Proteção Catódica

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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.

Os anodos galvânicos, quando empregados enterrados, devem ser envoltos em uma mistura de gesso, bentonita e sulfato de sódio, enchimento condutor. Esse enchimento permite a diminuição da resistividade elétrica anodo/solo, reduz os efeitos da polarização do anodo e distribui uniformemente o seu desgaste. (Figura 2).

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Figura 2. Sistema de proteção catódica galvânica ou por anodo de sacrifício. (Dutra e Nunes, 1999).

Quando se dimensiona um sistema de proteção catódica com anodos de sacrifício, uma das preocupações primordiais do projetista deve ser o cálculo de sua vida, uma vez que em função dela serão considerados os aspectos econômicos para a decisão sobre a sua utilização.

Dentre as principais vantagens desse método de proteção catódica pode-se destacar:

- Não requer suprimento de corrente alternada no local.

- Os custos reduzidos com manutenção.

- Não oferecer risco de superproteção.

Por outro lado, a quantidade de corrente fornecida à estrutura é limitada pela diferença de potencial, bastante baixa, entre os anodos e a estrutura. Além disso, a proteção ficará muito mais difícil se as resistividades elétricas do meio no local não forem suficientemente baixas.

Proteção catódica por corrente impressa.

Nesse processo o fluxo de corrente fornecido origina-se da força eletromotriz de uma fonte geradora de corrente elétrica contínua, sendo muito utilizados na prática os retificadores que, alimentados com corrente alternada, fornecem a corrente elétrica contínua necessária à proteção da estrutura metálica (Figura 3). Para a dispersão dessa corrente elétrica no eletrólito são utilizados anodos especiais inertes, ou seja, anodos que apresentam um desgaste muito baixo. A grande vantagem do método por corrente impressa consiste no fato de a fonte geradora (retificador de corrente) poder ter a potência e a tensão de saída necessária. Podendo assim, ser aplicado em qualquer meio, mesmo naqueles cujo eletrólito seja de elevada resistividade elétrica. Além disso, esse método pode ser aplicado, com economia, para a proteção de instalações metálicas de grande porte.

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Figura 3. Sistema de proteção catódica por corrente impressa. (Dutra e Nunes, 1999).

Em qualquer dos métodos que se utilize, existe a possibilidade de se produzir uma superproteção, embora seja mais comum no sistema de corrente impressa. Isto acontece quando o potencial atingido é desmensuradamente negativo, pois, a densidade de corrente catódica passa a ser excessiva, com o que se dissolve mais do que o necessário do ânodo de sacrifício, ou se utiliza mais energia que o suficiente no processo de corrente impressa. Além disso, o meio ao redor do cátodo, que sempre sofre uma alcalinização, tem a mesma exacerbada o que pode trazer alguns inconvenientes. Um deles é o fato de precipitar hidróxidos ou carbonatos, dependendo do meio. Estes podem implicar em uma resistência elétrica adicional o que vai aumentar a queda ôhmica, mas que não necessariamente é muito inconveniente. Sabe-se, por exemplo, que o calcário precipitado em água do mar sobre a superfície protegida, dificulta a difusão do oxigênio até o metal, diminuindo a densidade de corrente catódica. Recentemente foi publicado por Turnbull et al. que o hidrogênio por outro lado não deixa de ser absorvido sob a forma atômica pelo cátodo revestido por esses depósitos. Portanto, se o metal protegido é suscetível à fragilização por hidrogênio, é necessário muita cautela quando da aplicação da proteção catódica devido à possibilidade de que ela ocorra, devido a um potencial excessivamente negativo, que facilita demais a redução do H+. Isto é mais grave quando o processo ocorre em presença de H2S ou outros compostos que catalisem a absorção do hidrogênio atômico.

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.

Considerações Finais.

De acordo com os dados apresentados podemos observar a importância dos sistemas de proteção catódica e suas aplicações para diversos tipos de estruturas diferentes, sendo que, a proteção catódica galvânica é indicada para processos de fácil manutenção devido à necessidade de com o tempo serem