Proteção Catódica

Proteção Catódica

Sérgio Fabiano de Souza

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Projetos em Controles Elétricos – Alessandro Davi Vieira

Resumo

A proteção catódica é uma técnica altamente utilizada para a proteção de estruturas metálicas, sejam elas enterradas ou submersas, existem dois tipos de proteção catódica, proteção por ânodo de sacrifício e por corrente impressa, ambas tem como objetivo proteger estruturas contra a corrosão natural destes materiais a fim de aumentar consideravelmente sua vida útil.

Palavras-chave: Proteção Catódica. Ânodo de sacrifício. Corrente impressa.

Abstract

Cathodic protection is a highly used technique for protection of steel structures, whether buried or submerged, there are two types of cathodic protection, protection by sacrificial anode and impressed current, both aims to protect structures against natural corrosion of these materials in order to significantly increase its life.

Keywords: Cathodic protection. Anode sacrifice. Impressed current.

Introdução

Com o desenvolvimento industrial, a utilização de instalações metálicas enterradas ou submersas (parcial ou totalmente, tais como oleodutos, gasodutos, plataformas de petróleo, navios e até mesmo edifícios de concreto armado são cada vez mais protegidos por esta técnica.

O princípio da proteção catódica se baseia em levar o potencial de corrosão do material a proteger para valores correspondentes à sua imunidade, existem dois métodos para tal proteção, proteção catódica por ânodo de sacrifício e por corrente impressa.

Para melhor compreensão do propósito e importância da proteção catódica vamos entender o quê é corrosão e por que ela ocorre naturalmente nos materiais, principalmente nos metálicos, e como a proteção catódica age para repelir esta corrosão em estruturas.

Corrosão

A corrosão é o resultado de alterações indesejáveis ocorrida em materiais, principalmente metálicos, devido à ação química e/ou eletroquímica do meio ambiente, associada ou não a esforços mecânicos (atrito). Na corrosão eletroquímica, os elétrons são cedidos em determinada região e recebidos em outra, surgindo uma pilha de corrosão (Figura 1). O processo eletroquímico de corrosão pode ser decomposto em três etapas:

Processo anódico: passagem dos íons para a solução.

Deslocamento dos elétrons e íons: observa-se a transferências dos elétrons das regiões anódicas para as catódicas pelo circuito metálico e uma difusão de anions e cátions na solução.

Processo catódico: recepção de elétrons na área catódica, pelos íons ou elétrons existentes na solução.

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Figura 1. Pilha de corrosão eletroquímica.

Proteção catódica.

A proteção catódica não é uma técnica recente, sendo utilizada a muitos anos em países desenvolvidos, depois de ter sido experimentada pela primeira vez, na Inglaterra, em 1824, por um cientista, Sir Humphrey Davy, que realizou um estudo extraordinário no campo da eletroquímica. Esse cientista fixou pequenos pedaços de outros materiais, como ferro, estanho e zinco, nas chapas de cobre que revestiam os cascos de madeira dos navios, para retardar a sua corrosão (DUTRA e NUNES, 1991). No Brasil, o início da utilização da proteção catódica se deu por volta de 1964, com a construção do Oleoduto Rio-Belo Horizonte (ORBEL) da PETROBRAS.

Atualmente a proteção catódica é uma técnica consagrada no mundo inteiro para combater a corrosão de estruturas metálicas enterradas ou submersas, e, em menor grau de aplicação prática, para a proteção de estruturas de concreto armado (GENTIL, 2003).

Proteger catodicamente uma estrutura significa eliminar, por processo artificial, as áreas anódicas da superfície do metal, fazendo com que toda a estrutura adquira comportamento catódico. Para tanto, o metal deve ser polarizado em um determinado potencial, de forma a manter o metal em seu domínio termodinâmico de imunidade Como conseqüência, o fluxo de corrente elétrica anodo/catodo no material deixa de existir e a corrosão é totalmente eliminada. Os métodos usados para proteger catodicamente os materiais serão descritos a seguir.

Teoricamente, com a utilização da proteção catódica consegue-se manter as estruturas metálicas completamente imunes à corrosão por tempo indeterminado, mesmo para superfícies sem qualquer tipo de revestimento e expostas a condições extremamente agressivas (NUNES, 2007). Porém, a sua aplicação é mais vantajosa quando as superfícies metálicas são previamente revestidas, já que, desta forma, a área a proteger é substancialmente reduzida, diminuindo, portanto, a corrente necessária. A grande vantagem dessa técnica é permitir o controle seguro da corrosão em instalações que, por estarem enterradas ou imersas, não podem ser inspecionadas ou revestidas periodicamente.

Métodos de proteção catódica.

Para a obtenção da proteção catódica, dois métodos podem ser empregados: proteção catódica por ânodos de sacrifício e a proteção catódica por corrente impressa. Ambos os métodos apresentam o mesmo princípio de funcionamento, que é o de injeção de corrente elétrica na estrutura através do eletrólito. A escolha, na prática, do método a ser utilizado, depende da análise de várias considerações técnicas e econômicas, sendo que cada um tem vantagens e desvantagens.

Proteção catódica por ânodos de sacrifício. (Galvânica).

Neste processo, também denominado de proteção catódica galvânica, o fluxo de corrente elétrica fornecido origina-se da diferença de potencial existente entre o metal a proteger e outro escolhido como anodo, que deve apresentar potencial mais negativo de acordo com a Tabela de Potenciais (GENTIL, 2003). Esses metais, utilizados em ligas apropriadas, são eletronegativos em relação ao aço, podendo protegê-lo com facilidade. Na prática, para a utilização em solos, o magnésio e o zinco são bastante eficientes. Já para a água do mar, o zinco e o alumínio são os mais indicados.