[pt] O mecanismo de falha por corrosão se apresenta, na maioria dos casos, como o fator limitante na operação continuada de um duto. Esse mecanismo reduz a resistência mecânica do duto, aumentando a necessidade de reparos com a conseqüente diminuição da capacidade produtiva. A determinação da resistência remanescente através da aplicação de metodologias semi-empíricas é uma prática mundialmente aplicada, fato este que promoveu o surgimento de diversos programas destinados à aplicação sistematizada dos métodos semi-empíricos. Além do cálculo da resistência remanescente, os aplicativos desenvolvidos fornecem diversas ferramentas adicionais, como a avaliação da confiabilidade das ferramentas de inspeção, o cálculo do tempo ótimo para re-inspeção e a determinação da confiabilidade do duto. No desenvolvimento deste trabalho, foram comparados três diferentes programas na avaliação da integridade imediata e futura de dutos de aço com defeitos de corrosão, dando-se ênfase na comparação das pressões de falha e das probabilidades de falha fornecidas pelos programas. Com o objetivo de estabelecer valores de referência, um modelo analítico para o cálculo da probabilidade de falha imediata e futura foi desenvolvido, dando enfoque nas incertezas associadas à medição feita por PIG Instrumentado e às associadas às taxas de corrosão na profundidade e no comprimento do defeito. Os diferentes métodos foram aplicados sobre um defeito hipotético isolado, e em seguida em três diferentes dutos com defeitos reais de corrosão, abrangendo diversas condições operacionais, de projeto e quanto ao estado de corrosão. Na comparação dos programas, foram observados diferentes modelos de cálculo da probabilidade de falha quanto à avaliação dos modos de falha por ruptura e por vazamento como fenômenos dependentes e independentes. Os resultados de probabilidade de falha apresentados pelos diferentes modelos se mostraram congruentes apenas em defeitos onde o modo de falha por vazamento se apresenta como dominante. Em defeitos onde o modo de falha por ruptura se mostra expressivo, o modelo de avaliação dos modos falha por ruptura e por vazamento como fenômenos independentes apresenta maiores valores de probabilidade de falha. Além disso, foi possível observar a influência dos diferentes modelos de crescimento do defeito na previsão da pressão de falha e da probabilidade de falha. Observou-se também a importância do uso de modelos de interação de defeitos, observando-se pressões de falha até 50% inferiores com o uso do modelo de interação de defeitos. / [en] The corrosion failure mechanism presents itself, in most of cases, as the limiting factor of the continued operation of a steel pipeline. This failure mechanism reduces the strength of the pipeline, increasing the demand for repair, and consequently, reducing the production capacity. The determination of the pipeline remaining strength through semi-empirical methodology application is a practical worldwide applied, fact that promoted the appearance of many computer programs for the systematic application of those semi-empirical methods. Besides the calculation of the pipeline remaining strength, the developed programs provide several additional tools, such as the reliability evaluation of the In Line Inspection Tools, the determination of the optimum time for pipeline re-inspection and the reliability evaluation of the pipeline in itself. In this work development, it was compared three different programs in the immediate and future integrity evaluation of real pipelines with corrosion defects, giving emphases at the comparison of the burst pressure and failure probability supplied by the programs. Aiming establish reference values for probability of failure, a analytical model was developed to calculate the immediate and future probability of failure, focusing the uncertainties associated with the In Line Inspection measurement and with the corrosion rate in defect depth and length. The different methodologies were applied under a hypothetic single defect, and next, in three different pipelines with real corrosion defects, covering several operational conditions, of design and of corrosion severity. In the program comparison, it was noticed different models for calculating the probability of failure regarding the assessment of failure modes by rupture and by leakage as dependent and independent phenomena. The results of probability of failure presented by different models were congruent only in defects where the failure mode by leakage appears as dominant. In defects where the failure mode by rupture is shown expressive, the model of assessment of failure modes by rupture and by leakage as independent phenomena presents higher values of probability of failure. Furthermore, it was possible to observe the influence of different models of growth of the defect in the calculation of the future failure pressure and the probability of failure. It was also observed the importance of using models of interaction of defects, finding difference up to 50% in the results of failure pressure.

[pt] Esta dissertação visa apresentar e comparar metodologias utilizadas para estimar a taxa de corrosão a partir dos resultados obtidos em inspeção por pig instrumentado tendo em vista que este método de avaliação de integridade é um procedimento empregado por operadores de duto. Com esta finalidade foram analisadas e comparadas as metodologias mais adequadas para o cálculo da taxa de corrosão: Estimativa da Taxa de Corrosão baseada no Princípio de Atividade Local, Estimativa da Taxa de Corrosão baseada no Cálculo do Parâmetro (a), Estimativa da Taxa de Corrosão a partir do Intervalo de Confiança para a Média e Estimativa da Taxa de Corrosão a partir da Distribuição de Valor Extremo. Para cada um destes métodos foram empregados dados simulados e dados de inspeções de um duto existente, utilizando ou não o mapeamento de anomalias por tabela, a fim de conhecer e avaliar suas vantagens e limitações. Os resultados destas comparações mostraram que apenas no caso em que a taxa de corrosão é estimada partir do intervalo de confiança para a média, a correspondência entre as anomalias (mapeamento) registradas nas inspeções ILI é obrigatória. As demais metodologias podem ser aplicadas ao conjunto de anomalias mapeadas ou a todas perdas de metal informadas no relatório de inspeção ILI. Foi verificado também que os valores estimados para a taxa de corrosão quando é realizado o mapeamento das anomalias diferem das taxas de corrosão calculadas quando a comparação dos dados entre as inspeções não é efetuada. Embora tenha-se notado esta diferença foi observado que existe uma equivalência quando comparadas as taxas de corrosão de cada grupo. Ou seja, verifica-se uma correspondência entre os valores estimados por cada metodologia ao comparar apenas os resultados das anomalias mapeadas. O mesmo ocorre quando é efetuada a comparação entre valores da taxa de corrosão obtidos apenas pelos métodos em que o mapeamento das perdas de metal não foi realizado. Adicionalmente foi efetuada a comparação entre as principais normas e publicações de gerenciamento de integridade de dutos, como o ASME B31.8S, API 1160 e Muhlbauer. / [en] This work aims to present and compare methodologies used to estimate the corrosion rate from ILI inspection results once this integrity assessment is a procedure employed by pipeline operators. With this purpose the most appropriate methodologies for calculating the corrosion rate were analyzed and compared: Corrosion Rate Estimation based on the Principle of Local Corrosion Activity, Corrosion Rate Estimation based on the Parameter (a), Corrosion Rate Estimation from the Confidence Interval for Mean and Corrosion Rate Estimation from the Extreme Value Distribution. For each of these methods were employed simulated data and actual ILI inspection data, applying or not anomalies matching by table to identify and evaluate their advantages and limitations. The comparison has shown that the matching of the features is required only when the corrosion rate is estimated from the confidence interval methodology. The other methods can be applied to matched metal loss or all anomalies registered in ILI reported. Furthermore, it was observed that the estimated corrosion rate from the anomalies matching differ of calculated corrosion rate when matching of metal loss between ILI inspections is not done. Although this difference has been identified, it was observed an equivalence when the corrosion rates of each group were compared. In other words, there is a correspondence between the values estimated by each corrosion rate methodology when is used only the sample which represents the matched metal loss.The same occurs when the comparison is carried out between the corrosion rate values obtained only by methods where the defect mapping was not done.Moreover, a comparison between the main codes and publications for pipeline integrity management, as B31.8S ASME, API 1160 and Muhlbauer was done.

[pt] A seleção de materiais para o transporte de óleo e gás não é feita pela sua resistência à corrosão, mas sim pelas suas boas propriedades mecânicas, facilidade de fabricação e baixos custos. Devido às taxas de perda de material, causado pela corrosão interna, existe necessidade em se conhecer o comportamento dos aços de mais alta resistência, utilizados especialmente em gasodutos e oleodutos tais como API 5L X70 e API 5L X80. Um dos elementos responsáveis pela corrosão interna é o dióxido de carbono (CO2). O principal produto de corrosão da reação deste gás com o aço é um precipitado de carbonato de ferro que em determinada temperatura se acredita poder retardar o processo de corrosão, agindo como uma barreira à difusão das espécies. Neste trabalho foi estudado o comportamento destes aços numa solução de 1% NaCl contendo CO2, e a estabilidade do filme formado (FeCO3) à diferentes temperaturas. Técnicas de análise eletroquímicas como: curvas de polarização, resistência à polarização linear e de impedância eletroquímica foram usadas para estudar a formação do filme de carbonato de ferro sobre a superfície dos aços. O filme também foi observado e caracterizado por microscópio eletrônico de varredura (MEV) e difração de raios-X. / [en] The selection of materials for the transport of oil and gas, is not always made sufficiently emphasizing corrosion resistance, but rather good mechanical properties, ease of fabrication and low cost. Due to the material loss rates resulting from internal corrosion, it becomes necessary to thoroughly characterize the behaviour of the high strength steels which are used for oil and gas pipelines, such as API 5L X70 and API 5L X80. One the contributing factors responsible for internal corrosion is carbon dioxide (CO2). The main corrosion product resulting from the action of this gas, in solution, on the steel is an iron carbonate precipitate which is believed to retard further corrosion at some temperatures, acting as a diffusion barrier to the chemical species involved. The current work studies the behaviour of the above steels in a 1% NaCl solution containing CO2, and the stability of the FeCO3 film formed at different temperatures. Electrochemical analysis techniques, such as polarization curves, linear polarization resistance and impedance measurements were used to study the formation of the iron carbonate film on the surface of the steels. The film was also observed and characterized by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD).

[pt] Dutos são sistemas amplamente utilizados para o transporte de óleo e gás. Desta forma, é importante que o mesmo opere com eficiência e segurança. Com o passar do tempo os dutos podem sofrer danos que podem causar prejuízos à sua integridade estrutural e, consequentemente, prejuízo financeiro às indústrias que os operam. Uma das formas mais comuns de danos presentes nos dutos é a corrosão. Esta pode comprometer a sua capacidade de carga. Com isto, a determinação da resistência remanescente de dutos corroídos tornou-se objeto de estudo de vários pesquisadores em todo o mundo. Métodos empíricos utilizados para esta determinação foram desenvolvidos e estão disponíveis na literatura, e muitos deles são aplicáveis apenas em dutos submetidos à pressão interna. Entretanto estes métodos se mostram, em geral, bastante conservadores nesta determinação. Assim, métodos alternativos têm sido desenvolvidos baseados no método dos elementos finitos. Este trabalho tem como objetivo avaliar a capacidade de carga de dutos corroídos submetidos a carregamentos combinados que tentam simular os que ocorrem no campo. Estes carregamentos são: pressão interna, momento fletor e cargas axiais. Carregamentos axiais são provenientes da variação de temperatura e do efeito Poisson existente nas extremidades dos dutos devido à pressão interna. Neste trabalho realizou-se a modelagem de dutos submetidos à carregamentos combinados, onde se tentou reproduzir ao máximo as condições de ensaio. Tomou-se como base ensaios experimentais e numéricos encontrados na literatura. Aspectos globais sobre a modelagem são detalhados. A modelagem dos exemplos aqui apresentados foi desenvolvida no programa comercial ABAQUS Versão 6.1. / [en] Pipelines are widely employed systems by the transport of oil and gas. Due to its great extensions and to economic and environmental reasons it is important to assure safe and efficient operation of the pipelines. After some time of operation the pipes can present damage that can affect its structural integrity, and require for repair and even operation interruption with consequently financial losses for the pipeline operating industries.One of the most commonly registered defects by pipes is corrosion. The determination of the residual load capacity of corroded pipes is object of study of many researchers all over the world. With this effort empirical methods were developed and are widely employed. Most of these methods are however applicable to pressure loaded pipes, and do not take into account more complex combined loading. Additionally highly conservative results are obtained by these methods. Alternative methods have been developed based on the finite element method.The objective of this work is to evaluate the load capacity of corroded pipes subjected to combined loading, which simulates the loads in field. These include internal pressure, bending due to soil settlement and axial load representing thermal effects. In this work the pipe model was developed in order to reproduce the experimental end field conditions. Global aspects of pipe modeling are discussed. Experimental test results and numerical analysis present in the literature are taken for comparison.The examples were analyzed with the commercial finite element code ABAQUS version 6.1.

[pt] Segundo Muhlbauer [1], 25 % dos acidentes com dutos são causados por corrosão. Com o envelhecimento da malha dutoviária, os acidentes tendem a ser mais freqüentes ou seus custos de manutenção majorados. Isto porque as metodologias atuais são, em sua maioria, demasiadamente conservativas. Com o surgimento de novas técnicas de inspeção e o avanço da microinformática, justifica-se o investimento em pesquisa e no desenvolvimento de metodologias numéricas mais fiéis ao comportamento mecânico do defeito, mantendo a segurança dos dutos e assegurando a competitividade econômica de suas operadoras. Neste trabalho utilizou-se nove espécimes tubulares de aço API 5L X60, com comprimento nominal de 2 m, diâmetro de 323 mm e espessura de 9.53 mm. Nestes espécimes foram usinados defeitos por eletroerosão com o objetivo de simular corrosão. Esses defeitos tinham espessura residual de 3 mm (30% da espessura nominal), 95.3 mm de largura (10 vezes a espessura nominal) e comprimentos entre 250 e 525 mm. Estes espécimes foram instrumentados com extensômetros de resistência elétrica especiais para grandes deformações plásticas e foram pressurizados até sua ruptura. Baseado nas geometrias dos corpos de prova existentes construiu-se modelos para a análise numérica. Esta análise utilizou o elemento sólido de oito nós por exigir um tempo computacional menor que o de 20 nós. Com relação ao elemento de casca, o elemento sólido de 8 nós modela melhor a geometria do defeito e o perfil de deformações elastoplásticas ao longo da espessura. Inicialmente foram feitas análises lineares. Estas foram seguidas de análises não-lineares, onde utilizou-se as propriedades reais do material de cada tubo. Os valores obtidos nestas análises foram confrontados com os valores experimentais de deformações elastoplásticas medidas, com o objetivo de validar o modelo numérico, obtendose boa correlação. Durante a validação do modelo analisou-se o critério de ruptura numérico a ser adotado, a influência de pequenas variações da espessura, a influência do raio de adoçamento entre a superfície externa do defeito e as paredes íntegras do tubo, os incremento ótimos de pressão interna, e a importância do uso das propriedades mecânicas do material específico de cada tubo. Este trabalho faz uma análise completa dos espécimes tubulares, conseguindo desenvolver uma metodologia capaz de reproduzir o experimento. Ponderam- se todos os fatores que influenciam uma análise não-linear e concluiu-se que a ruptura experimental acontece dentro de uma faixa de valores cujos limites dependem do critério de ruptura adotado. Verificou-se que esta faixa está compreendida entre a pressão que causa tensão equivalente de Mises igual à tensão de ruptura do material no primeiro elemento e a instabilidade numérica, que ocorre quando todos os elementos ao longo da espessura, em qualquer região do defeito, atingem a tensão equivalente de Mises igual à tensão de ruptura verdadeira do material. Nos casos estudados, esta faixa teve limites distantes entre si da ordem de 0.4 MPa, abaixo de 2% da pressão de ruptura. / [en] According to Muhlbauer [1], 25% of the accidents with pipelines are caused by corrosion. The aging of the pipelines lead to an increase in the frequency accidents associated with an increase in maintenance costs. To keep accident frequency low, maintenance costs increase mainly because the current methodologies to predict failure and analyse pipe integrity are generally, overly conservatives. The new inspection techniques coming forth and the computers progress, it have justified the investment in research and in the development of numeric methodologies to preserve pipeline integrity and assure the economical competitiveness of their operators. Nine tubular specimens of steel API 5L X60, with 2 ms nominal length, 323 mms and 9.53 mms thickness were used. Defects were fabricated using spark erosion to simulate corrosion. The defects had residual thickness of 3 mm (30% of the nominal thickness), 95.3 mms width (10 times the nominal thickness) and lengths between 250 and 525 mm. The pipe specimens were instrumented with high elongation strain gage rosettes for great plastic deformations and they were pressurized until bursting. For the Finite element models were built based on the geometries of the specimens. In this analysis it was used the solid element of eight nodes because they demanded a smaller processing time than the one of 20 nodes. Regarding the shell element, the solid element of 8 nodes represent better the defect`s geometry and gives the values of elastoplastic strain along the thickness. Initially a linear analysis was carried out. These analysis were following by non-linear analysis, where it had been used the real properties of the material in pipe. The values obtained in these analysis were confronted with the experimental values of the elastoplastic strain measured, with the objective of validating the numeric model, had being obtained good correlation. During the validation of the model the numeric rupture criterion was analyzed to be adopted. This analyses included an investigation on the influence of small thickness variations , the influence of the radius between walls of the defects, the optimum increment of pressure and the importance of the mechanical properties. This research does a complete analysis of the tubular specimens, getting to develop a methodology able to reproduce the experiment. All the factors that influence a non-linear analysis were considered and the conclusion was that the experimental rupture happens inside of a range of values whose limits depend on the rupture criterion adopted. It was verified that this range includes the pressure that causes equivalent Misess stress equal to the stress of materials in the first element and the numeric instability. This instability happens when all of the elements along the thickness, in any point of the defect, reaches the equivalent Misess stress equal to the true failure stress of the material. In the studied cases, this range had distant limits amongst themselves of the order of 0.4 MPa, below 2% of the rupture pressure.

[pt] A detecção da corrosão metálica em estruturas complexas e de difícil acesso apresenta dificuldades que até o presente não foram satisfatoriamente contornadas nos diversos setores industriais. Os sensores para avaliação da corrosão metálica baseiamse normalmente em corpos de sacrifício ou na monitoração da reação catódica que ocorre junto com o processo de oxidação e redução da corrosão. Condições ambientais, como temperatura, pressão, vazão, composição química e pH, têm influência direta sobre a agressividade do meio e seu conhecimento é fundamental para a previsão das taxas de corrosão. Na indústria do petróleo a corrosão metálica pode significar a falha prematura de equipamentos e vazamentos, causando onerosas operações de manutenção e pondo em risco a segurança e o meio ambiente. O presente trabalho mostra a concepção e desenvolvimento de um sensor de pH a fibra ótica para monitoração permanente de poços de petróleo. Dois princípios de medição foram avaliados. O primeiro, baseia-se na medida da variação do índice de refração efetivo em uma rede de Bragg, especialmente preparada para este fim, imersa em um meio contendo indicadores comerciais de pH. A segunda concepção utiliza a variação de volume proporcionada por um polímero sensível ao pH para deformar uma rede de Bragg. Os resultados experimentais obtidos demonstraram que a segunda técnica possibilita uma maior sensibilidade para as condições de operação do sensor. Esta segunda solução viabiliza também a utilização de múltiplos sensores, em uma única fibra óptica, monitorando ao mesmo tempo outras grandezas físicas que influenciam diretamente as taxas de corrosão, como pressão, temperatura e vazão. O sensor foi avaliado em meio ácido, sob diferentes condições de temperatura, produzindo resultados se sensibilidade melhor 0,01 unidades de pH. Novas investigações ainda precisam ser conduzidas para se chegar a um protótipo que possa ser testado em condições reais de operação de um poço de petróleo. / [en] Evaluation of corrosion rates in hard-to-access equipments, such as those found in petroleum production, is still a difficult task. Sensors for corrosion rate evaluation are normally based on sacrifice bodies or in the cathodic reaction that occurs with the oxidation and reduction reactions of the corrosion process. Environmental conditions like temperature, pressure, chemical composition, and pH, are fundamental factors of environment severity and have a direct influence on corrosion rate predictions. In the Petroleum Industry, metallic corrosion may cause premature failure of equipments and fluid leaks, often resulting in expensive maintenance operations and posing safety and environmental risks. This work presents new concepts for fiber optic pH sensors that may be applied for permanent monitoring of petroleum wells. Two measurements principles were evaluated. The first one is based on measurements of refractive index changes in commercial pH indicators. The second solution explores a pH sensitive polymer, whose changes in volume strains a fiber Bragg grating. Experiments reported here show that the second technique has a better sensitivity, particularly under the operation conditions found in oil wells. It also allows the use of multiple fiber optic sensors simultaneously monitoring other physical quantities, such as temperature, pressure, and flow rate, which directly affect corrosion rates. The sensor was tested in acid environment, with special attention paid to temperature, solubility and response time. The sensitivity achieved was better than 0.01 pH units. More experiments still need to be performed in order to produce a prototype that will be testes in real operation conditions in producing petroleum well.

[pt] As tubulações de aços utilizadas pela indústria do petróleo estão constantemente expostas à ação do ácido sulfídrico (H2S) que é o veículo para a difusão do hidrogênio no aço, provocando o surgimento de trincas induzidas pela fragilização por hidrogênio e/ou trincas de corrosão sob tensão. A junta soldada, que é considerada a região crítica dos dutos, foi o objeto de avaliação neste trabalho mediante ensaios de tração sob baixa taxa de deformação (BTD) e através da norma NACE TM0177/96 - Método A (Standard Tensile Test), verificando o seu comportamento quanto à fragilização por hidrogênio e à corrosão sob tensão em aços da classe API grau X70 e X80. Uma solução de tiossulfato de sódio foi utilizada no ensaio BTD para avaliação da fragilização por hidrogênio e corrosão sob tensão, reduzindo custos e atendendo aos ítens de segurança. Os resultados mostraram que os aços API 5L X70 e X80 são susceptíveis à fragilização por hidrogênio e à corrosão sob tensão. / [en] The steel tubes used in the Oil Industry are constantly exposed to hydrogen sulphide (H2S) which leads to the diffusion of hydrogen into the steel, provoking hydrogen induced embrittlement cracks and/or stress corrosion cracking. Welded joints, generally considered to be the critical region in pipelines, were evaluated in this study, using slow strain rate tensile testing (SSRT) and NACE TMO177/96 - Method A (standard tensile test) norm, verifying the behaviour of joints in API X-70 and X-80 grade steels, with regard to hydrogen embrittlement and stress corrosion cracking. Sodium thiosulphate was used in the slow strain rate tests permit the evaluation of hydrogen embrittlement and stress corrosion cracking while reducing testing costs and maintaining safety standards. The results show that the API X-70 and X-80 grade steels are susceptible to hydrogen embrittlement and stress corrosion cracking.

