O documento discute a resistividade elétrica do concreto e sua aplicação na avaliação do estado de conservação de estruturas de concreto atmosféricas. A resistividade elétrica está relacionada ao grau de saturação do concreto e é medida usando técnicas de quatro e dois eletrodos. Quanto menor a resistividade, maior o risco de corrosão da armadura, já que há maior fluxo de corrente elétrica no concreto.

1. Iº Encontro Luso-Brasileiro de Degradação em Estruturas de Concreto Armado
Salvador, Bahia, Brasil, 06 a 09 de agosto de 2014 425
Resistividade elétrica do concreto na avaliação do
estado de conservação de estruturas
atmosféricas
ARAUJO, A. a*
; ZEHBOUR, P. b
; OLIVEIRA, K.J. b
; PEREIRA FILHO, M. L. c
a
Instituto de Pesquisas Tecnológias - IPT, Laboratório de Corrosão e Proteção –
LCP/CTMM, CEP 05508-901, São Paulo, Brasil
b
IPT, Laboratório de Corrosão e Proteção - LCP/CTMM e Departamento de Metalurgia e
Materiais da EPUSP
c
IPT, Laboratório de Equipamentos Elétricos e Ópticos – LEO/CTMNE
* aaraujo@ipt.br
Resumo
As reações eletroquímicas inerentes ao processo de corrosão da armadura ocorrem quando a
resistividade elétrica do concreto de cobrimento é baixa. Com isso, usualmente esse parâmetro é
associado a resultados de outras técnicas na avaliação do estado de conservações das estruturas de
concreto atmosféricas. A resistividade elétrica do concreto pode ser definida como uma propriedade
física que indica a resistência ao fluxo de corrente elétrica. Quando há facilidade desse fluxo, a
resistividade do material é baixa. O objetivo do presente artigo é discutir essa medida e os métodos
principais aplicados no país para sua determinação em campo.
Palavras-chave: concreto, inspeção de estruturas, corrosão, equipamentos, medição em campo.
Electrical resistivity of concrete for assessing the
conservation status of atmospheric structures
Abstract
The electrochemical reactions inherent in a corrosion process of reinforcements occur when the
electrical resistivity of the concrete cover is low. Thus, this parameter is usually associated with those
obtained by other techniques in assessing the state of conservation of atmospheric concrete structures.
The electrical resistivity of the concrete can be defined as a physical property which indicates the

2. 426
resistance of the electric current flow. When this flows easily, the resistivity of the material is low. The
purpose of this article is to discuss this parameter and the in-field main methods for its determination
applied in the country.
Keywords: concrete structures inspection, corrosion, equipment, field measurement.
1 Introdução
A conservação das estruturas de concreto depende da realização de inspeções rotineiras, as
quais fornecem dados para o correto estabelecimento de diretrizes para uma manutenção
eficaz. A atividade de inspeção faz uso de diferentes técnicas, principalmente, do exame visual
detalhado da superfície do concreto. Com base na gravidade das patologias visualizadas,
associada ao conhecimento da agressividade ambiental e das características e do histórico da
estrutura, outras técnicas também são usadas. Dentre elas, destaca-se a medida da resistividade
elétrica do concreto que é um dos principais parâmetros na avalição do risco de corrosão das
armaduras de estruturas atmosféricas [1-6].
A resistividade elétrica pode ser definida como uma propriedade física do concreto que indica
a resistência ao fluxo de corrente elétrica. Tal propriedade está fundamentalmente relacionada
com a permeabilidade à água a qual é governada pela estrutura de poros que, por sua vez,
depende de diversos fatores, especialmente da composição e da relação água/cimento do
concreto e, ainda, da sua compactação e cura.
De modo simplificado, admite-se que, quanto maior é a comunicação entre os poros do
concreto, maior é a sua permeabilidade à água e, assim, mais facilmente este material pode
absorver e reter a umidade da atmosfera. A condição ideal para o fluxo da corrente elétrica é
aquela em que há conexão contínua entre os poros do concreto, estando estes saturados com
água. No caso de poros não saturados, o fluxo da corrente elétrica é dificultado, no entanto,
este pode ocorre por caminhos mais tortuosos e por meio do filme de água adsorvida na
superfície das paredes dos poros.
Nas estruturas atmosféricas, a absorção e a manutenção da umidade no concreto ocorrem
devido ao gradiente de umidade estabelecido entre o concreto e o ambiente (umidade relativa)
e devido à exposição direta à água pluvial e/ou à água de infiltração. Quanto maior a umidade

