e a umidade relativa do ar apresenta valores sempre baixos. 
   

• Líquidos aquosos - A agressividade dependerá da resistência elétrica e da presença de sais ou de gases dissolvidos. A pior condição, neste caso, é a da água aerada. 
• Produtos de petróleo - São de modo geral pouco agressivos, com exceção do espaço de vapor em tanques de armazenamento, que pode conter H2S e tornar-se bastante agressiva, e do petróleo bruto, sempre associado à água salgada. 
• Produtos químicos - A agressividade dependerá da presença de água, ou de umidade, e do grau de ionização da substância química. 
   

Espaço de vapor é o espaço entre a superfície do líquido e o teto do tanque.

As superfícies quentes têm sua agressividade variável, de acordo com a temperatura e com as condições de operação. Na faixa de 80ºC a 100ºC ocorre condensação com menor intensidade, o que resulta em corrosividade desprezível. Em temperaturas mais altas, acima de 400ºC, ocorre corrosão química. As condições de operação também influenciam na corrosividade. Num regime de intermitência, ou seja, em que o equipamento ou a instalação alternam temperaturas altas com temperaturas baixas, aumenta a corrosividade devido à ação eletroquímica.

A fim de facilitar a seleção dos esquemas de pintura, os ambientes e condições corrosivas podem ser agrupados em cinco tipos: 

• Atmosfera altamente agressiva - É a atmosfera marinha e a industrial ou ainda a úmida, quando associada a qualquer uma das duas anteriores. 
• Atmosfera mediamente agressiva - É a atmosfera úmida, a atmosfera urbana e a semi-industrial. Estão incluídos, neste caso, locais junto à orla marítima, com afastamento superior a 500 m. 
• Atmosfera pouco agressiva - É a atmosfera rural e seca (umidade inferior a 60%). 
• Imersão - Subdividida em quatro casos de imersão: 

− em água salgada; 
− em água doce; − em produtos de petróleo; − em produtos químicos. 

• Superfícies quentes - Envolvem também quatro casos: 

− de 80º a 120ºC; 
− de 120º a 250ºC; 
− de 250º a 500ºC; − acima de 500ºC. 
 

Normalmente, a  superfície metálica está sujeita ao fenômeno da corrosão. Entretanto, esse fenômeno pode ser atenuado, e até retardado, quando se prepara corretamente a superfície antes de ser pintada. 
 
Existem diversos processos para essa preparação. O problema consiste em adotar o processo adequado à peça que será pintada e escolher a melhor tinta para isso. 
 
Nesta aula, estudaremos os processos de preparação das peças que serão pintadas. 
 

 O resultado desejado para uma pintura depende da preparação correta e adequada da superfície. Essa preparação envolve limpeza e formação de uma rugosidade na superfície,  necessárias à fixação da película da tinta. 
 
A limpeza e a rugosidade dependem dos seguintes fatores: 

• Característica de adesão da tinta de fundo (primer) que será aplicada. 
• Tipo de equipamento: móvel de aço, automóvel, reservatório, tubulação etc. 
• Espessura total da película de pintura. 
• Vida útil desejada para o sistema. 
   

A limpeza tem a função de remover materiais da superfície como: 
− óleos e graxas; 
− óxidos metálicos de laminação (carepas); 
− óxidos da corrosão (ferrugem); 
− sais minerais; 
− restos de pintura; 
− poeiras e pós de abrasivos; 
− umidade e resíduos de tratamentos especiais. 

Tais substâncias precisam ser retiradas da superfície para que se possa obter perfeita adesão da tinta à superfície do metal.

A preparação da superfície envolve três operações: 

• Inspeção - Efetua-se uma inspeção em toda a superfície. Marcamos os locais que tenham óleo, graxa, outras sujidades e defeitos superficiais. Avaliamos o estado de oxidação. Com base nessa inspeção, define-se o tipo e a quantidade de solvente, assim como as ferramentas necessárias para remover os óxidos e os defeitos. 
• Limpeza com solvente e remoção de defeitos superficiais - A oleosidade e as gorduras identificadas na operação de inspeção serão removidas. Os defeitos constatados também serão reparados. A limpeza com solvente deve ser feita antes da limpeza mecânica, caso contrário, o óleo será espalhado contaminando (sujando) as ferramentas mecânicas (lixas, escovas, palhas de aço, abrasivos). 
• Limpeza por ação mecânica - Após a limpeza com solvente e a remoção de defeitos superficiais, procede-se à preparação mecânica da superfície, a fim de obter o perfil de rugosidade necessário ao sistema de pintura.

Os procedimentos para limpeza e criação da rugosidade podem ser dos tipos: − limpeza manual; 
− limpeza com ferramentas mecânicas manuais; − limpeza por jateamento abrasivo. 
 
Limpeza manual - Usamos ferramentas manuais como escovas de aço, palhas de aço, espátula, lixas, raspadores. O resultado é uma limpeza precária, de baixo rendimento de execução, normatizada pela Petrobrás com a norma N - 5. 
 

Limpeza mecânico-manual - São usadas ferramentas como escovas rotativas, marteletes de agulhas, lixadeiras. Apresenta rendimento um pouco melhor do que a limpeza manual. Está normatizada pela Petrobrás com a norma N - 6. 

