AVALIAÇÃO DA CORROSÃO DO ALUMÍNIO OBTIDO DE EMBALAGENS ALIMENTÍCIAS

AVALIAÇÃO DA CORROSÃO DO ALUMÍNIO OBTIDO PELA FUNDIÇÃO DE EMBALAGENS ALIMENTÍCIAS.

BAIA, A. C. F1, RAFAEL, T. N2 e CARDOSO FILHO J. C. A3

1 Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Faculdade de Engenharia Química

2 Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Faculdade de Engenharia Química

3 Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Faculdade de Engenharia Química

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RESUMO –O presente trabalho teve por objetivo a realização de testes de corrosão em meio ácido (HCl 0,2 mol.L-1) e à temperatura ambiente do alumínio obtido pela fundição de embalagens alimentícias, considerando as diferentes posições de solidificação. Para os ensaios de perda de massa, foram utilizadas duas ligas de Alumínio com diferentes teores de Cobre, a primeira com 3% de Cobre (Al-3%Cu), e a segunda 5% (Al-5%Cu). O material foi lixado, furado e submetido aos testes de perda de massa. Os resultados mostraram que o desprendimento de gás Hidrogênio (H2) foi nulo ou desprezível nos dez primeiros minutos de ensaio, a velocidade de corrosão diminuiu significativamente com o aumento do teor de Cu na liga. Para a liga Al-3%Cu, as posições mais distantes do ponto inicial de extração de calor apresentaram maior resistência à corrosão, enquanto que para a liga Al-5%Cu, esse comportamento não foi observado.

1. INTRODUÇÃO

O alumínio faz parte da vida moderna, é o terceiro metal mais abundante na crosta terrestre possui excelentes propriedades físico-químicas (entre as quais se destacam o baixo peso específico, a alta condutividade térmica e elétrica), e tornou-se o metal não-ferroso mais consumido no mundo. É maleável, dúctil e apto para a mecanização e para a fundição (ABAL: Associação Brasileira do Alumínio, 2005). Por todas as suas vantagens, o alumínio e suas ligas estão sendo amplamente utilizados na indústria, dentre as quais vale ressaltar a indústria de alimentos, que se destaca na preparação de embalagens. Uma das principais vantagens de usar o alumínio em embalagens é a possibilidade de reciclar o material e manter grande parte das suas propriedades físico-químicas.

Assim, é interessante analisar quais propriedades são mantidas quando o alumínio é reciclado na forma pura ou em ligas, e considerar de qual maneira suas características são maximizadas. Um meio de se investigar essas questões é através da análise da velocidade de corrosão do alumínio em função do tempo e do meio em que o mesmo se encontra. Sabe-se que a resistência do alumínio a corrosão é proveniente da formação de uma fina camada de óxido (Al2O3) na superfície do metal, conferindo-o proteção. Essa camada está presente no alumínio das embalagens alimentícias e é conhecida como camada passivadora.

1.1. Justificativa

O alumínio puro tem uma excelente resistência à corrosão, mas possui uma resistência mecânica e dureza baixas, não servindo para determinadas aplicações. Por isso, outros elementos químicos, chamados de ligas, são adicionados para melhorar tais propriedades, aumentando dessa forma sua utilidade industrial.

Dependendo da finalidade da liga produzida, outras propriedades específicas podem ser modificadas de acordo com o elemento adicionado. De acordo com Callister (2002), as ligas apresentam características diferentes daquelas apresentadas pelos seus metais constituintes, tais como, dureza, ductilidade, condutividade, entre outras; além disso, as suas propriedades dependem fundamentalmente da composição, da microestrutura, do tratamento térmico ou mecânico. As ligas mais comumente adicionadas são o silício, cobre, magnésio, manganês e o zinco. Diante do exposto, investigou-se as possíveis mudanças em propriedades físicas e de resistência à corrosão de amostras de alumínio proveniente de reciclagem.

1.2. Objetivos

           Realizar estudos mais detalhados do processo de corrosão em meio ácido (HCl 0,2 mol.L-1) e à temperatura ambiente do alumínio obtido pela fundição de embalagens alimentícias, considerando as diferentes posições de solidificação. Uma forma de determinar a cinética de corrosão do alumínio puro e reciclado é através da medida da evolução da pressão parcial do hidrogênio (H2) com o tempo, feita através de ensaios de perda de massa.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

Para os ensaios de perda de massa, foram utilizadas duas ligas de Alumínio com diferentes teores de Cobre, ambas provenientes da reciclagem. A primeira continha 3% de Cobre (Al-3%Cu), e a segunda 5% (Al-5%Cu).  De cada liga, foram escolhidos três corpos de prova, levando em consideração a posição dos mesmos durante a solidificação direcional horizontal das peças originais, que foram divididas em sete partes, ou seja, na parte n°1 ocorreu a extração de calor mais rápida e na de n°7, a mais lenta.  Os materiais de interesse foram denominados corpos de prova N2, N3 e N5 para Al-5%Cu, e P’2, P’3 e P’4 para o Al-3%Cu. Os mesmos foram cortados, furados e lixados com as respectivas lixas tipo mesh #220, #320, #400 e por fim, a lixa mesh #600 com a finalidade da remoção de defeitos de superfícies do material, adquirindo as seguintes dimensões médias 1,57 x 1,42 x 0,24 cm, e são representados na figura 1 abaixo:            

Figura 1: Modelo de Corpo de Prova.[pic 2]

         Em um balão de fundo chato de 250 mL contendo uma solução de ácido clorídrico 0,2 mol. L-1 e a temperatura ambiente de 25°C foram imersos os corpos de prova das ligas. Simultaneamente o balão foi acoplado a um manômetro conforme mostrado na figura 2, onde houve o monitoramento da liberação do gás H2.[pic 3]

Figura 2: Sistema para captação de H2.

Podemos representar através de duas semi-reações, o processo de oxirredução que atinge os corpos de prova de Al, o que acarreta na corrosão dos mesmos. São elas: