Proteção catódica

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Natália da Silva Borges
Suellen Terezinha Santos Ferreira
Thony Lima dos Santos
Tomaz de Pinho Neto
PROTEÇÃO CATÓDICA
GOIÂNIA - GO
2018
Natália da Silva Borges
Suellen Terezinha Santos Ferreira
Thony Lima dos Santos
Tomaz de Pinho Neto
PROTEÇÃO CATÓDICA
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Faculdade Araguaia para a disciplina de Materiais de Construção Civil I, orientado pelo Professor MSc. Ricardo de Andrade.
GOIÂNIA - GO
2018
RESUMO
A Proteção Catódica é uma técnica usada para controlar a corrosão de uma superfície metálica, tornando-a o cátodo de uma célula eletroquímica. O princípio da proteção catódica se baseia em levar o potencial de corrosão do equipamento a proteger para valores correspondentes à imunidade do material. Há dois tipos de proteção catódica para estruturas metálicas: galvânica e por corrente impressa.
Palavras-Chave: Ânodo ; Cátodo ; Corrosão.
1 INTRODUÇÃO
A primeira aplicação da proteção catódica foi ao HMS Samarang em 1824. Os ânodos de sacrifício feitos de ferro ligados ao casco de cobre colocados abaixo da linha d'água reduziram dramaticamente a taxa de corrosão do cobre. No entanto, um efeito colateral da proteção catódica foi aumentar o crescimento marinho. O cobre, quando em processo de corrosão, liberta íons de cobre que têm um efeito anti-incrustante. Como o excesso de crescimento marinho afetou o desempenho do navio, a Marinha Real decidiu que era melhor permitir que o cobre corroesse e tivesse o benefício de redução do crescimento marinho, de modo que a proteção catódica não mais foi utilizada.
Davy foi ajudado em seus experimentos por seu pupilo Michael Faraday, que continuou sua pesquisa após a morte de Davy. Em 1834, Faraday descobriu a ligação quantitativa entre a perda de peso da corrosão e a corrente elétrica e desse modo lançou os fundamentos para a aplicação futura da proteção catódica.
Thomas Edison experimentou com a proteção catódica com corrente impressa em navios em 1890, mas foi mal sucedido devido à falta de uma fonte de corrente apropriada e de materiais de ânodo. Levaria 100 anos após a experiência de Davy para que a proteção catódica fosse amplamente utilizada em oleodutos nos Estados Unidos - proteção catódica foi aplicada a gasodutos de aço a partir de 1928 e mais amplamente na década de 1930
A proteção catódica, como método eletroquímico de controle e proteção de tubulações subterrâneas ou submersas, inibe o processo de corrosão em áreas onde haja falhas ou insuficiência no revestimento anticorrosivo. Portanto, trata-se de um segundo sistema de defesa contra a corrosão externa. Esse sistema não elimina a ocorrência de corrosão, mas a transfere da superfície da tubulação protegida para o ânodo instalado no solo.
Os sistemas de proteção catódica protegem uma ampla gama de estruturas metálicas em vários ambientes. As aplicações comuns são: tubulações de aço para água ou combustível e tanques de aço, como aquecedores de água domésticos; pilares de cais de aço; cascos de navios e barcos; plataformas de petróleo offshore e camisas metálicas de poços de petróleo terrestre; fundações eólicas offshore e barras de reforço metálico em edifícios e estruturas de concreto. Outra aplicação comum é em aço galvanizado, em que um revestimento sacrificial de zinco em peças de aço protege-os da ferrugem.
Há dois tipos de proteção catódica para estruturas metálicas: galvânica e por corrente impressa.
2. PROTEÇÃO GALVÂNICA
Também chamada de proteção por ânodos de sacrifício, nela se faz a ligação da tubulação a ser protegida com o subsolo por meio de um metal mais eletronegativo (ânodo galvânico) do que a tubulação. Assim, a perda de elétrons da estrutura para o meio (o que causa a corrosão) é compensada pela ligação da estrutura metálica ao ânodo de sacrifício - normalmente, um eletrodo de cobre e sulfato ou magnésio. O direcionamento da corrente elétrica preserva a tubulação metálica, e a corrosão ocorre no ânodo.
FIGURA 1 : Esquema da Proteção Catódica
Para que a proteção catódica galvânica funcione, o ânodo deve possuir um potencial de eletrodo inferior (isto é, mais negativo) do que o do cátodo (a estrutura alvo a proteger). A tabela abaixo mostra uma série galvânica simplificada que é usada para selecionar o metal anódico. O ânodo deve ser escolhido a partir de um material que seja mais negativo na lista do que o material a ser protegido.
TABELA 1 : Série Galvânica simplificada.
3 PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA
Para estruturas maiores, ou onde a resistividade do eletrólito é alta, os ânodos galvânicos não podem fornecer corrente suficiente para proteção completa. Nestes casos, são utilizados sistemas de proteção catódica por corrente impressa. O sistema tem a mesma função do anterior - transferir a corrosão a um ânodo enterrado. Porém, ele utiliza uma fonte externa de energia, de corrente contínua, chamada de retificador. Dessa forma, se faz a ligação entre o ânodo instalado no solo e a tubulação (cátodo) a ser protegida.
Os ânodos para estes sistemas estão disponíveis em uma variedade de formas e tamanhos. Ânodos comuns possuem formato de haste tubular e sólida ou fitas contínuas de vários materiais. Estes incluem ferro fundido de alto teor de silício, grafite, óxido de mistura de metais, fios cobertos de platina e nióbio e outros materiais.
Para tubulações, os ânodos são dispostos em leitos distribuídos ou em um furo vertical profundo, dependendo de vários fatores de projeto e condições de campo, incluindo os requisitos de distribuição de corrente elétrica.
FIGURA 2 : Esquema de Proteção por corrente impressa
Qualquer método que se use de proteção catódica seria muito caro se fosse necessário trabalhar com a superfície totalmente descoberta, pois a corrente a fornecer é proporcional à área a proteger. Por isto, é comum que o metal seja revestido por algum material (pintura, revestimento polimérico, coal tar etc.) e a proteção catódica só garanta sua ação nas falhas desse revestimento. Estas falhas, no entanto, vão aumentando com o tempo devido a diversos tipos de degradação do recobrimento e, com isto, vai sendo exigido cada vez mais do sistema de proteção catódica.
	
REFERÊNCIAS
A Proteção Catódica no concreto armado. Disponível em: <http://www.engegraut.com.br/revista_recuperar/revista_recuperar_ed37.pdf> Acesso em 25/03/18
Corrosão e tratamento de superfície . Disponível em: < http://redeetec.mec.gov.br/images/stories/pdf/eixo_ctrl_proc_indust/tec_metal/corr_trat_superf/161012_corr_trat_superf.pdf> Acesso em 25/03/18
Proteção Catódica. Diponível em: < http://infraestruturaurbana17.pini.com.br/solucoes-tecnicas/14/3-protecao-catodica-metodo-e-usado-para-protecao-anticorrosiva-257602-1.aspx>