Jateamento abrasivo - Este é o tipo de preparação mais adequado e recomendável. Apresenta alto rendimento e proporciona limpeza adequada. O jateamento deixa uma rugosidade na superfície que possibilita boa fixação da película de tinta. 

A limpeza com jateamento é feita da seguinte maneira: 
− escovamento: limpeza ligeira e precária usada em alguns casos de repintura; 
− comercial (ao metal cinza): limpeza com retirada de óxidos, carepa de laminação etc.; 
− metal quase branco: limpeza com a retirada quase total dos óxidos, carepa de laminação etc.; 
− metal branco: limpeza com a retirada total de óxidos, carepa de laminação, etc., deixando a superfície totalmente limpa. 
 
A dimensão do perfil de rugosidade depende da espessura da camada de tintas, da espessura da película seca da primeira demão de tinta de fundo e das condições do ambiente em que permanece o equipamento, entre a aplicação da primeira e da segunda demão de tinta. 
 
Os padrões dos diferentes tipos de jateamento são normatizados pela norma Petrobrás N - 9. 
 
 

Em algumas situações, as superfícies não podem ser jateadas. O fundo não fica convenientemente preparado para a aplicação da tinta, pois falta-lhe a limpeza adequada e/ou o nível de rugosidade necessário. Nesses casos, são feitos tratamentos complementares: 

• Fosfatização - Consiste na aplicação de uma solução fosfatizante na superfície. A fosfatização forma uma película rugosa. Além de complementar a limpeza, aumenta a proteção contra corrosão. A fosfatização é o pré-tratamento aplicado nas pinturas de carrocerias de automóveis, caminhões, carcaças de eletrodomésticos. 
• Wash primer - A aplicação do wash primer é necessária à pintura de superfícies galvanizadas, de alumínio e ligas de zinco e alumínio, aumentando a resistência à corrosão e promovendo maior aderência da tinta. 
   

As superfícies galvanizadas não podem ser jateadas. O jateamento arranca o revestimento protetor (zinco metálico). 

A técnica de pintar é uma questão importante porque não basta simplesmente passar tinta na superfície dos materiais. Uma série de requisitos deve ser considerado para que a pintura atenda, efetivamente, ao objetivo de proteger e conservar as peças tratadas.

Deve-se aplicar a tinta de modo a obter películas de qualidade, com um custo compatível com o resultado esperado, e com a redução do consumo de solventes orgânicos e das perdas. Para isso, foram desenvolvidos diferentes processos de aplicação das tintas.

A escolha do processo de pintura depende dos fatores:

• tipo de tinta a ser aplicada; 
• tipo, quantidade e dimensões do objeto que será revestido; 
• nível de acabamento desejado; 
• local de aplicação: ambiente aberto ou fechado
   

A tinta pode ser aplicada por meio de trincha, rolo, pistola a ar comprimido (pistola convencional), pistola hidráulica air less (sem ar), pistola eletrostática; imersão em tinta eletrocondutora (eletroforética).

Este é o recurso mais simples para aplicação de tintas. Apresenta as seguintes características: 
− é barato; 
− não requer muita habilidade do pintor; 
− a tinta pode ser aplicada praticamente sem diluição, proporcionando boa espessura; 
− a perda de tinta é mínima; 
− é de produtividade e rendimento baixos; 
− espessura da película não fica uniforme, por mais hábil que seja o pintor. 
 
É necessário usar pincel na pintura de cordões de solda, em reentrâncias, cantos vivos etc. As cerdas preenchem as irregularidades da superfície. 
 

A pintura com rolo é um dos recursos mais utilizados. Apresenta as seguintes características: 
− obtenção de elevada espessura por demão; 
− boa produtividade; 
− espessura da película mais uniforme; − pequena perda de tinta (respingos); − necessidade de pouca diluição. 
 

O rolo é utilizado na pintura de superfícies planas, ou com grande raio de curvatura, em equipamentos de médio e grande porte, bem como em edificações com estruturas metálicas ou de alvenaria (pintura arquitetônica). Os rolos têm dimensões variadas, possibilitando a pintura de tubulações e de estruturas de menor porte. 

Este recurso é amplamente utilizado em oficinas e em ambientes abertos. Apresenta as seguintes características: 
− grande produtividade; 
− boa uniformidade da espessura da película; 
− elevada diluição, com solventes, para possibilitar o escoamento da tinta pelas mangueiras; 
− ocorrência de falhas como poros, crateras e bolhas;  − perda excessiva de tinta. 
 
A pintura em oficina apresenta riscos de segurança devido à elevada concentração de vapores de solventes. A oficina precisa dispor, portanto, de sistemas de exaustão e de lavagem dos vapores e névoas de solventes e resinas, para evitar intoxicação e contaminação. 

Como pode ser observado nas figuras, existem duas configurações de instalação. Na primeira figura, o recipiente de tinta acoplado à pistola dificulta sua manipulação e exige interrupções para recarga de tinta, devido ao tamanho pequeno do seu copo. 

A segunda figura  ilustra uma instalação em que o recipiente tem um volume muito maior. Com isso, reduz-se a necessidade de recargas. A manipulação da pistola fica mais fácil porque ela não está acoplada ao recipiente. Portanto, têm-se as vantagens de maior conforto, maior produtividade e de obtenção de película mais uniforme. 

