Vamos nos concentrar nas serpentinas com lâminas fabricadas em alumínio e cobre. Por outro lado, consideramos que os equipamentos têm manutenção de acordo com as especificações do fabricante. A corrosão das serpentinas depende de uma combinação de fatores, por isto, o processo de análise da corrosão torna-se mais complexo. Inicialmente vamos analisar alguns pontos que passam, muitas vezes, desapercebidos ao preparar um projeto de AVAC-R

O Brasil no mundo da salinidade

O Brasil está localizado na segunda maior área de salinidade marítima do mundo, como pode ser visto na figura 1 – Salinidade nos Oceanos (Fonte NASA).

A primeira, são os mares Morto e Vermelho, e a segunda está localizada desde o Sul da Florida, Golfo do México, Caribe, descendo até o Rio de Janeiro e bordeando toda a costa brasileira. Na foz do Rio Amazonas observa-se uma pequena área onde a salinidade é menor. Essa redução da salinidade deve-se ao volume de água doce.

Dada a concentração da salinidade na costa brasileira, as partes frágeis de um equipamento de AVAC-R, como são as lâminas de alumínio de uma serpentina, têm que ser protegidas para se prolongar a vida útil do equipamento. Tanto nos EUA como no Caribe, estima-se que cerca de 70% a 80% dos equipamentos instalados em áreas costeiras ou sujeitas à salinidade já são protegidos. No México e no Brasil é de cerca de 5%.

Local da instalação

Considerando o exposto acima temos que lembrar que há diferença entre um equipamento instalado a beira mar e outro instalado a 10 quilômetros da orla, ou no centro de uma grande cidade, em que o principal fator de corrosão são os gases e resíduos da poluição. É importante que o projetista, o fabricante do equipamento e o instalador conheçam as condições ambientais do local da sua instalação e especifiquem a melhor proteção para cada caso. A título de orientação pode-se seguir a Norma NBR 14643 (tabela 1) – Categorias de Corrosão.                                                                               

Tabela 1: A Norma Brasileira NBR 14643 classifica a corrosividade da atmosfera em cinco categorias

As normas ISO e ASTM vão além e apresentam a categoria C5, subdividida em C5-I Muito Alta (atmosfera Industrial) e C5-M Muito Alta (atmosfera marítima). Equipamentos instalados em áreas de corrosividades mais baixas podem apresentar elevados índices de corrosão. Essa situação é observada quando o equipamento estiver ao lado de uma torre de refrigeração, por exemplo. Neste caso, as condições que causam a corrosão podem ser agravadas sensivelmente pelos produtos químicos de limpeza da torre que atacam as lâminas de alumínio, o que acontece quando a operação de limpeza da torre é feita com o equipamento de ar-condicionado ligado. Os produtos químicos são aspirados comprometendo as finas lâminas do alumínio.

Outro fator que pode mudar as condições básicas de um local, é quando o equipamento está instalado perto de um tratamento de águas servidas; produtos como gás Sulfídrico H2S, Gás Metano CH4,   Dióxido de Carbono CO2 e Oxido Nitroso N2O podem estar presentes na atmosfera, tornando-a corrosiva.

Porque temos a sensação que a corrosão tem aumentado

No início dos anos 1990 tem início fortes pressões ambientais para tornar os produtos e equipamentos mais eficientes energeticamente e menos agressivos ao meio ambiente, afetando diretamente o setor de AVAC-R. A indústria teve que adequar-se às novas exigências. No caso especifico das serpentinas o desafio foi torna-las mais eficientes, e o caminho mais econômico e simples foi reduzir a espessura das lâminas, aumentando o número delas no mesmo espaço, ou seja, maior área de troca de calor. No entanto, isto tem sua limitação devido ao sistema de fixação da lamina sobre os tubos de cobre. Esta redução da espessura da lâmina acelerou a percepção da corrosão.

A indústria continuou procurando alternativas, chegando ao chamado micro-channel, o que traz provavelmente uma redução de custo, sem resolver o problema da corrosão, pois a sua configuração geométrica favorece a deposição de sais, especialmente quando instaladas na zona costeira. Começaram a aparecer no mercado novos produtos, processos, vernizes  e as mais variadas pinturas e revestimentos para solucionar o problema. A grande maioria dessas soluções hoje já está ultrapassada ou fora do mercado.

As causas principais para o desaparecimento de grande parte desses produtos foram a baixa proteção e, em muitos casos, a espessura que era necessário aplicar sobre o substrato, o que resultava numa sensível redução da eficiência térmica do equipamento.

