Tratamento de superfície: Passivador sem cromo inova a luta contra a corrosão

Enfoque do setor de galvanoplastia está centrado em processos ecologicamente corretos, resistência à corrosão e na luta pela diminuição de seus custos

Química e Derivados: Tratamento: Trivalente altera a tonalidade da peça.
Trivalente altera a tonalidade da peça.

De 1998 para cá houve sensível evolução nas formulações químicas para tratamento de superfície metálica. Os cromatizantes trivalentes (não-tóxicos) já são uma realidade e, agora, a busca é pelos passivadores sem cromo. Nos últimos anos, empresas representadas ou com filial no Brasil recebem novas técnicas ao mesmo tempo em que são lançadas nos grandes mercados. O enfoque está centrado para utilização de processos ecologicamente corretos, maior resistência à corrosão e diminuição de custos.

Há três fases no tratamento. A primeira, o pré-tratamento, compreende o desengraxe ou decapagem das superfícies com solventes ou, atualmente , os tratamentos biológicos. Na etapa de acabamento principal usa-se as ligas de zinco e os produtos isentos de cromo. Por último, os acabamentos com tintas anticorrosivas.

No que diz respeito aos processos que diminuam os problemas com o meio ambiente e, ao mesmo tempo, mantenham um bom desempenho técnico, segundo Sérgio Gonçalves Pereira, presidente da Associação Brasileira de Tratamento de Superfície (ABTS), também diretor comercial da Tecnorevest Produtos Químicos, “as buscas têm sido contínuas”. Ele menciona como inovações os banhos de zinco isentos de cianetos e os passivadores que utilizam cromo trivalente, além dos selantes para passivação e os banhos de cromo trivalentes. “São processos consagrados e a sua utilização é cada vez mais difundida”, garante Pereira.

Química e Derivados: Tratamento: Pereira - desempenho sofrível do segmento.
Pereira – desempenho sofrível do segmento.

Eliminar os cromos hexavalentes nos tratamentos anticorrosão tem sido a ordem do dia. Os trivalentes são, segundo o gerente de marketing e vendas da Atotech do Brasil, Milton Moraes Silveira Junior, menos agressivos à saúde de quem o manuseia. Até então, o usado era o hexavalente; ele causava lesões na pele, nas vias respiratórias e tinha ação cancerígena.

“Várias pesquisas têm sido realizadas, para descobrir passivadores totalmente isentos de cromo, mas elas ainda estão inconclusivas”, confirma Silveira. A União Européia determina em norma que, em 2005, cada carro possua duas gramas de cromo. Segundo Alfredo Levy, doutor em química e diretor primeiro-secretário da ABTS, “futuramente, 90% de um carro deverão ser reciclados”. “Acho inevitável que a descoberta de um passivador sem cromo aconteça”, opina Silveira.

É preciso frisar que o cromo tem várias aplicações dentro da indústria de tratamento de superfície. Ele é danoso, principalmente, na forma gel quando é aplicado como anticorrosivo. É usado, também, nas indústrias galvânicas, como cromo decorativo em peças para metais sanitários ou fechaduras e também em cromo duro, com peças de automóveis em amortecedores, anéis de pistão, dentre outras. Nesses dois casos ele continua porque é o depósito de cromo.

Na linha decorativa tem sido usado o cromo trivalente. É um segmento de cromação onde, além de não se utilizar o hexavalente, a tonalidade da peça é alterada, deixando-a mais esbranquiçada do que azulada. Além disso, seu processo de aplicação é mais trabalhoso e caro mas, na opinião de Roberto Pedrini Andrade, gerente do Departamento Técnico e de Vendas da Atotech, a tendência das empresas que trabalham com processos decorativos é de adotá-lo. “Com o tempo”, na opinião de Silveira, “seu custo deverá cair em função de como será aceito pelo mercado”.

As etapas de tratamento são relativamente iguais. Há, primeiro, um desengraxe químico como pré-tratamento; os banhos de cobre e níquel e, por fim, com o hexa ou o trivalente, ambos aplicados por eletrodeposição.

Química e Derivados: Tratamento: Silveira - o que fazer com os rejeitos.
Silveira – o que fazer com os rejeitos.

Para Pereira, da ABTS, “em um mundo globalizado, o problema de custo se reveste de uma importância ainda maior”. E observa: “dentro desta filosofia, praticamente, se enquadram todos os produtos e há alguns que foram desenvolvidos especialmente dentro desta ótica”. É o caso de um processo liga níquel que pode ser aplicado em tambor rotativo e cujo o depósito tem uma tonalidade bem próxima do cromo eletrodepositado. Pereira destaca, também, a aplicação de vernizes eletroforéticos, em especial os que simulam aspectos metálicos que imitam o latão, ouro ou bronze.

