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AVALIAÇÃO DO PROCESSO DE CORROSÃO
EM FOLHAS-DE-FLANDRES COM E SEM REVESTIMENTO ORGÂNICO
INTERNO, UTILIZADAS EM
CONSERVAS DE PÊSSEGOS.
Paulo Eduardo Masselli Bernardo Universidade Federal de Itajubá -UNIFEI
Cléber Di- Tano Camargo Universidade Federal de Itajubá -UNIFEI
Necésio Gomes Costa Universidade Federal de Itajubá -UNIFEI
6 °° COTEQ Conferência sobre Tecnologia de Equipamentos 22 °° CONBRASCORR – Congresso Brasileiro de Corrosão Salvador – Bahia 19 a 21 de agosto de 2002
As informações e opiniões contidas neste trabalho são de exclusiva responsabilidade dos autores
SINÓPSE
Folha-de-Flandres é o material mais utilizado na fabricação de embalagens metálicas. Na industria de embalagens para alimentos a folha-de-flandres pode ser utilizada com ou sem revestimento orgânico interno. Esse trabalho avaliou o contato de pêssegos em calda com embalagens de folha-de-flandres com e sem revestimento orgânico interno. Os resultados obtidos fornecem informações objetivas sobre o processo corrosivo do material e a qualidade dos pêssegos acondicionados nos dois tipos de embalagens.
Palavra Chaves: folhas-de-flandres, embalagens metálicas, ensaios eletroquímicos de polarização, pêssegos em calda.
Na célula eletroquímica utilizou-se o eletrodo de calomelano saturado como o eletrodo de referência e um eletrodo auxiliar de platina (contra-eletrodo) com área exposta de 16 cm^2. Todas as medidas de polarização foram efetuadas no potencial de corrosão, à temperatura ambiente e sem desaeração do meio conforme esquematizado na Figura 3. O eletrólito utilizado fo i à própria calda de pêssego. Parte desta calda de pêssego foi destinada para a análise da migração metálica de ferro e estanho durante o período de estocagem.
O instrumental utilizado foi um potenciostato/galvanostato da marca Sensortechnik Meinsberg GmbH, Modelo PS-5 conforme a Figura 4, um computador do tipo PC foi conectado ao potenciostato e através de um software apropriado da marca PSremote foram obtidos pares de valores (ÄI , ÄE) por meio de experimentos potenciostáticos. Foi utilizado um espectrofotômetro de absorção atômica da marca Varian para análise de migração metálica e um microscópio óptico da marca Zeiss para uma visualização superficial da folha-de-flandres.
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
3.1. Processo corrosivo em folhas-de-flandres com revestimento
Na Figura 5 é apresentada uma micrografia da folha-de-flandres sem revestimento orgânico interno. Verifica-se que ocorreu um desestanhamento uniforme no corpo lata. Na Figura 6 pode-se observar que uma maior concentração de estanho se dissolveu no alimento e a concentração de ferro manteve-se praticamente a mesma. Este feito prova a inversão de polaridade onde o estanho atuou como anodo de sacrifício e o ferro como catodo.
De acordo com os potenciais eletroquímicos do ferro, E Fe/Fe+2= -0,44 V, e do estanho, E Sn/Sn+2^ = -0,14V, principais constituintes da folha-de-flandres, o ferro deveria atuar como anodo da pilha galvânica formada por ser o metal mais eletronegativo, enquanto que o estanho deveria ser o catodo. Entretanto, para a grande maioria dos alimentos enlatados em latas sem revestimento interno, particularmente os vegetais e frutas, se observam uma inversão de polaridade do sistema sendo que o estanho atua como anodo (de sacrifício), protegendo o aço. Esta é à base da proteção eletroquímica do ferro e a causa da elevada resistência à corrosão da folha-de-flandres (5,6,8,9).
Na Figura 7 é apresentada a curva de polarização anódica e catódica obtida no modo potencistático com uma varredura de –250mV a 250mV em relação ao potencial de corrosão do material, Ecorr =-575mV com uma velocidade de 0,1 mV/seg. O resultado é uma curva de polarização com o logaritmo da densidade de corrente (mA/ cm^2 ) versus potencial (mV). As retas de Tafel foram extrapoladas nas curvas de polarização buscando um coeficiente de correlação linear próximo do valor 1. A Tabela 1 apresenta os parâmetros eletroquímicos referente a folha-de-flandres com revestimento orgânico interno
3.2. Processo corrosivo em folhas-de-flandres sem revestimento
O processo de corrosão em latas revestidas internamente é mais complexo do que o de latas sem revestimento e depende das características de resistividade e porosidade do verniz aplicado. A eficácia do verniz está diretamente relacionada a sua habilidade em agir como barreira a gases, vapores, íons e líquidos, impedindo a interação do eletrólito com a superfície protegida (5, 6, 8,9).
Na Figura 8, observa-se no revestimento orgânico aplicado na superfície folha-de- flandres presença de poros e descontinuidade. Em certas ocasiões, muito mais freqüentes em latas com revestimento, nos locais de descontinuidade da camada de verniz, a corrosão por pites pode se desenvolver no aço base, ocorrendo à perfuração da lata (5,6,9).