3. 427
relativa do ambiente de exposição ou a duração do período de exposição à água, maior será a
profundidade de penetração da umidade no interior do concreto [7].
Face ao exposto, considera-se que o grau de saturação do concreto é o principal fator
controlador da resistividade elétrica [1-3, 8]: o fluxo da corrente elétrica é maior quanto maior é
o grau de saturação do concreto, ou seja, quanto menor é a sua resistividade elétrica.
Além do grau de saturação, o tipo e a quantidade dos íons presentes na solução aquosa de
poros [9], bem como a temperatura [10-12], influenciam significativamente no fluxo da
corrente elétrica no concreto. Esse fluxo é intensificado pela presença de íons de elevada
condutividade elétrica, como é o caso dos íons cloreto e dos íons potássio. No caso dos íons
cloreto, estes também têm a capacidade de reter água no concreto (efeito hidroscópico) [1-3].
O aumento da temperatura resulta na intensificação da mobilidade dos íons (diminuição da
resistividade) presentes na solução aquosa de poros [13,14]. Ao longo do tempo, as mudanças
de temperatura também podem resultar em uma redistribuição da estrutura de água de poros e
da concentração de íons [15].
No caso do abaixamento do pH da solução aquosa de poros, o que ocorre devido a reações
com o dióxido de carbono (carbonatação do concreto), há diminuição da intensidade do fluxo
(aumento da resistividade). Isso porque, as reações de carbonatação resultam na diminuição da
permeabilidade do concreto e no consumo de diferentes íons da solução aquosa [2,13,16].
Na avaliação do risco de corrosão em inspeções em campo, a medida da resistividade elétrica
do concreto é usualmente associada a do potencial de corrosão [17]. O potencial de corrosão
pode ser definido como uma grandeza que dá informações qualitativas do estado da armadura:
estado ativo de corrosão, estado passivo ou estado incerto de corrosão. Essa associação é feita
porque é sabido que a corrosão é certa, e deve apresentar taxa elevada, quando a resistividade
elétrica do concreto está baixa (grau de saturação elevado) e a armadura apresenta potencial
indicativo de despassivação. Além disso, essa associação pode facilitar a avaliação do estado da
armadura, pois o grau de saturação do concreto influencia nas leituras do potencial de corrosão
[6].
A medida da taxa de corrosão também pode ser realizada em conjunto com a medida da
resistividade elétrica, sendo especialmente importante no monitoramento de estruturas em

4. 428
processo de corrosão severa e na previsão de vida útil da estrutura. Outra possibilidade é a
avaliação direta do grau de saturação do concreto em vez da medida da resistividade [10,18].
A medida da resistividade também pode ser aplicada para identificar regiões mais propícias à
penetração de agentes agressivos, especialmente dos íons cloreto [13,17]. Cita-se também o seu
uso na identificação de anomalias as quais facilitam a penetração de água [19] e na avaliação do
desempenho de materiais de reparo [20], de sistema de proteção catódica ou de dessalinização
ou de realcalinização do concreto [13, 14, 17].
2 Fluxo de corrente elétrica no concreto
Na Figura 1, é esquematizada a zona de transição concreto/armadura onde ocorrem as reações
de corrosão. Na região anódica, há a oxidação do metal (Fe  Fe2+
+ 2e-
) e, na catódica, a
redução do oxigênio dissolvido na solução (O2 + 2H2O + 4e-
 4OH-
). Entre a área anódica e
a catódica há formação de um circuito elétrico. No metal (aço-carbono), há condução
eletrônica e, no eletrólito (solução aquosa de poros), há condução iônica que é função da
movimentação de íons livres (partículas com carga elétrica), sendo os íons positivos atraídos
para a região catódica e os íons negativos para a região anódica. Essas correntes elétricas são
estabelecidas pela diferença de potencial (tensão elétrica) existente entre as reações que
ocorrem na área anódica e na área catódica.
Com mostra a Figura 1, as reações de corrosão só ocorrem quando a interfase
armadura/concreto está umidificada com a solução aquosa de poros, rica em oxigênio
dissolvido. Um grau crítico de umidade de concreto dessa região também é fundamental no
caso de corrosão localizada, em que a área anódica não está imediatamente adjacente à área
catódica como ocorre em corrosão generalizada. Tendo-se a umidificação total do concreto de
cobrimento da armadura, o alcance do fluxo de corrente iônica entre áreas distantes será maior.
O oxigênio é considerado o agente controlador do processo de corrosão nas estruturas
atmosféricas, devido ao seu acesso lento até a superfície da armadura. No entanto, existe a
possibilidade desse processo ser controlado pela resistividade elétrica do concreto quando há
restrição do acesso da água à armadura em vez do oxigênio [2,6]. De modo geral, admite-se
que a taxa de corrosão da armadura é insignificante quando o concreto está muito seco (pouco
eletrólito e livre acesso do oxigênio) ou está saturado (máximo grau de umidade e restrição do

5. 429
acesso do oxigênio). Espera-se um processo intenso de corrosão em armadura despassivada
quando o concreto está úmido, mas não saturado [11,13], tendo-se neste caso o livre acesso do
oxigênio.
Figura 1. Esquema uma célula de corrosão eletroquímica generalizada em concreto
armado
3 Técnicas de medida da resistividade elétrica em campo
A técnica aplicada para avaliação da resistividade elétrica do concreto é baseada na técnica já
adotada para solos [21,22], sendo as mais usadas as de quatro e de dois eletrodos, as quais são
discutidas neste trabalho.
Embora não seja abordado neste artigo, cabe mencionar que a resistividade elétrica do
concreto também pode ser determinada por técnicas eletroquímicas, em que a armadura atua
como um dos eletrodos. Dentre outras técnicas, cita-se o uso de sensor de umidade superficial
e outro de umidade profunda, as quais avaliam o grau de umidade do concreto que, como
mencionado anteriormente, é diretamente relacionado com a resistividade elétrica do concreto.
3.1 Técnica de quatro eletrodos
A técnica de medida com uso de equipamento de quatro eletrodos ou quatro pinos, também
chamado de sonda Wenner, consiste do posicionamento destes eletrodos, alinhados e
equidistantes um do outro, na superfície do concreto. Automaticamente, aplica-se uma

6. 430
determinada corrente elétrica alternada (I) entre os dois eletrodos externos e mede-se a
diferença de potencial (V) estabelecida pelo campo elétrico gerado no concreto entre os dois
eletrodos internos como mostra a Figura 2. Essa figura também mostra a realização de uma
medida em campo.
Conhecendo-se esses parâmetros, é determinada a resistência (R) da porção do concreto
contido dentro de uma semiesfera de raio aproximadamente igual ao espaçamento entre os
eletrodos, com o centro no ponto médio entre os dois eletrodos internos. Com o valor obtido,
calcula-se a resistividade elétrica dessa porção do concreto. As equações 1 e 2 são utilizadas
para a determinação da resistência e da resistividade, respectivamente.
R = ΔV/I 1
Onde:
R = resistência elétrica em Ω;
ΔV =diferença de potencial em V;
I = corrente elétrica em A.
 = 2π.R.a 2
Onde:
 = resistividade em Ω.
cm;
R = resistência elétrica em Ω;
a = espaçamento entre os eletrodos em cm.
Usualmente os equipamentos aplicam uma corrente alternada (senoidal) entre 50 Hz a 100 Hz
[13]. No caso de temperatura ambiente negativa e grau de saturação alto, essa é aplicada entre
100 Hz a 10 kHz [15].
A aplicação de corrente elétrica contínua não é recomendada, pois pode polarizar os eletrodos
na área de contato com a superfície do concreto e assim, introduzir erros nas leituras [13]. A
corrente alternada é utilizada para evitar o efeito de polarização na interface eletrodo/concrete,
pois se a polarização é constante ao se subtrair a tensão gerada no semiciclo positivo daquela
gerada no semiciclo negativo a tensão de polarização é eliminada.
Cabe salientar que, sendo o concreto um material heterogêneo e devido a problemas de
contato nas interfaces eletrodos/concreto, erros de até 25 % são naturalmente introduzidos
nas medidas com a aplicação das equações mencionadas [13].