No uso da pistola convencional, devem ser observados os seguintes cuidados: 
− diluir a tinta de forma correta; 
− selecionar bico da pistola adequado ao tipo de tinta;  − verificar pressão e vazão do ar para a tinta em uso. 
As figuras mostram detalhes da técnica de aplicação da tinta, indicando posições e movimentos corretos e incorretos. 
 

Neste processo, o ar aciona a bomba que impele a tinta, com pressões de até 300 kg/cm2. A força com que a tinta chega ao bico da pistola possibilita a pulverização. 
 
As características desse processo são: 
− aplicação de tintas com grandes quantidades de pigmento (tintas sem solvente), sem a necessidade de diluição, e em elevadas espessuras; 
− diminuição de falhas como poros, crateras e bolhas; 
− películas uniformes; − elevada produtividade; − redução de perda de tinta. 
 
O uso da pistola sem ar possibilita melhor qualidade e mais tempo de vida útil à pintura. Entretanto, o custo da instalação é elevado. Requer mão-de-obra qualificada e experiente para sua utilização, exigindo cuidados especiais de segurança devido às altas pressões. 
 

O processo consiste na aplicação de cargas elétricas, com sinais opostos, na tinta e na superfície a ser revestida. As tintas utilizadas podem ser líquidas ou em pó.

Esse processo oferece as seguintes vantagens:

− película uniforme;

− alta produtividade;

− pouca perda de tinta.

As tintas aplicadas a pó são curadas em estufa e apresentam as seguintes características: 
− película de baixíssima porosidade; 
− elevadas coesão e adesão; 
− baixa resistência ao impacto e falta de flexibilidade em películas com espessuras maiores que 0,5 (meio) milímetro; 

− películas uniformes em cantos vivos, reentrâncias e superfícies irregulares. 

O processo de pintura eletrostática a pó vem sendo utilizado, cada vez mais, nas indústrias automobilísticas, de autopeças, de eletrodomésticos, de móveis de aço, de ferramentas, de objetos fabricados com arame e de outros acessórios. As tintas especialmente fabricadas para esse fim são caras. A pintura eletrostática exige investimento elevado na compra dos equipamentos necessários. 

Esse tipo de pintura é um aperfeiçoamento do processo eletrostático. A pintura é feita por imersão total do corpo (peça, gabinete, carroceria, cabine, chassi) na tinta líquida. A resina do veículo da tinta forma cátions que são atraídos para a peça que está ligada ao pólo negativo de um gerador de corrente contínua. O tanque metálico está ligado ao pólo positivo do gerador. É utilizado somente em pintura de fábrica e apresenta as seguintes características:

− elevada produtividade;

− baixa perda de tinta;

− boa uniformidade da espessura da película.

Requer alto investimento, sendo utilizada somente em linhas de montagem de produção seriada.

Já sabemos que o tratamento de superfície tem, principalmente, a finalidade de proteger peças ou materiais da corrosão e de outros tipos de desgaste. 
 
Essa proteção pode consistir num tratamento por meio da pintura. Outra proteção importante é o recobrimento metálico de peças ou materiais. 
 
O problema está na escolha de um destes dois tipos – pintura e recobrimento metálico - para o tratamento de superfícies. Conforme o tipo da peça desejada e a natureza do material que será usado, a pintura pode ser o tratamento adequado. Mas, em outros casos, é preferível o recobrimento metálico à pintura. 

Para modificar ou proteger a superfície dos metais é preciso levar em conta aspectos econômicos e funcionais. Do ponto de vista econômico, o que se quer é proteger o material de uma possível corrosão ou desgaste e, assim, aumentar seu tempo de vida útil. 
 
Os aspectos funcionais consistem na modificação da superfície dos metais, de modo que eles adquiram certas qualidades, como boa aparência, maior dureza, novas dimensões, capacidade de refletividade e condutividade. 
 

Uma das formas de modificar as propriedades da superfície dos metais consiste no recobrimento metálico, método pelo qual se deposita uma camada de outro metal sobre a superfície da peça metálica. Às vezes, é possível depositar várias camadas de metais diferentes, ou até de ligas metálicas, na peça que será tratada. 
 
A aplicação correta de metal numa peça é aquela que proporciona boa aderência ao depósito desejado e que recobre toda a extensão da superfície de modo uniforme. 
 
O recobrimento metálico é uma forma de revestimento cujas características são estabelecidas em especificações ou normas. 
 
A escolha do metal ou liga de revestimento depende das propriedades físicas e químicas dos metais, a saber: vaporização, ionização, condensação, fusão, redução (quando o metal se encontra dissolvido na forma de íons), solidificação ou cristalização. Vejamos cada uma dessas propriedades. 

Vaporização  é a mudança do estado líquido para vapor.

Ionização é um processo de ionizar um material de modo que seus componentes adquiram carga elétrica positiva ou negativa. Estando ionizada, cada partícula pode se deslocar sob o efeito de um campo elétrico. Essa propriedade é muito utilizada nos recobrimentos metálicos e até mesmo na deposição de tintas. Quando um metal se apresenta na forma de íon, pode ser dissolvido na água, formando soluções.

Condensação é a passagem de vapor para o estado líquido.

Fusão é a passagem do estado sólido para o estado líquido.

Redução é um fenômeno químico e, numa das suas manifestações, corresponde à passagem do íon para o estado de metal.

Solidificação ou cristalização  é a passagem do estado líquido para o sólido. A temperatura de vaporização de uma substância diminui à medida que se diminui à pressão a qual ela está submetida. Assim, muitos processos de revestimento ou recobrimento metálico são feitos sob pressão reduzida.

Processos de recobrimento metálico 
 
Os processos mais empregados são: 

• eletrodeposição (galvanização);
• imersão a quente (galvanização a fogo); 
• deposição química. 
   

Nesse processo, os metais são dissolvidos em água na forma de íons com cargas positivas. Os íons podem se deslocar durante a passagem de uma corrente elétrica (eletrólise). Os elétrons da corrente elétrica se deslocam num condutor.

Os elétrons são fornecidos por uma fonte externa denominada retificador, uma máquina elétrica que transforma a corrente elétrica alternada em corrente contínua. A saída do retificador tem dois polos: um positivo e outro negativo. O polo negativo fornece elétrons que são cargas negativas.

Durante a eletrólise, os elétrons - sendo cargas negativas - neutralizam os íons carregados positivamente, transformando-os em metal.

A instalação de eletrodeposição é projetada de modo que a peça que será revestida com metal fique sempre ligada ao pólo negativo do retificador.

A eletrodeposição requer, no mínimo, um retificador, ou fonte de corrente contínua; barramentos para conduzir a corrente elétrica; tanque; solução, conhecida como banho; e os ânodos, que são os eletrodos que fecham o circuito elétrico. Os ânodos são ligados ao polo positivo do retificador. O esquema, ao lado, ilustra a montagem.

A composição dos banhos varia. Cada banho atende a determinadas necessidades técnicas. Atualmente, pesquisam-se banhos menos poluentes e que permitam depositar ligas zinco-níquel e zinco-ferro. Esses processos protegem mais o aço contra a corrosão.

Os processos de zincagem eletrolítica constam de três tipos de banhos de:

• zinco alcalino com cianeto;
• zinco levemente ácido à base de cloretos;
• zinco alcalino sem cianeto.

Banho de zinco alcalino com cianeto - Este banho é usado em 80% dos casos de revestimento porque seu emprego é bastante conhecido. Trata-se de um processo barato, embora seja poluente e venenoso. Deve-se trabalhar com luvas, botas, avental e óculos de segurança.

Os outros dois processos têm menos uso porque são mais sensíveis às impurezas e, em geral, mais caros.

Preparação do banho de zinco alcalino com cianeto - O banho prevê os seguintes procedimentos:

a)     selecionar a fórmula e pesar a matéria-prima utilizada;

b)    encher o tanque até a metade com água;.

c)     adicionar soda cáustica e agitar a água para dissolu-ção;

d)    adicionar o cianeto de sódio e agitar a mistura:

e)     colocar óxido de zinco, aos poucos, com forte agita-

ção;

f)      adicionar o purificador e aguardar duas horas;

g)     juntar o abrilhantador na quantidade recomendada pelo boletim técnico do processo.

h)    o próximo passo é limpar a peça e pendurá-la no banho, com auxílio de um gancho de metal (de preferência, cobre).

A escolha da amperagem - Este é um dos pontos mais importantes para se obter um bom resultado em qualquer processo de eletrodeposição. 
 
A amperagem depende da área e do formato geométrico das peças que serão tratadas. Cada processo requer um valor adequado e, no caso do banho de zinco com cianeto, esse valor é da ordem de 1 a 2 ampères por decímetro quadrado da superfície que será recoberta. 
 
Embora o zinco seja eficiente na proteção do aço contra a corrosão, ele é corroído quando exposto ao ambiente. Por esse motivo necessita de uma proteção adicional, que se obtém por meio da cromatização, que é um pós - tratamento usado para proteger o zinco da corrosão ambiental. 
 

A peça zincada é mergulhada numa solução de cromato. Essa solução reage com o zinco, formando uma película de cromatos de zinco. As camadas de cromatos podem ser obtidas em diferentes cores, desde que se variem as condições do banho cromatizante. 
 
Controle do banho de zinco alcalino com cianeto - O controle do banho do zinco é feito por meio de análises para determinar os teores de zinco, cianeto de sódio total e soda cáustica total. De posse desses teores, faz-se a correção do banho, adicionando os produtos que faltam. 
 
As análises são feitas por químicos, em laboratório equipado para os controles. Além do controle do banho, as peças também são submetidas a testes de corrosão em câmaras especiais. No interior dessas câmaras, simula-se uma atmosfera corrosiva que atua sobre as peças. O tempo em que a peça permanece fechada na câmara, sem ser corroída, dá uma ideia da qualidade de proteção oferecida pelo revestimento. 
 

Esse tipo de tratamento também é conhecido como zincagem a fogo. Trata-se de um processo diferente do anterior, principalmente porque não usa corrente elétrica para depositar o metal. 
 
O zinco é mantido em estado de fusão, a 450ºC, numa cuba de aço aquecida por resistências elétricas ou maçaricos a óleo. 
 
O pré-tratamento consta de desengraxamento e decapagem com ácido clorídrico, seguido de lavagens. Depois, procede-se à fluxagem, que consiste em mergulhar a peça numa solução de cloreto de amônio. 
 