[pt] A degradação do concreto pode ocorrer a partir de processos bioquímicos, especialmente no caso de elementos que fazem parte das redes do sistema de esgoto devido a produção de ácido sulfúrico (H2SO4) de maneira biogênica por certos tipos de bactérias. O presente estudo tem como objetivo investigar esse processo corrosivo e as propriedades mecânicas residuais de amostras de concreto expostas a soluções de H2SO4 de diferentes concentrações (0,5 por cento, 1 por cento e 3 por cento) e ao esgoto doméstico. Foram produzidos dois concretos: um com fator a/c igual a 0,83 e um de alto desempenho, com a/c de 0,28. As amostras foram curadas por períodos de 28, 63 e 91 dias e avaliadas após períodos de imersão nas soluções por 28 e 84 dias, com monitoramento do pH das soluções e da perda de massa das amostras. Após o fim da imersão, os concretos tiveram suas propriedades mecânicas residuais avaliadas por meio de ensaios de resistência à compressão direta e à tração indireta. Os resultados da pesquisa mostram uma maior perda de massa, assim como uma maior redução da resistência mecânica nas amostras com maior volume de cimento. As amostras de concreto convencionais imersos em ácido apresentaram perda de até 42 por cento na resistência à compressão, enquanto que as amostras de alto desempenho apresentaram redução de até 87 por cento em comparação com amostras não atacadas. Em relação aos corpos de prova imersos em esgoto doméstico, nenhum concreto sofreu perda significativa de massa e resistência, provavelmente devido ao tempo de exposição limitado. / [en] The degradation of concrete may occur from biochemical processes, especially where concrete elements of the sewage system networks due to the production of biogenic sulfuric acid (H2SO4) by certain types of bacteria. This study aims to study this corrosion process and residual mechanical properties of concrete samples exposed to H2SO4 solutions on different concentrations (0.5 percent, 1 percent and 3 percent) and domestic sewage. Two concretes were produced: one with 0.83 w/c ratio with high performance, with w/c ratio of 0.28. The samples were cured for periods of 28, 63 and 91 days and were evaluated in periods of 28 and 84 days of immersion, with the pH of the solutions and the weight loss of the samples being monitored. After the immersion periods, the concretes had their residual mechanical properties evaluated by compressive strength and Brazilian split tests. Research results have shown a greater weight loss and higher reduction of mechanical strength on specimens with higher percentage of cement. The conventional concrete specimens immersed in acid showed 42 percent loss in compressive strength, whereas the high-performance samples showed a reduction up to 87 percent when compared to non-attacked samples. Regarding the specimens immersed in domestic sewage, neither concrete suffered significant loss of mass and strength, probably due to limited exposure time.

[pt] O crescimento microbiológico em águas de sistemas de resfriamento pode resultar na formação de biofilme, o qual pode causar problemas de biocorrosão, perdas de carga em tubulações, redução de taxa de transferência de calor e obstrução de fluxo. Os principais e tradicionais biocidas utilizados no controle microbiológico de águas de resfriamento são os compostos à base de cloro. Entretanto, nos últimos anos o ácido peracético tornou-se uma alternava aos compostos clorados, uma vez que este biocida deixa como resíduo apenas o acetato o qual é biodegradável e não forma subprodutos organoclorados. Este trabalho analisou a aplicação do ácido peracético comparando-o com o hipoclorito de sódio no controle microbiológico e na corrosividade de materiais, empregando uma árvore de teste em escala de laboratório. Foi investigada a taxa de corrosão dos materiais metálicos de aço carbono, cobre e aço inoxidável, além da efetividade na redução da contagem bacteriana. Os experimentos foram realizados em condições de fluxo turbulento, pH 8 e temperatura de 32 C empregando uma água de estudo real, carregada de matéria orgânica (DQO = 350 mg/L). As concentrações usadas de ácido peracético foram 0,75; 1,0 e 3,0 mg/L e de hipoclorito de sódio foram 1,0 e 3,0 mg/L. O ácido peracético na concentração de 3,0 mg/L reduziu a carga bacteriana de 1,5x10 (elevado a 5) UFC/mL para 5,24x10 (elevado a 3) UFC/mL. Comparado ao hipoclorito de sódio, o ácido peracético foi menos corrosivo para o aço carbono em todas as concentrações. Na concentração de 1,0 mg/L a taxa de corrosão do cobre em ácido peracético foi menor do que na solução de hipoclorito de sódio. Já na concentração de 3,0 mg/L ocorreu o inverso. Não foi observada corrosão significativa no aço inoxidável para os biocidas estudados. / [en] Microbiological growth in cooling systems water may result in biofilm formation, which can cause problems of bio-corrosion, pressure drop in the pipes, reduction of heat transfer rate and flow obstruction. The main and traditional biocides applied in microbiological control of cooling waters are the chlorine based compounds. However, in recent years, peracetic acid has become an alternative to chlorinated compounds, since this biocide leaves as residue only the acetate, which is biodegradable and does not form chlorinated organic byproducts. This work analyzed the application of peracetic acid comparing to sodium hypochlorite in the microbiological control and material corrosivity using a laboratory scale test tree. The corrosion rate of carbon steel, copper and stainless steel alloys in addition to the effectiveness in reducing the bacterial count. The experiments were carried out under conditions of turbulent flow, pH 8 and temperature of 32 C using a real industrial test water loaded with organics (COD = 350 mg/L). Peracetic acid concentrations used were 0.75, 1.0 and 3.0 mg/L and sodium hypochlorite were 1.0 and 3.0 mg/L. Peracetic acid at the concentration of 3.0 mg/L decreased the bacterial load from 1.5x10 (raised to 5) UFC/mL to 5.24x10 (raised to 3) UFC/mL. Peracetic acid compared to sodium hypochlorite was less corrosive to carbon steel at all concentrations. At the concentration of 1.0 mg/L the corrosion rate of copper in peracetic acid was lower than in sodium hypochlorite solution. At the concentration of 3.0 mg/L, the reverse occurred. No significant corrosion was observed in stainless steel for the biocides studied.