7. 431
Figura 2. Desenho esquemático da medida com quatro eletrodos e sua realização em campo
3.2 Técnica de dois eletrodos introduzidos no concreto
A técnica de medida com dois eletrodos consiste da inserção total dos eletrodos no concreto
por meio de furos executados no mesmo com dimensões similares aos dos eletrodos (6 mm de
diâmetro e 8 mm de comprimento). Uma corrente elétrica (I) é aplicada entre os dois eletrodos
inseridos no concreto e, automaticamente, é medida a diferença de potencial (V). Conhecendo-
se esses parâmetros é determinada a resistência e a resistividade elétrica do concreto, por meio
da seguinte expressão (equação 3):
3
Onde:
 = resistividade em Ω.
cm;
R = resistência em Ω;
a = espaçamento entre os eletrodos em cm;
rmg = raio equivalente do eletrodo = ;
r = raio;
= comprimento do eletrodo.
O valor de a = 50 mm, usualmente adotado nos equipamentos, é cerca de 10 vezes maior que
rmg = 4,9 mm, possibilitando que a equação 3 seja aproximada para:
ρ = 0,1π.R.a 4
Linhas de corrente (A)
Linhas de potencial (V)
Eletrodo

8. 432
Essa técnica introduz erros maiores nas medidas do que a de quatro eletrodos, pois há
influência da resistência superficial de contato do concreto. Essa resistência entra em série com
a resistência do meio, introduzindo erros de forma que não é a técnica mais recomendada.
Além disso, há necessidade de realização de furos em diferentes locais do elemento em análise
o que também limita a sua aplicação em campo. No entanto, cabe salientar que a introdução
dos dois eletrodos no concreto diminui a interferência das condições superficiais do concreto,
especialmente a carbonatação.
Figura 3. Desenho esquemático da medida com dois eletrodos e sua realização em campo
4 Medida de revistividade elétrica em campo
Para a obtenção de uma medida confiável, deve haver um bom contato elétrico entre os
eletrodos e a superfície do concreto. Na técnica de quatro eletrodos, isso é obtido com o uso
de uma esponja umidificada nas extremidades de cada eletrodo, a qual deve ser pressionada
firmemente contra a superfície do concreto. Na técnica de dois eletrodos, isso é obtido com o
uso de um gel condutivo cobrindo toda a superfície dos eletrodos embutidos no concreto.
Um importante interveniente na realização do ensaio é a condição superficial do concreto que
pode implicar em erros de leitura da medida da resistividade elétrica, sendo os valores obtidos
mais representativos da camada superficial do concreto do que de toda a camada de
cobrimento da armadura [16, 23]. Nesse caso, a medida deixa de ser representativa da umidade
do concreto da zona de transição concreto/armadura que é fundamental para a corrosão da
armadura.
Eletrodo
Linhas de corrente (A)
Linhas de potencial (V)