Ainda no que diz respeito para a busca de maior resistência à corrosão, o destaque fica para os banhos de zinco liga, pré-tratamento para pintura e a pintura propriamente dita. Segundo Pereira, “aos banhos de zinco liga não foi dada a ênfase que se imaginava a princípio, muito embora têm sido uma resposta efetiva para maior proteção de peças críticas”. E comenta o presidente da ABTS: “Já os processos de fosfatização e pintura têm recebido contínuos melhoramentos, e avançado na sua utilização”.

O setor automobilístico é a grande mola propulsora das vendas e dos trabalhos de pesquisas de novos produtos. Na opinião de Pereira, “o desempenho do segmento, neste momento, é sofrível e nosso mercado sentiu as conseqüências naturais”. Além deste problema, as peças cromadas cederam seu lugar para as de plástico ou pintadas. “A reversão dessa situação me parece muito difícil no momento”, afirma.

Quanto aos acabamentos galvânicos, Alfredo Levy diz que as ligas zinco-cobre, zinco-níquel e zinco-ferro são de caráter protetivo. De acordo com Pereira, o zinco tem uma boa resistência à corrosão e suas ligas de ferro, níquel e cobalto, em especial as duas primeiras, têm uma ótima proteção. O zinco co-depositado com os metais mencionados e corretamente passivados podem atingir 800 a 1000 h de névoa salina antes de haver corrosão vermelha, como a do ferro. Por isso, as montadoras dão preferência a esse tipo de acabamento nas peças mais críticas.

Química e Derivados: Tratamento: Levy - no futuro, 90% de um carro deverão ser reciclados.
Levy – no futuro, 90% de um carro deverão ser reciclados.

O setor de telecomunicações, na opinião de Pereira, “também encolheu e criou problemas, em especial, para os fabricantes de circuitos impressos e para os fornecedores de produtos químicos formulados”, observa.

Ecologia – Na indústria de galvanoplastia, o grande foco de preocupação é a preservação do meio ambiente. Os desengraxantes biológicos – como o Uniclean Bio, comercializado pela Atotech – diminuem a quantidade de resíduos. “Nossa grande meta é produzir sistemas fechados para a minimização máxima de efluentes”, afirma Pedrini. Uma das razões desta iniciativa é o fato de gerar uma grande quantidade de lodo. Os efluentes que contêm cianetos, depois de tratados, geram também um lodo de classe 1 (são os mais perigosos e apresentam periculosidade, inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade e patogenicidade. Como exemplos, existem as lâmpadas de mercúrio e pilha de bateria que contém chumbo) e o seu destino ainda é um problema. Para o presidente da ABTS, “ainda não há um local para adequação final deste resíduo”. A recuperação é cara e a incineração é custosa e poluente, além de os aterros sanitários estarem esgotados e a empresa ter se tornado responsável pelo destino dos resíduos por um período de 99 anos. “A questão é o que fazer com esses rejeitos?”, pergunta Silveira.

As alternativas são incineração, co-processamento, reciclagem e aterro. Hoje, segundo Fatmi Nassif, responsável pelo processo e controle ambiental da Atotech, há aterros cadastrados, muito embora eles não existam à vontade. “Não conheço nenhuma indústria que não consiga mandar seus resíduos para algum lugar. A Centralsuper, por exemplo, reúne os resíduos de várias empresas, mantém armazenados e, enquanto isto, investe em pesquisas para descobrir novas alternativas para destinar esses rejeitos”, revela.

Química e Derivados: Tratamento: Matéria orgânica para aproveitar resíduos.
Matéria orgânica para aproveitar resíduos.

O projeto do forno de plasma térmico feito entre a Centralsuper e o IPT, há cerca de três anos, de acordo com Fatmi, ficou inviável pelo alto custo. (O forno de reator a plasma térmico foi viabilizado pela Ecochamas, empresa constituída em parceria com o Sindisuper – Ver QD – 387/outubro de 2000, página 16) O objetivo era reutilizar os resíduos, como matéria-prima, para outra finalidade. O co-processamento aproveita esses rejeitos para fabricação de tijolos. “Para ser útil é preciso que haja um mínimo de matéria orgânica que possa ser queimada”, explica Fatmi. É uma alternativa viável e ecologicamente correta, mas nem todo tipo de resíduo é apropriado para esse fim.

Tratamento anticorrosivo – Comercializado pela Atotech, o Corrosil tem sido, segundo o gerente de marketing, aprovado por grande parte da indústria automotiva. É um selante que cobre a camada de zinco sob a de cromato, que já trincou. O Corrosil cobre, preenche o cromato e diminui a corrosão. A indústria automotiva pede muito isso, porque no compartimento interno do motor a temperatura é muito alta. “Esse produto trabalha no sentido de aumentar a resistência à corrosão, em quatro vezes, em locais muito quentes”, explica Pedrini. Se a especificação for de 48 horas, a peça vai passar a uma resistência de cerca de 200 horas. Empresas como a General Motors, Renault, Peugeot e Citröen já adotaram essa iniciativa. A Fiat ainda está em conversações.

