O que é proteção catódica?
A proteção catódica é um método de proteção de estruturas metálicas contra a corrosão. Os metais dos quais essas estruturas são feitas - geralmente aço - são propensos à corrosão por uma reação de oxidação quando estão em contato frequente com a água. A reação envolve o metal liberando elétrons e é promovida por traços de sais dissolvidos na água, fazendo com que a água atue como um eletrólito. A corrosão pode, portanto, ser vista como um processo eletroquímico. A proteção catódica transforma a estrutura metálica em um cátodo - um eletrodo carregado positivamente - configurando uma célula eletroquímica usando um metal mais eletropositivo como ânodo, para que a estrutura não perca elétrons em seu entorno.
Este método de proteção pode ser usado em tubulações e tanques subterrâneos; estruturas acima do solo, como postes de eletricidade; e estruturas parcialmente submersas, como navios e plataformas de perfuração. Também pode ser usado para proteger as hastes de aço em concreto armado. Os metais mais resistentes à corrosão tendem a ser mais caros que o aço e podem não ter a força necessária; portanto, o aço protegido contra corrosão é geralmente a melhor opção, embora outros metais que possam corroer também possam ser protegidos dessa maneira.
O aço consiste principalmente de ferro, com potencial redox de -0,41 volts. Isso significa que ele tenderá a perder elétrons em um ambiente com potencial redox menos negativo, como a água, que pode entrar em contato com esse metal na forma de chuva, condensação ou solo úmido ao redor. Gotas de água em contato com o ferro formam uma célula eletroquímica na qual o ferro é oxidado pela reação Fe -> Fe 2+ + 2e - . Os íons ferro II (Fe 2+ ) entram em solução na água, enquanto os elétrons fluem através do metal e, na borda da água, uma interação dos elétrons, oxigênio e água produz íons hidróxido (OH - ) pelos reação: O2 + 2H2O + 4e - -> 4OH - . Os íons negativos de hidróxido reagem com os íons positivos de ferro II na água, formando hidróxido de ferro II insolúvel (Fe (OH) 2 ), que é então oxidado em óxido de ferro III (Fe 2 O 3 ), mais conhecido como ferrugem.
Existem dois métodos principais de proteção catódica que buscam evitar essa corrosão, fornecendo uma fonte alternativa de elétrons. Na proteção galvânica, um metal com um potencial potencial redox mais negativo que o metal a ser protegido é conectado à estrutura por um fio isolado, formando um ânodo. O magnésio, com um potencial redox de -2,38 volts, é frequentemente usado para esse fim - outros metais comumente usados são alumínio e zinco. Este procedimento configura uma célula elétrica com uma corrente que flui do ânodo para a estrutura, que atua como o cátodo. O ânodo perde elétrons e é corroído; por esse motivo, é conhecido como "ânodo sacrificial".
Um problema com a proteção catódica galvânica é que, eventualmente, o ânodo será corroído a ponto de deixar de fornecer proteção e precisar ser substituído. Um sistema alternativo de proteção catódica é a proteção catódica por corrente impressa (ICCP). Isso é semelhante ao método galvânico, exceto que uma fonte de alimentação é usada para gerar uma corrente elétrica do ânodo para a estrutura a ser protegida. É necessária uma corrente direta (CC), em oposição à corrente alternada (CA), portanto, um retificador é usado para converter CA em CC. Este método fornece proteção muito mais duradoura, pois a corrente é fornecida externamente, em vez de ser gerada pela reação do ânodo com seu entorno, de modo que a vida útil do ânodo aumenta bastante.