[pt] O tratamento de águas de resfriamento normalmente é feito com a adição de cloro, porém este produto apresenta algumas desvantagens em sua aplicação. Como alternativa ao cloro, algumas indústrias no Brasil e no exterior estão começando a utilizar outros biocidas, dentre estes o peróxido de hidrogênio, um poderoso oxidante que apresenta forte ação biocida. O objetivo deste trabalho foi comparar a eficiência do cloro e do peróxido de hidrogênio como biocidas em diferentes condições, através de testes em água da torre de resfriamento de uma indústria siderúrgica localizada no Rio de Janeiro. A contaminação microbiológica desta água foi medida sem a adição dos biocidas e com a adição de cloro e peróxido de hidrogênio, permitindo assim comparar o desempenho destas substâncias no combate aos grupos bacterianos presentes na amostra. Foi realizado também um estudo sobre o efeito corrosivo destas substâncias através de testes de corrosão em aço carbono 1020, que permitiram avaliar a taxa de corrosão por perda de massa provocada pela aplicação destes produtos na água. Os resultados mostraram que o peróxido de hidrogênio possui uma ação biocida satisfatória para aplicações em águas de resfriamento. Foi constatado que o efeito biocida do peróxido de hidrogênio é mais limitado do que o cloro e que sua eficiência depende do tempo de contato e pode ser afetada pela presença de impurezas dissolvidas na água. Os ensaios de corrosão revelaram que o peróxido de hidrogênio provoca um efeito corrosivo comparável ao do cloro no material testado. / [en] Cooling water treatment generally is made with the addition of chlorine, although it´s application has some disadvantages. There is an active development in Brazil and other countries to use alternative chemical disinfectants in place of chlorine, such as hydrogen peroxide, a powerful oxidant which is known for its high biocidal efficiency. The aim of this research is to study the effectiveness of hydrogen peroxide as a disinfectant compared to chlorine in different operational conditions. The experiments were carried out using an water sample from a cooling water system of a steelmaking plant in the city of Rio de Janeiro. The microbial contamination of this water sample was measured without adding any kind of disinfectant. After that, water sample was treated by adding hydrogen peroxide and chlorine, in order to compare and evaluate the efficiency of the two biocides to control bacterial growth in water. Besides microbiological tests, experiments were conducted to compare the degree of corrosion caused by the addition of hydrogen peroxide and chlorine in water. The experimental methodology employed 1020 carbon steel specimens and corrosion rates were measured by weight loss determination after the period of exposure. The results showed that the application of hydrogen peroxide leads to satisfactory bacterial control. However, compared to chlorine, hydrogen peroxide is a rather poor disinfectant. The efficiency of hydrogen peroxide depends on reaction time and it is affected by dissolved polluants in water. Evaluation of corrosion rates showed that hydrogen peroxide causes basically the same corrosion rates than chlorine.