{"id":150922,"date":"2020-10-26T09:53:51","date_gmt":"2020-10-26T11:53:51","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/?p=150922"},"modified":"2020-10-26T09:53:51","modified_gmt":"2020-10-26T11:53:51","slug":"protecao-catodica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/quimica\/protecao-catodica","title":{"rendered":"Prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica"},"content":{"rendered":"

Defini\u00e7\u00e3o de Prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica<\/strong><\/p>\n

A\u00a0prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica<\/strong>\u00a0\u00e9 definida como a redu\u00e7\u00e3o ou elimina\u00e7\u00e3o da corros\u00e3o, tornando o metal um c\u00e1todo por meio de uma corrente impressa ou anexado a um \u00e2nodo de sacrif\u00edcio (geralmente magn\u00e9sio, alum\u00ednio ou zinco).<\/p>\n

A\u00a0prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica\u00a0\u00e9 a preven\u00e7\u00e3o da corros\u00e3o eletrol\u00edtica de uma estrutura geralmente met\u00e1lica (como uma tubula\u00e7\u00e3o), fazendo com que ela atue como o c\u00e1todo em vez de como o \u00e2nodo de uma c\u00e9lula eletroqu\u00edmica.<\/p>\n

A corros\u00e3o \u00e9 a principal causa de falha prematura em estruturas met\u00e1licas.<\/p>\n

Os operadores podem estender a vida \u00fatil de suas instala\u00e7\u00f5es e equipamentos instalando sistemas de prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica e testando-os regularmente.<\/p>\n

Uma ampla gama de aplica\u00e7\u00f5es civis e industriais usa esses sistemas para prevenir a corros\u00e3o por muitos anos. Eles s\u00e3o normalmente instalados durante a constru\u00e7\u00e3o original, grandes expans\u00f5es ou atualiza\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

\"Prote\u00e7\u00e3o<\/p>\n

Existem dois tipos de sistemas de prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica:<\/strong>\u00a0corrente galv\u00e2nica e corrente impressa.<\/p>\n

Corros\u00e3o e prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica s\u00e3o fen\u00f4menos eletroqu\u00edmicos. Compreender corros\u00e3o e a prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica requer um conhecimento b\u00e1sico de qu\u00edmica e eletroqu\u00edmica.<\/p>\n

Eletroqu\u00edmica \u00e9 um ramo da qu\u00edmica que lida com mudan\u00e7as qu\u00edmicas que acompanham a passagem de uma corrente el\u00e9trica, ou um processo no qual uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica produz uma corrente el\u00e9trica.<\/p>\n

Exemplos de estruturas onde a prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica \u00e9 empregada incluem tanques subterr\u00e2neos e dutos; tanques de armazenamento acima do solo; interiores de tanques de \u00e1gua; cascos de navios; tanques de lastro; docas; estacas-pranchas; pilhas de funda\u00e7\u00e3o de terra e \u00e1gua; subestruturas de ponte; folhas de tubo; tratadores de aquecedor de \u00f3leo; e refor\u00e7o de a\u00e7o em concreto.<\/p>\n

O que \u00e9 prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica?<\/strong><\/p>\n

A\u00a0prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica<\/strong>\u00a0\u00e9 um m\u00e9todo de prote\u00e7\u00e3o das estruturas met\u00e1licas da corros\u00e3o.<\/p>\n

Os metais com os quais essas estruturas s\u00e3o feitas – geralmente a\u00e7o – s\u00e3o propensos \u00e0 corros\u00e3o por meio de uma rea\u00e7\u00e3o de oxida\u00e7\u00e3o quando est\u00e3o em contato frequente com a \u00e1gua.<\/p>\n

A rea\u00e7\u00e3o envolve o metal liberando el\u00e9trons e \u00e9 promovida por vest\u00edgios de sais dissolvidos na \u00e1gua, fazendo com que a \u00e1gua atue como um eletr\u00f3lito.<\/p>\n

A corros\u00e3o pode, portanto, ser vista como um processo eletroqu\u00edmico.<\/p>\n

A\u00a0prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica<\/strong>\u00a0transforma a estrutura met\u00e1lica em um c\u00e1todo – um eletrodo com carga positiva – criando uma c\u00e9lula eletroqu\u00edmica usando um metal mais eletropositivo como \u00e2nodo, para que a estrutura n\u00e3o perca el\u00e9trons para o ambiente.<\/p>\n

Este m\u00e9todo de prote\u00e7\u00e3o pode ser usado em tubos e tanques subterr\u00e2neos; estruturas acima do solo, como postes de eletricidade; e estruturas parcialmente submersas, como navios e sondas de perfura\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Tamb\u00e9m pode ser usado para proteger as barras de a\u00e7o em concreto armado.<\/p>\n