A peça permanece mergulhada no metal fundido por um período que varia de 30 segundos a alguns minutos, dependendo do formato e do tamanho da peça. A peça deve entrar seca no banho porque a água, encontrando o zinco numa alta temperatura, evapora instantaneamente arremessando o zinco fundido a grandes distâncias. 

Após a zincagem a fogo, as peças pequenas devem ser centrifugadas, e as grandes, escorridas para a remoção do excesso de zinco da superfície.

O processo consta da deposição de metais em solução aquosa, sem passagem de corrente elétrica. É um processo vantajoso porque permite deposição em todas as cavidades da peça, por mais escondidas que estejam.

Além dos processos descritos para recobrimento metálico, existem certas técnicas para depositar metais, como a aspersão térmica em que um arame ou pó do metal é introduzido num maçarico. O metal fundido é arremessado contra a peça e se solidifica, formando uma camada metálica. 
 
Vem sendo muito empregado um processo denominado plasma, no qual os óxidos de metais são fundidos em temperaturas muito altas e arremessados contra a peça. Desse modo, a peça é revestida com uma camada de altíssima dureza e com grande resistência à abrasão. 
 

Como saber se um tratamento de superfícies metálicas atingiu bom nível de qualidade? Uma tendência, atualmente, é a de atribuir ao profissional a responsabilidade pelo seu próprio trabalho, incluindo a verificação do nível de qualidade alcançado. 
 
Desse modo, o profissional, hoje, deve estar sempre atualizado e conhecer muito bem o seu trabalho. Esse conhecimento deve possibilitar os controles da matéria-prima, do processo de fabricação e do acabamento do produto. 
 

O controle da matéria-prima é feito por meio de ensaios, de acordo com normas estabelecidas. 
 
A fabricação de produtos pode ser controlada por processos estatísticos, conhecidos como controle estatístico do processo (CEP). 
 
Para controlar o produto acabado, faz-se uma comparação entre o produto e a amostra tida como ideal. 
 
Uma das dificuldades do controle de qualidade é a de que uma peça com boa aparência nem sempre atende aos requisitos de qualidade. Por sua vez, o controle por ensaios torna-se muito caro, porque o material empregado num ensaio é descartável. 
 

Para analisar e controlar a qualidade de um tratamento de superfícies metálicas, é necessário que se saiba, em primeiro lugar, qual o objetivo do tratamento e a que local a peça se destina. Por exemplo: ambiente de indústria, marinho, urbano; local úmido, em contato, ou não, com algum produto químico. É preciso saber, ainda, qual a vida útil desejada para a peça tratada e a que tipos de esforços ela será submetida. 
 
Quanto ao objetivo ou finalidade do tratamento, são possíveis quatro situações de tratamento: 

• proteger uma peça da corrosão, sem preocupação com sua aparência. Por exemplo: revestir arames com zinco, proteger torres de alta tensão com galvanização a quente e com aplicação de tintas zarcão e alumínio; 
• proteger o metal-base da corrosão e atender a outra finalidade como, por exemplo, depositar ouro na peça, possibilitando um bom contato elétrico; 
• proteger a peça da corrosão e dar-lhe aspecto decorativo como, por exemplo, a pintura de um veículo. 
• tratar uma superfície para que ela possa ficar bem lubrificada e resistente ao desgaste. 
   

A qualidade de um tratamento depende da configuração física da peça. O projetista e o operador encarregados do tratamento devem trabalhar em conjunto na elaboração do desenho da peça, levando-se em conta os aspectos que possibilitem um tratamento de boa qualidade. Por exemplo: 

• evitar arestas vivas (são preferíveis arestas arredondadas com, no mínimo, 1mm de raio); 
• os furos devem ter o diâmetro maior do que a profundidade; 
• nas ranhuras, a largura deve corresponder, no mínimo, a três vezes a sua profundidade; 
• prever, no projeto, a possibilidade de se lavar a superfície, sem que ela retenha líquidos durante essa limpeza. 
   

Para saber se um pré-tratamento apresenta qualidade, precisamos avaliar o polimento, o desengraxamento e a decapagem. 
 
Avaliação do processo de polimento -  Neste caso, observa-se a peça a olho nu, ou com o auxílio de uma lupa ou microscópio, para verificar se ela apresenta riscos e porosidades no metalbase. 
 
Quando se trata de peça retificada, o rugosímetro é indispensável para se controlar a qualidade do acabamento. São detectadas irregularidades da ordem de mícrons, por meio de um apalpador com uma agulha que percorre determinado trecho da superfície da peça. O estado da superfície é reproduzido num papel gráfico. 
 

Avaliação do processo de desengraxamento - O objetivo é verificar se óleos e graxas foram removidos da superfície da peça. Vários métodos podem ser empregados: − a formação da lâmina contínua de água na superfície; 
− a aderência de carvão ativo; − o deslocamento galvânico de cobre; − a fluorescência. 
 
No primeiro caso, o desengraxamento pode ser considerado bom quando a peça, submetida a uma corrente de água, apresenta uma lâmina d’água contínua sem o aparecimento de ilhas secas na superfície. É comum referir-se a essas ilhas secas como sendo “quebras d’água”. 
 
No segundo caso, a peça é mergulhada num recipiente que contém uma suspensão de 5 g/λ de carvão ativo. Quando a peça é retirada, o carvão fica retido nos locais em que houver óleo ou graxa. 
 