9. 433
Desse modo, o ensaio não deve ser realizado com a umidificação da superfície do concreto ou
após período de chuva. Tendo-se a camada superficial do concreto umedecida, grande parte da
corrente aplicada pelo equipamento tende a se concentrar nesta região de resistividade elétrica
mais baixa do que da camada mais interna. Também deve ser evitada a realização do ensaio em
períodos de intensa insolação, pois neste caso há um aumento significativo da resistividade
superficial, restringindo o fluxo de corrente entre os eletrodos.
A carbonatação superficial do concreto também pode introduzir erros nas leituras de
resistividade elétrica, sendo obtidos resultados mais elevados, da ordem de duas a três vezes
superior [2] e, no caso da umidificação prévia da superfície do concreto carbonatado, na ordem
de 10 vezes superior [16]. Segundo estudo de Millard e Gowers [16, 24], a carbonatação do
concreto só deixa de ser um fator interveniente na medida quando a profundidade de sua
frente no concreto é baixa, no máximo 0,2 vezes o valor de espaçamento entre eletrodos do
equipamento.
Cita-se que a presença de anomalias e de revestimentos na superfície do concreto também tem
o mesmo efeito. Além disto, há a influência das dimensões dos agregados graúdos do concreto.
Isso ocorre quando os mesmos formam uma barreira à passagem da corrente, que é
conduzida por caminhos mais tortuosos [9] e/ou é dissipada.
Outro importante interveniente na realização do ensaio é o posicionamento dos eletrodos em
relação à armadura. As medidas de resistividade elétrica devem ser feitas em áreas livres de
armaduras ou com estas em profundidade superior à distância entre eletrodos. Isso é devido à
armadura ter uma condutividade muito alta, constituindo caminho preferencial de correntes
elétricas. Assim, medições sobre ou próximas à armadura podem resultar em erros nas leituras,
sendo obtidos valores mais baixos de resistividade elétrica [13, 16, 25]. Erros também ocorrem
quando o posicionamento do equipamento é feito próximo às quinas, o que representa uma
não homogeneidade no concreto, alterando a distribuição de corrente entre os eletrodos e
introduzindo erros em relação ao modelo teórico.
Na prática, a melhor maneira de garantir a representatividade das medidas é posicionar os
eletrodos em uma região central do elemento em análise em que é conhecida a localização da
armadura. Isso pode ser feito com uso de um detector de metais. Com as repetições das
medições em uma mesma região, podem-se identificar os locais de melhor representatividade

10. 434
das leituras. No caso de concreto carbonatado e contaminado com íons cloretos, a avaliação
destas possíveis interferências na medida devem ser feitas previamente.
Com base na literatura [13, 24-26], destacam-se as seguintes considerações quanto à realização
do ensaio de resistividade em campo:
 entre as técnicas de quatro eletrodos e dois eletrodos, deve-se dar preferencia para a
primeira;
 o espaçamento adotado entre eletrodos deve ser 1,5 vezes maior do que o tamanho do
agregado graúdo do concreto e 0,25 vezes menor do que a seção do elemento em análise.
Recomenda-se o espaçamento de 5 cm entre eletrodos para concreto convencional, sendo
a largura e a profundidade do elemento em análise quatro vezes maiores do que este valor;
 o eletrodo deve ser mantido distante das quinas do elemento em análise, no mínimo duas
vezes o espaçamento adotado entre eletrodos;
 quando não há possibilidade de evitar o posicionamento dos eletrodos muito próximo à
armadura no momento da leitura, é aceitável o seu posicionamento na perpendicular. Esse
posicionamento introduz erros menores nas leituras do que na posição em paralelo. Caso
se adote essa última, o espaçamento adotado entre eletrodos deve ser 2/3 menor do que a
espessura da camada de cobrimento da armadura;
 em alguns casos, é necessário remover revestimentos presentes sobre a superfície do
concreto ou promover um leve furo nos mesmos para viabilizar a realização do ensaio;
 o ensaio não deve ser realizada em áreas encharcadas ou muito úmidas. Deve-se aguardar
24 h de secagem do concreto exposto a água pluvial. Quando for inevitável a medida
sobre camada superficial úmida (de baixa resistividade elétrica), o espaçamento entre
eletrodos deve ser oito vezes maior do que a espessura desta camada;
 a quantidade e a localização da realização do ensaio depende das informações desejadas e
das limitações do equipamento utilizado. As medidas devem ser repetidas três ou quatro
vezes em uma mesma região para verificar a sua variação e reprodutibilidade.
Ainda quanto à localização da realização do ensaio, deve-se dar preferência por locais de maior
representatividade, considerando os seguintes aspectos [17]:
 composição do concreto;

11. 435
 condições de exposição (exposição direta à água pluvial, respingos de maré, orientação de ventos e
insolação);
 importância do elemento da estrutura;
 presença de anomalias no concreto e no revestimento.
Finalmente, cabe mencionar que, quando se verifica em campo uma variação expressiva dos
valores de resistividade elétrica ao longo do elemento em análise, é recomendando o
mapeamento da resistividade elétrica. Desse modo, podem-se analisar melhor as regiões de
maior ingresso de água (com ou sem contaminação). Este Mapeamento, associado ao do
potencial de circuito aberto, facilita a identificação das regiões mais suscetíveis à corrosão
severa [17]. Pode-se também identificar zonas distintas de exposição ambiental e, no caso de
avaliações periódicas, o impacto das variações climáticas sazonais.
O critério de avaliação do risco de corrosão (a ser discutido em artigo posterior) também pode
ser definido em campo em função desse monitoramento ao longo dos anos. Com o
conhecimento da resistividade elétrica de regiões com um processo corrosivo em curso, pode-
se determinar uma faixa de valores de resistividade elétrica indicativos de risco elevado de
corrosão e, com o monitoramento da taxa de corrosão, de uma corrosão severa. Tal faixa de
valores é uma referência valiosa para o monitoramento de outras partes da estrutura, ainda
preservadas (armadura em estado passivo).
Face ao exposto é importante que os relatórios sempre apresentem informações das condições
da estrutura no momento da avaliação, especialmente dos locais de realização do ensaio e,
ainda, dados das condições climáticas (do dia do ensaio e, se possível, dos dias anteriores).
Além disso, deve constar no relatório o método adotado (sempre com dados de calibração do
equipamento) e o procedimento de ensaio, indicando o posicionamento dos eletrodos nos
locais de medição, número de repetições etc. [17].
5 Conclusões
O valor da resistividade elétrica do concreto reflete a dificuldade do fluxo de corrente iônica
inerente ao processo corrosivo da armadura. Sendo assim, é um parâmetro importante na
avaliação de risco de corrosão em estruturas de concreto atmosféricas. Normalmente, o ensaio
de resistividade é realizado em conjunto com outros em destaque o potencial de circuito aberto

12. 436
e o exame visual de armadura recém-exposta e outros relacionados à avaliação do concreto de
cobrimento.
A avaliação da resistividade é uma atividade complexa, pois esta é controlada pelo grau de
saturação do concreto, o qual é dependente de diferentes fatores, especialmente das
características do concreto executado e da água contida em sua rede de poros e das condições
ambientais. Além disso, depende das condições da superfície no momento da medição,
podendo os valores obtidos ser mais representativos de camada superficial do concreto do que
de toda a camada de cobrimento da armadura.
A experiencia prática dos autores em avaliação em campo do risco de corrosão em estruturas
de concreto armado mostra que usualmente as caracteristicas do concreto e as condições de
sua superfície têm afetado os resultados da medida da resistividade, não sendo sempre possível
correlacioná-los com os obtidos por meio de aplicações de outras técnicas e, assim, ser
facilitada a avalição do quadro patológcio verificado. Isso ocorre especialmente na avalição de
estruturas atmosféricas, em que o concreto está carbonatado.
Com isso, julga-se importante o aprofundamento do conhecimento da técnica, especilamente
de avaliação das interferencias nas leituras. Também é importante o estudo de técnica de
medida direta do grau de umidade do concreto de cobrimento da armadura em substituição
e/ou em associação à da resistividade, podendo isso ser feito por meio de mapeamento de
todos os resultados obtidos.
Agradecimentos
Horácio Oliveira Santos Junior pela execução dos desenhos.
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