Na Figura 9, verifica-se que a concentração de ferro dissolvida no alimento aumentou durante a estocagem. Comparando as Figuras 6 e 9, observa-se uma maior migração de ferro e uma menor migração de estanho para a calda de pêssego armazenada na lata revestida internamente, conseqüentemente neste processo corrosivo o estanho não atuou como anodo de sacrifício. De acordo com vários pesquisadores as latas envernizadas por ausência de substâncias complexantes do estanho ou pela presença de complexantes estáveis do ferro e como conseqüência da proporção das áreas expostas dos metais ser mais equilibrada mantém-se a ordem teórica dos potenciais do par Sn/Fe, o ferro atua como anodo de sacrifício e o estanho como catodo, conseqüentemente ocorre uma maior migração de ferro para o eletrólito em relação ao estanho (5, 6, 8,9).
Na Figura 10 é apresentada a curva de polarização anódica e catódica para a folha com revestimento foram obtidas no modo potenciostático com uma varredura de –200mV a 200mV em relação ao potencial de corrosão do material, Ecorr=-584mV com uma velocidade de 0,1mV/seg. O resultado foi uma curva de polarização com logaritmo da densidade de corrente (mA/ cm^2 ) versus potencial (mV) versus. As retas de Tafel foram extrapoladas nas curvas de polarização anódica e catódica buscando uma coeficiente de correlação linear próximo do valor 1. A Tabela 2 apresenta os parâmetros eletroquímicos referente a folha-de-flandres com revestimento orgânico interno.
3.3. Parâmetros eletroquímicos de folha-de-flandres com e sem revestimento
As Tabelas (1) e (2) apresentam os valores das constantes de Tafel anódica (âa) obtido por extrapolação da reta de Tafel anódica e a constante de Tafel catódica (âc) pela extrapolação da reta de Tafel catódica. Com os valores das constantes âa e âc foi possível calcular a corrente de corrosão média (Icorr) da folha-de-flandres sem revestimento e com revestimento.
Comparando os parâmetros eletroquímicos das Tabela 1 e 2, observa-se uma menor corrente de corrosão (Icorr) de 519 nA para a folha-de-flandres com revestimento orgânico e um processo corrosivo mais lento, em relação a corrente de corrosão (Icorr) de 1996 nA encontrada para a folha-de-flandres sem revestimento orgânico. Foi
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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(2) American Society for Testing and Materials–ASTM, “Method for Determination of Iron Solution Value on Electrolytic Tinplate”, ASTM A 623-80a Part 3, Philadelphia, 01.06, 171-187,1991.
(3) American Society for Testing and Materials–ASTM, “Standard Test Method for Evaluation Degree of Rusting on Painted Steel Surfaces”, ASTM, Philadelphia,[s.d.], 64-66, 1990.
(4) Companhia Siderúrgica Nacional – CSN, “Folhas Metálicas”, catálogo de produtos da CSN , Rio de Janeiro,[s.d.], 1-24, [s.d.].
(5) Dantas S.T., Gatti J.A.B. e Saron E.S., “Embalagens Metálicas e a sua Interação com Alimentos e Bebidas”, CETEA/ITAL, Campinas, [s.d.],1-232, 1999.
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(11) Reznik D., “Oxidation of Foods in Enamelled Cans and Plastic Containers”, The Canmaker & Canner, West Sussex, 6,32-34, 1993.
(12) Dantas S.T., Gatti J.A.B., Anjos V.D.A. e Segantini E., “Avaliação da Qualidade de Embalagens Metálicas: Aço e Alumínio”, CETEA/ITAL, Campinas, [s.d.],1-313, 1996.
(13) Harrison W. e Landriault F. W.,“Electrochemical Aspects of Tinplate Corrosion”, Proc.11th International Tinplate Conference, London, [s.d.],278-285, 1990.
6. FIGURAS
Figura 1. Célula eletroquímica do tipo ASTM.
Figura 2. Representação esquemática da folha-de-flandres como eletrodo de trabalho.
Figura 3. Aparelho Potenciostato/Galvanostato modelo PS 5 interligado a célula eletroquímica.
Figura 4. Representação esquemática para medida de polarização potenciostática. ET = eletrodo de trabalho, ER = eletrodo de referencia, EA = eletrodo auxiliar.
Figura 7. Curva de polarização anódica e catódica experimental obtida para a folha-de-flandres sem revestimento orgânico interno.
Figura 8. Superfície da folha-de-flandres com revestimento orgânico interno com aumento de 100x.
Figura 9. Concentração de estanho e ferro em ppm, dissolvidos nas latas com revestimento orgânico interno durante 90 dias de estocagem.
0
0,
0,
0,
0,
45 DIAS 90 DIAS
Estanho Ferro
Figura 10.Curva de polarização anódica e catódica experimental obtida para a folha-de- flandres com revestimento orgânico interno.
a) b) Figura 11. Foto dos pêssegos após a abertura da lata revestida internamente e da lata sem revestimento interno, estocadas num período de 90 dias a temperatura ambiente.
a) Na bandeja à esquerda pêssegos armazenados na lata com revestimento orgânico interno e à direita pêssegos armazenados na lata sem revestimento orgânico interno.
b) Foto do pêssego da lata sem revestimento orgânico interno (esquerda) e do pêssego com revestimento orgânico interno (à direita) após estocagem a uma temperatura de 5°° C num período de 3 dias.