No terceiro caso, submete-se a peça a uma substância que é um corante fluorescente solúvel em óleo e, em seguida, a uma luz ultravioleta. A intensidade da fluorescência indica o grau de contaminação da superfície por óleos ou graxas. 
Para o quarto caso, faz-se a imersão da peça numa solução de sulfato de cobre. Em peças de base ferrosa, as zonas limpas apresentam uma fina película de cobre e, nos locais onde ainda houverem resíduos oleosos, o depósito é falho ou de má aparência. 
 
Avaliação do processo de decapagem - É feito por exame visual para verificar se todos os óxidos foram removidos. 
 

Grande parte do êxito no pré-tratamento se deve a um bom controle da composição das soluções usadas. Um técnico químico, num laboratório, faz o controle e mantém a concentração dos banhos (soluções). 
 
A função do químico é mais ampla do que apenas analisar os banhos. Os metais se comportam de modo diferente ao serem submetidos a produtos químicos, e o técnico deve indicar os produtos adequados às diversas tarefas do tratamento de superfície dos metais. 
 

De modo geral, as concentrações dos banhos são determinadas por meio de técnicas de laboratório, denominadas técnicas de titulação. 
 
A vida útil de um banho desengraxante depende muito da quantidade de óleos e gorduras que estiverem dispersos nele. A concentração de oleosidade é difícil de ser determinada. 
 
Essa dificuldade e o fato de os desengraxantes serem relativamente baratos fazem com que seja mais conveniente estabelecer um tempo de vida útil para os banhos e, depois, descartá-los, substituindo-os por banhos novos. 
 

Na maior parte das vezes, os decapantes são soluções ácidas cuja concentração é identificada com as mesmas técnicas empregadas para os desengraxantes. 
 
Em algumas situações, é importante determinar o teor de ferro que tende a aumentar com o tempo, como acontece com os decapantes de ferro à base de ácido sulfúrico. 
 
O químico, que sabe como os metais se comportam nos diferentes ácidos, especifica o produto e a concentração do banho ideal para um determinado metal. 
 

Sempre que for especificada uma determinada concentração, ela deve ser mantida por meio de métodos adequados. A concentração do banho tem de ser verificada periodicamente pela comparação com soluções-padrão, de modo a evitar erros de análise. 
 
O controle estatístico do processo é um meio de grande valor no controle e manutenção dos banhos. 
 
Deve-se adotar um caderno de ocorrências, principalmente quando o serviço se desenvolver em turnos de produção. O caderno de ocorrências serve de guia para que o próximo turno possa se inteirar dos acontecimentos ocorridos, como, por exemplo, curto-circuitos, queima de motores, vazamentos em tanques, troca de filtros, reforços efetuados em determinados banhos. 
 
Os valores das concentrações, temperaturas, pressões devem ser registrados em formulários e mantidos em local visível a todos. O controle dessas variáveis aumenta a confiança na qualidade do produto. 
 

As peças produzidas são analisadas por meio de diferentes técnicas e métodos, para se verificar se estão de acordo com uma determinada especificação, norma ou amostra. São realizadas medições, testes e ensaios, os mais variados possíveis. Alguns são adotados com maior frequência: ensaio de aderência, medição da espessura do depósito, teste de exposição a radiações ultravioleta e ensaio de corrosão em diferentes meios.

Devemos usar técnicas e métodos normalizados sempre que possível.

A falta de aderência é um dos defeitos mais frequentes de tratamento de superfície de metais. Pode se manifestar na forma de uma lâmina de metal ou tinta que se solta e é removida com facilidade. Trata-se de um defeito grave, pois deixa a peça desprotegida. Geralmente, esse defeito decorre de pré-tratamento malfeito.

Os ensaios para identificar a aderência são de difícil execução, requerendo preparação cuidadosa da amostra. Os ensaios mais utilizados são os de dobramento, corte, lima, choque térmico.

Verifica-se a espessura de revestimento de um produto para saber se ela está adequada. Se a espessura estiver acima da especificação, há a desvantagem de um custo elevado sem necessidade. Se a espessura estiver abaixo do especificado, a proteção da peça fica comprometida. Por isso, é importante o controle da espessura do revestimento.

Como a espessura do depósito não é uniforme ao longo de toda a peça, convém efetuar medições em diferentes pontos, identificando as regiões de menor espessura. Existem muitos métodos para a medição de espessura. Os mais empregados são  o magnético (ISO 2178), o metalográfico (ISO 1463), o coulométrico (ISO 2177); o químico, o de raios β (beta) e o de raios X.

O método magnético se baseia na atração do metal-base a um imã apoiado na peça. É empregado em metal-base magnético com revestimento não magnético. É o caso, por exemplo, de depósito de zinco ou de tintas sobre ferro. 
 
O método metalográfico consta das técnicas de corte do corpo de prova, embutimento em resina, lixamento, polimento, ataque químico e observação no microscópio metalográfico. 
 
O método coulométrico aplica o princípio inverso da eletrodeposição. Um retificador é usado para aplicar corrente elétrica entre a peça e uma célula de metal que é apoiada sobre o local onde se quer medir a espessura do depósito. 
 
 

A área de contato da célula com a peça é bem determinada. 
 
Coloca-se na célula um eletrólito específico para o metal que será medido e aplica-se corrente elétrica de grande estabilidade com auxílio do retificador. 
 
A peça é ligada ao polo positivo e a célula, ao polo negativo. 
 
O tempo necessário para remover o revestimento é proporcional à espessura do depósito. 
 
O aparelho converte o tempo diretamente em micrômetros de espessura. 
 
A vantagem é que se pode medir vários metais num mesmo local apenas trocando o eletrólito usado na célula. 
 

Neste método, o revestimento é destruído, porém a peça pode ser recuperada. 
 
Com o método químico, remove-se o metal de revestimento de uma área demarcada, usando-se um reagente. Determina-se, então, o peso do metal removido. Relaciona-se peso, volume e densidade do metal numa fórmula matemática e determina-se a espessura do depósito. 
Os métodos que empregam raios X e raios β (beta) servem para medir com precisão espessuras muito finas. Por isso, são usados em situações em que se deposita ouro sobre um metal, como é o caso das fábricas de bijouterias e de equipamentos eletrônicos
 

Além desses métodos existem os ensaios acelerados de corrosão. Nesses ensaios, as peças são submetidas a condições de corrosão acelerada. O objetivo, portanto, é avaliar a qualidade do revestimento aplicado. 
 
Esse conjunto de técnicas e métodos constitui o principal meio para se alcançar um bom nível de qualidade das superfícies metálicas tratadas. 
 
Teste sua aprendizagem. Faça os exercícios a seguir e confira suas respostas com as do gabarito. 
 

A preservação do meio ambiente constitui um dos principais desafios ao governo brasileiro e, em especial, às indústrias, principalmente no que se refere a tratamento de efluentes. 
 
O tratamento de superfícies metálicas, por exemplo, ocasiona problemas relacionados à preservação do meio  ambiente e ao trabalhador. A toxidez dos produtos químicos utilizados exige cuidados por parte de quem lida com eles, e procedimentos adequados ao descarte de resíduos metálicos e químicos. 
 
Nesta aula serão abordados esses assuntos, a partir da identificação dos produtos químicos usados em tratamento de superfícies metálicas e dos cuidados que se deve ter durante e após a realização do trabalho. 
 

Atualmente esse produto é citado como forte poluidor de nossos rios, em regiões altamente industrializadas. 
 
Três tipos de cianeto são muito utilizados em tratamento de superfícies de metais: o cianeto de sódio, o cianeto de potássio e o cianeto de cobre. Em menor quantidade, utiliza-se cianeto de zinco, de cádmio, de prata e de ouro, conhecido como “sal de ouro”. 
 

Os cianetos apresentam problemas que devem ser conhecidos e divulgados. Em contato com ácidos, mesmo diluídos, com vapores de ácidos e vapor de água, os cianetos liberam gás cianídrico que é extremamente venenoso. 
 
Quando o trabalhador aspira gás cianídrico, o oxigênio deixa de circular no sangue causando morte por sufocação (asfixia). 
 
Os sais de cianeto são menos perigosos quando ingeridos, pois sua absorção é mais demorada. Entretanto, sempre causam danos ao organismo. Também é preciso evitar o despejo de soluções nas canaletas que atravessam a instalação. Muitos funcionários acreditam que essas canaletas estão sempre limpas, ignorando que elas possam ter produtos perigosos. Por exemplo: ácidos em contato com soluções de sulfeto, liberam gás sulfídrico, com cheiro forte e característico; misturas de ácidos com cianetos liberam um gás incolor dificilmente percebido. 

Por isso, é necessário deixar escoar bastante água pelas canaletas antes, de utilizá-las. O cianeto absorvido em pequenas doses, de forma constante, pode ser causa de dores de cabeça, perda de apetite, fraqueza, náuseas, e irritações das vias respiratórias superiores. 

Esse ácido concentrado pode causar sérias queimaduras, com destruição rápida dos tecidos cutâneos. Sua ingestão, em pequenas quantidades diluídas, pode não ser tão nociva. Porém, a constante aspiração dos seus gases ataca as vias respiratórias, podendo ocasionar bronquite crônica. O contato direto com os dentes destrói o esmalte dentário. 
 
Frequentemente, as pessoas colocam as mãos nas soluções por desconhecerem o  risco  que correm. Trata-se de um procedimento perigosíssimo, pois, se as soluções penetrarem profundamente na pele, causarão sérias ulcerações e dores intensas. 
 
Os acidentes ocorrem sempre que se desvia um pouco dos procedimentos normais. 
 

Os compostos de cromo, como o ácido crômico ou os cromatos, têm efeitos corrosivos na pele e, de modo especial, nas mucosas. Esses produtos afetam, principalmente, a parte interna da boca e do nariz, provocando lesões que cicatrizam com muita lentidão. As lesões no nariz são purulentas e formam crostas. Já as lesões de ácido crômico a 20% causam cegueira, quando atingem os olhos da pessoa.

A ação desses produtos varia bastante em função da natureza das substâncias. Algumas são altamente tóxicas e seu efeito narcótico pode causar vertigem e desmaios após algum tempo de inalação. 
 
Entre produtos dessa natureza, três deles são muito utilizados pela indústria, em razão de suas excepcionais qualidades como desengraxantes: tricoretileno, percloretileno e tricloretano. 
 
