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February 16, 2017

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Danos em estruturas de concreto, por ação do H2S.

A desintegração e reações que ocorrem na superfície do concreto desprotegido e/ou com a aplicação de produtos especificados incorretamente é um fenômeno complexo que envolve processos químicos, físico-químicos, eletroquímicos e biológicos. E de difícil entendimento para os leigos e até para alguns profissionais da área, por se tratar de anomalia especifica e conhecimento multidisciplinar.

As superfícies do concreto em estruturas que poderá ser afetada pela ação do sulfeto biogênico são susceptíveis á a ação desintegrante das bactérias e microorganismos presentes no processo dessas reações que ocorrem. 

A atuação das bactérias esta ligada, em uma primeira etapa, aos ciclos do enxofre e do nitrogênio, onde são produzidos as substancias Iônicas SO¯² e NO¯¹. 

 

Nestes dois processos, as reações chamadas são a redução do enxofre e a nitrificação. 
 

Resumidamente sobre as reações de oxi-redução: Um átomo é oxidado quando ele perde elétrons para outro átomo. Um átomo torna-se reduzido quando ganha elétrons de outro átomo. Agente redutor é aquele que doa os elétrons a exemplo temos o carbono orgânico que é um forte redutor. Agente oxidante é aquele que recebe os elétrons a exemplo temos o oxigênio é um forte oxidante, pois aceita elétrons rapidamente.

Resumidamente sobre nitrificação: É a conversão bioquímica do N (nitrogênio), nas formas orgânicas e inorgânicas, do estado mais reduzido para o mais oxidado:

 

NH4+ + 1 1/2 O2 <--> 2H+ + NO2¯ + H2O (Reação 1)
NO2¯ + 1/2 O2 <--> NO3¯ (Reação 2)
NH4+ + 2O2 <--> NO3¯ + H2O + 2H+ (Soma das reações acima)
Microorganismos nitrificantes
Gênero Nitrosomonas oxidam NH4+ a NO2¯
Gênero Nitrobacter oxidam NO2¯ a NO3¯

 

O enxofre apresenta-se em diversos estados de oxidação, variando de +6(SO¯²) forma mais oxidada do enxofre até -2(H2S) forma mais reduzida do enxofre, sendo de vital importância para as células vivas, que contêm cerca de 1% de enxofre na forma de ácidos orgânicos (aminoácidos), principal componente das proteínas. Após a morte das células, estes ácidos se decompõem. Entre as diversas substancias que contêm enxofre, sobressai o gás sulfeto de hidrogênio, devido ao seu cheiro característico de ovo podre, para concentrações tão pequenas quanto 0,2ppm. No interior de estruturas como: caixas de captação de efluentes industriais ricos em acido sulfúrico, estruturas de concreto de Estações de Tratamento de Esgoto, galerias, tubos em redes de esgoto e fundações sobressaem o processo microbiano das bactérias que reduzem os sulfatos, onde se destaca o desulfovibrio e das bactérias que oxidam o enxofre, onde se sobressai a bactéria tiobacilus.

 

O concreto á base de cimento Portland é rico em substancias cálcicas, sobressaindo hidróxidos de cálcio Ca(OH)2. Com esta composição o concreto comum se desintegra a partir do pH inferior a 6,5 e é totalmente sensível á ação dos sulfatos e a consequente acidificação do meio. A formação do H2SO4 nas áreas de superfície dos tetos de tanques e redes de esgoto, a ação degenerativa do H2SO4 nas superfícies da matriz cimentícia sem a correta impermeabilização reduz o cobrimento do concreto conforme estudos técnicos comprovados em até 25 mm por ano.

 

O ácido reage com o concreto alcalino formando os minerais etringita e taumasita, ALTAMENTE EXPANSIVOS.

 

O gás H2S ao condensar nas superfícies úmida do concreto sem proteção (impermeabilização), durante as etapas do processo, é metabolizada pelas bactérias que reduzem sulfatos e pelas que oxidam o enxofre, gerando ácido sulfúrico diluído, ocasionando a dissolução da portlandita e silicatos hidratados.

Reação de Oxidação Biológica do Enxofre (Thiobacillus Thiooxidans), bactéria autotrófica(Organismos capazes de produzir seu próprio alimento por meio da fotossíntese ou quimiossíntese) que oxida o enxofre elementar a sulfato processo quimioautotrófico aeróbio.

A inspeção correta com analise de projetos e ensaios irá determinar não somente o grau da agressividade como também a solidez e segurança da estrutura, além de definir o projeto de intervenção, metodologia de aplicação e especificação dos produtos para intervenção.

Somente a aplicação de produtos que se dizem milagrosos, pinturas, dentre outros não garante a vida útil do sistema, é importante na aquisição de produtos (químicos para construção civil) que a garantia da vida útil do fabricante seja solidária a da empresa executora, pelo prazo minimo de 10 anos, pois 5 anos já é garantido pelas normas.

No entanto para que isso ocorra pelas fabricantes (MC-Bauchemie, Sika, Denver, Basf, Viapol, Saint Gobain) dentre outras e pelas empresas executoras ha necessidade de um estudo mais aprofundado da patologia, analise dos projetos, além de ensaios de caraterização para medir o grau do dano na estrutura e a elaboração de projetos com descritivo executivo e metodologia de aplicação.

E somado a todo esse material técnico produzido é importância que seja fornecido também todo levantamento, escopo e quantitativo em metro quadrado de serviços a serem executados com uma previsão de gasto de material e mão de obra, para facilitar o trabalho do setor de suprimentos (compradores), pois como são intervenções especificas é muito difícil estes compradores e ou equipe técnica terem conhecimento multidisciplinar para avaliar os quesitos de aplicação, execução, bem como os ensaios necessários e normas que devem ser aplicadas durante as fases de execução para garantia da qualidade de aplicação e de execução.

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