Outras, como a Mercedes-Benz ou a Volkswagen, destinam esse tipo de desenvolvimento para outro caminho. Usam muito zinco-níquel e zinco-ferro, acabamentos zincados com grande resistência à corrosão. “O Corrosil, uma linha de selantes organominerais, é mais simples para trabalhar e menos custosa. Esta é a grande vantagem”, conclui Pedrini.

Limpeza – Para o desengraxe mais simples e natural, a Atotech comercializa o Uniclean Bio. Esse tratamento biológico tem a característica de fazer com que os microrganismos convertam as moléculas de complexos orgânicos em moléculas menos complexas, ou seja, substâncias não perigosas como dióxido de carbono e água. Além disso, mantém as condições ideais para que os microrganismos possam se desenvolver naturalmente e utilizem as ações das enzimas para transformar óleos e sujeiras em materiais solúveis em água, que serão digeridos pelas paredes das células como alimentos e transformadas em gás carbônico e água.

Química e Derivados: Tratamento: Aplicação do Corrosil suporta temperaturas muito elevadas.
Aplicação do Corrosil suporta temperaturas muito elevadas.

Por um sistema fechado, chamado Biolyser, mantém a temperatura, o pH e o nível de surfactante constantes na solução de desengraxe em regime normal de trabalho. Quando o nível de óleo ou graxa está baixo, ou durante o período de dosagem, uma quantidade proporcional de microrganismos morre e, juntamente com os materiais particulados do sistema, é removida na placa de separação do Biolyser, da qual é retirada e descartada.

Para manter o ambiente ideal ao desenvolvimento dos microrganismos, o pH deve ser ajustado e mantido entre 8,8 e 9,4 por meio de bombas dosadoras automáticas. A temperatura deve ser controlada entre 40º e 50ºC, além de ser recomendado o uso de agitação a ar moderado.

O processo de desengraxe convencional desloca e emulsifica óleos e outros complexos orgânicos da superfície de peças metálicas. Com o passar do tempo, os desengraxantes se contaminam reduzindo sua capacidade de limpeza e saturação. Os descartes freqüentes elevam os custos de manutenção. Os sistemas de reposição ou de transbordamento mecânico do óleo, da superfície e da solução, podem aumentar a vida útil do desengraxante, mas não a efetividade da limpeza.

Química e Derivados: Tratamento: Pedrini - objetivo é diminuir a quantidade de efluentes.
Pedrini – objetivo é diminuir a quantidade de efluentes.

De acordo com as especificações do Uniclean, este produto utiliza tecnologia de tratamento biológico combinado com um sistema de surfactantes de poder emulsificante que consome e elimina óleos e outros complexos orgânicos dos desengraxantes durante a operação. Ele é continuamente regenerado, reforçado e retorna ao tanque de trabalho em condições de nova operação. “Não é toda a peça que desengraxa com o Uniclean, porque ele tem um limite de temperatura e pH para ser usado”, alerta Silveira.

Tintas Epóxis recuperam viaduto

Em 1999 foi finalizada a recuperação de proteção anticorrosiva do Viaduto Santa Efigênia, no Centro de São Paulo. Esse trabalho teve o apoio tecnológico do IPT e foi coordenado pelo pesquisador do laboratório de corrosão e tratamento de superfície, Neusvaldo Lira de Almeida, e acompanhado pelo técnico Eduardo de Assis Faria. A última recuperação feita, até então, foi em 1976. Vinte anos depois, a tecnologia para o trabalho de reconstituição já era bem mais avançada.

Após uma limpeza com solvente, para a preparação da superfície, foram aplicadas três demãos de tinta: de fundo, intermediária e acabamento. “Essa lavagem era fundamental para remoção das camadas de corrosão, fumaça dos ônibus e gordura das pessoas que cozinhavam embaixo do viaduto”, comenta Almeida. O pesquisador explica que as tintas usadas foram especiais. A primeira foi com epóxi pigmentado com alumínio; a segunda, também com epóxi, para aumentar a barreira de proteção; a terceira, de poliuretano antigrafite (mais fácil de ser limpa, caso pichada) e resistente à radiação solar. Segundo Almeida, esses produtos fazem parte de uma classe de tintas nobres, de alto desempenho e resistência, e são usadas em ambientes industriais ou marinhos. “Por não podermos usar jato de areia, foi necessária a utilização de uma tinta que tolerasse uma oxidação leve”, mas ressalta, “isso não quer dizer que tenha ficado ferrugem sob a pintura”.

O pesquisador do IPT conta que o Viaduto Santa Efigênia apresentava um processo de degradação natural, após as duas décadas sem restauração. “As regiões mais afetadas eram as com mais acesso de umidade mas, de maneira geral, seu estado era bom”, revela Almeida.

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