Os sintomas de envenenamento com esses produtos são náuseas frequentes, vômitos, perda de peso e amarelamento da pele e dos olhos. Também podem ocorrer sérios problemas no fígado, coração, sistema nervoso e rins. Algumas mortes relacionadas com o coração têm sido causadas pela inalação de tricloretileno. 
 
Também são comuns os acidentes durante a limpeza de tanques de desengraxamento com solventes clorados. Os vapores desses produtos são pesados e permanecem no fundo do tanque. Expulsam o ar, podendo sufocar o operador. Em vários casos, operadores foram encontrados mortos no fundo do tanque, o que poderia ser evitado se o trabalho fosse feito por duas pessoas. 
 

O contato com sais de níquel ou com o próprio metal causa dermatite (afecções da pele) em pessoas com predisposição para essa doença. A irritação ocorre em ambientes nos quais a temperatura e a umidade são mais altas que o normal.

O contato prolongado com compostos de cobre causa vômito, dores gástricas, convulsão e choque. Têm ocorrido casos de danos ao rins e ao sistema nervoso, e de aumento do volume do fígado.

São extremamente venenosos, comprometendo rins e vias respiratórias, quando inalados em forma de pó ou fumos. Por esse motivo, os resíduos de cádmio nunca devem ser incinerados, e as mãos e braços do operador devem ser bem lavados, após manuseio de compostos de cádmio. 

Esse ácido é extremamente corrosivo. O contato com os olhos provoca cegueira e, se ingerido, ocasiona queimaduras no esôfago e na boca. Inalado, seus vapores causam tosse e sufocação, além de queimaduras nas fossas nasais e na traqueia.  

Os vapores desse ácido, tal como os de ácido clorídrico, sufocam e atacam as mucosas da boca e do esôfago, e podem causar queimaduras. Em contato com metais, liberam gás nitroso, de coloração marrom, extremamente tóxico. As queimaduras da pele com esse ácido são graves, destruindo os tecidos rapidamente.

Os solventes são empregados na formulação de tintas. Há muito tempo são responsáveis por moléstias respiratórias. Mas pesquisadores vêm desenvolvendo tintas à base de água, e modificando a técnica de aplicação tornando mais segura a operação de pintura. 

Determinadas soluções são aquecidas a temperaturas de 80ºC a 90ºC. Em alguns processos utiliza-se água quente, próxima à fervura, para secagem de peças. Uma queda do operador nesses tanques pode ser fatal, se não houver socorro imediato. 

Quem não gostaria de descansar, numa tarde ensolarada, às margens de um rio? O que antigamente era tão comum, hoje é quase impossível porque os rios, de modo geral, estão poluídos. Grande parte dessa poluição se deve ao desenvolvimento industrial. Mas a poluição é, também, um problema da comunidade. 
 
A indústria de tratamento de superfície de metais é, sem dúvida, uma das mais poluentes, pois faz uso de um número muito grande de produtos químicos, misturados com água, que são descartados quase sempre num rio. 
 
Os principais elementos poluidores da indústria de tratamento de superfícies metálicas são os próprios resíduos metálicos, provenientes dos diversos processos empregados. 
 
Outros produtos de natureza não metálica respondem, em escala menor, pela poluição. É o caso do cianeto, fosfato, fluoreto e nitrato. 
 

Os poluentes podem se apresentar nos estados sólido, líquido e gasoso. Os poluentes sólidos provêm das operações de lixamento, polimento e jateamento. São removidos por técnicas de tratamento do pó, que passa por filtros de abertura que seguram as partículas sólidas. Outra técnica é a da eletrostática. Os efluentes gasosos passam por colunas de absorção ou colunas lavadoras de gases e são transformados em efluentes líquidos. 
 
O tratamento desses líquidos exige conhecimento de química e físico-química para que os efluentes sejam tratados de acordo com a legislação. A lei estabelece os limites máximos de poluentes que podem ser lançados numa rede receptora. 
 
Os metais, na forma de material solúvel, são mais poluentes porque se infiltram no subsolo, atingindo facilmente os lençóis subterrâneos de água. Portanto, deve-se purificar a água antes de lançá-la em rios. Essa purificação consiste em remover os metais da água. O processo mais usado para isso é conhecido como precipitação. O tratamento é feito em tanques projetados especialmente para esse fim. 
 
São necessários procedimentos especiais para a destruição de compostos de cianetos ou de cromo, antes da precipitação. Os reagentes devem ser bem dosados. Se forem usados na quantidade errada, podem poluir mais ainda a água que queremos descartar. 
 

No processo de precipitação, os metais, após se tornarem insolúveis, são arrastados para o fundo do tanque, formando um lodo. A água limpa, livre dos metais, é retirada por um sistema de tubulações, e o lodo é encaminhado para um sistema de filtros que remove até 80% da água. 
 
Mas nem sempre é possível eliminar completamente todos os metais das águas. Nesse caso, recorre-se a processos mais modernos como, por exemplo, as desmineralização com resinas de troca iônica ou com membranas que permitem a osmose reversa. 
 
As dimensões das estações de tratamento dos efluentes e o gasto com reagentes  são proporcionais ao volume da água que será tratada. Por isso, devemos nos esforçar para diminuir ao máximo o consumo de água sem, contudo, prejudicar a qualidade do serviço.