Tipos mais comuns de corrosão nas serpentinas

Em geral as serpentinas são construídas de alumínio ou cobre e, excepcionalmente, em aço inoxidável. As espessuras das lâminas variam muito pouco de um fabricante para outro. Analisando o que foi descrito até agora, e considerando que a água do mar e, como consequência, a maresia, contêm químicos como Cloreto (Cl), Sódio (Na), Sulfato (SO4), e outros produtos que causam corrosão; e que  a poluição tanto industrial como urbana também é formada, entre outros, por SO2, SO3, também corrosivos, há de se prever uma proteção à corrosão para equipamentos, principalmente as serpentinas instaladas em  locais com essas características. Tanto a maresia como a poluição, quando em contato com a condensação nas máquinas ou com a chuva, aceleram ainda mais a corrosão de uma maneira geral. Outro ponto importante que deve ser levado em conta para a análise das características da pintura é a corrosão química, quando ela existir.

Desta forma uma pintura ou revestimento para proteger uma serpentina tem que ter as seguintes características básicas:

1) A espessura da pintura seca deve estar situada entre 15 a 20µm (muito fina) para não afetar a performance do equipamento e não aumentar o consumo de energia; estudos feitos por companhias de eletricidade dos EUA indicam que medidas acima destes valores comprometem a performance do equipamento no que diz respeito ao consumo de energia.

2) A pintura deve dar idêntica proteção contra a corrosão tanto ao alumínio como ao cobre; em parâmetros práticos, de acordo com alguns fabricantes de equipamentos, a pintura tem que resistir acima de 6 mil horas no Salt-Spray segundo a norma ASTM-B537-70, abaixo desse valor a pintura não oferece adequada resistência à corrosão para os fins para o qual é indicada*.

3) A pintura tem de oferecer igual aderência nos materiais alumínio e cobre, componentes básicos de uma serpentina seguindo a norma ASTM-D3359-02. A classificação esperada nesse teste é 5B, o que significa que o porcentual de área removida no teste deve ser 0%. Isto garante que a pintura dificilmente se destacara do substrato durante a sua utilização.

4) Ela deve ter a propriedade de “não aderência superficial”, para que corpos estranhos lançados contra a serpentina durante o funcionamento do equipamento não se fixem facilmente sobre ela, o que significaria uma  perda na capacidade de trocas de calor e propiciaria um aumento nos tempos de limpeza.

5) Esta pintura devera resistir ao teste do chamado Mandril Cônico, conforme a norma ASTM-D522, em que não deverão aparecer fissuras no coating em nenhum dos lados do corpo de prova. Esse teste é feito para garantir que durante a utilização do equipamento qualquer dobra em alguma das lâminas não afetara a proteção contra corrosão.

6) A pintura tem que ter uma dureza superficial conforme a norma ASTM-D3363-05, igual a 6H, garantindo desta forma que qualquer impacto sobre as lâminas não afetará a sua proteção, necessária porque com a máquina em funcionamento pequenos objetos são lançados sobre as lâminas devido a ação dos ventiladores. O teste é feito em conjunto com o de Deformação Rápida, conforme a norma ASTM-D2794-04 e cujo resultado não deve mostrar nenhuma fissura no corpo de prova em nenhuma das duas faces do mesmo.

7) Ao mesmo tempo, a pintura deve garantir a sua resistência aos raios solares UVA /UVB, seguindo a norma ASTM-G154. Essa característica é necessária porque a grande maioria dos equipamentos está exposta à luz solar.

8) Devido as variações de temperaturas do equipamento durante o seu funcionamento, é importante verificar qual a temperatura que a pintura escolhida pode suportar sem afetar outras propriedades. Estudos sugerem que uma boa pintura para esta finalidade deveria resistir até 350ºC.

Conclusões

1. Hoje é necessária a aplicação de uma pintura protetora qualquer que seja o coil utilizado e quase que independentemente da zona que ele estiver instalado.
2. Os fabricantes recomendam que inspeções e lavagens periódicas sejam feitas nas serpentinas para a eliminação de agentes que causam a corrosão e para a manutenção das especificações de troca de calor, certifique-se que estejam sendo utilizados materiais de limpeza adequados.
3. Observações de campo e estudos recentes de laboratórios indicam que os melhores produtos para esta finalidade são os chamados detergentes neutros.
4. Existem no mercado várias opções de pintura ou revestimentos que podem proteger as máquinas e serpentinas contra a ação corrosiva de ambientes salinos ou maresia, como para a corrosão causada por ambientes com produtos químicos. Também encontramos excelentes detergentes para a limpeza de equipamentos AVAC-R.
5. A escolha certa do revestimento de proteção à corrosão, a manutenção adequada e limpezas ou lavagens periódicas dos equipamentos garantem maior vida útil e rendimento operacional por um período mais longo.

Esperamos que este estudo ajude a definir qual a pintura que mais se ajusta a sua necessidade e que a melhor escolha sirva para prolongar a vida do seu equipamento, maximizando desta forma o seu investimento.

Antenor Denardi Alegre e Joaquim Punet Puig

* Nota: Esse valor é meramente orientativo. Normalmente os tempos de exposições na Câmara de Salt- Spray são definidos entre Fabricante e Fornecedor dependendo da utilização da peça ou equipamento