Metais que s\u00e3o mais resistentes \u00e0 corros\u00e3o tendem a ser mais caros que o a\u00e7o e podem n\u00e3o ter a resist\u00eancia necess\u00e1ria; portanto, o a\u00e7o protegido contra corros\u00e3o \u00e9 geralmente a melhor op\u00e7\u00e3o, embora outros metais que podem corroer tamb\u00e9m possam ser protegidos dessa forma.<\/p>\n

O a\u00e7o consiste principalmente em ferro, que possui um potencial redox de -0,41 volts. Isso significa que tender\u00e1 a perder el\u00e9trons em um ambiente com potencial redox menos negativo, como a \u00e1gua, que pode entrar em contato com esse metal na forma de chuva, condensa\u00e7\u00e3o ou umidade do solo circundante.<\/p>\n

Got\u00edculas de \u00e1gua em contato com o ferro formam uma c\u00e9lula eletroqu\u00edmica na qual o ferro \u00e9 oxidado pela rea\u00e7\u00e3o Fe -> Fe2 + + 2e-.<\/p>\n

Os \u00edons ferro II (Fe2 +) entram em solu\u00e7\u00e3o na \u00e1gua, enquanto os el\u00e9trons fluem atrav\u00e9s do metal e, na borda da \u00e1gua, uma intera\u00e7\u00e3o dos el\u00e9trons, oxig\u00eanio e \u00e1gua produz \u00edons hidr\u00f3xido (OH-) pela rea\u00e7\u00e3o:<\/strong>\u00a0O2<\/sub>\u00a0+ 2H2<\/sub>O + 4e–<\/sup>\u00a0-> 4OH-.<\/sup><\/p>\n

Os \u00edons negativos do hidr\u00f3xido reagem com os \u00edons positivos do ferro II na \u00e1gua, formando o hidr\u00f3xido insol\u00favel do ferro II (Fe(OH)2<\/sub>), que \u00e9 oxidado a \u00f3xido do ferro III (Fe2<\/sub>O3<\/sub>), mais conhecido como ferrugem.<\/p>\n

Existem dois m\u00e9todos principais de prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica que buscam evitar essa corros\u00e3o, fornecendo uma fonte alternativa de el\u00e9trons.<\/p>\n

Na prote\u00e7\u00e3o galv\u00e2nica, um metal com potencial redox mais negativo do que o metal a ser protegido \u00e9 conectado \u00e0 estrutura por um fio isolado, formando um \u00e2nodo.<\/p>\n

Magn\u00e9sio, com um potencial redox de -2,38 volts \u00e9 frequentemente usado para este prop\u00f3sito – outros metais comumente usados s\u00e3o alum\u00ednio e zinco.<\/p>\n

Esse procedimento cria uma c\u00e9lula el\u00e9trica com uma corrente fluindo do \u00e2nodo para a estrutura, que atua como c\u00e1todo. O \u00e2nodo perde el\u00e9trons e \u00e9 corro\u00eddo; por esse motivo, \u00e9 conhecido como “\u00e2nodo de sacrif\u00edcio”.<\/p>\n

Um problema com a prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica galv\u00e2nica \u00e9 que, eventualmente, o \u00e2nodo ser\u00e1 corro\u00eddo a ponto de n\u00e3o fornecer mais prote\u00e7\u00e3o e precisar ser substitu\u00eddo. Um sistema de prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica alternativo \u00e9 a Prote\u00e7\u00e3o Cat\u00f3dica por Corrente Impressa (ICCP). Isso \u00e9 semelhante ao m\u00e9todo galv\u00e2nico, exceto que uma fonte de alimenta\u00e7\u00e3o \u00e9 usada para gerar uma corrente el\u00e9trica do \u00e2nodo para a estrutura a ser protegida.<\/p>\n

Uma corrente cont\u00ednua (DC), ao contr\u00e1rio da corrente alternada (AC), \u00e9 necess\u00e1ria, ent\u00e3o um retificador \u00e9 usado para converter AC em DC. Este m\u00e9todo fornece prote\u00e7\u00e3o muito mais duradoura, pois a corrente \u00e9 fornecida externamente em vez de ser gerada pela rea\u00e7\u00e3o do \u00e2nodo com seu entorno, de modo que a vida \u00fatil do \u00e2nodo \u00e9 bastante aumentada.<\/p>\n

O que \u00e9 prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica e como ela funciona?<\/strong><\/p>\n

A\u00a0corros\u00e3o<\/strong>\u00a0\u00e9 um processo natural que pode deteriorar estruturas met\u00e1licas e causar danos caros para o seu neg\u00f3cio.<\/p>\n

Para que a corros\u00e3o ocorra, quatro elementos devem estar presentes<\/strong>: um local hospedeiro de onde flui a corrente, um local de destino onde nenhuma corrente flui, um meio capaz de conduzir corrente (como \u00e1gua, concreto ou solo) e um caminho de metal entre os host e site de destino.<\/p>\n

A corros\u00e3o eletroqu\u00edmica de metais \u00e9 o processo pelo qual os \u00edons na superf\u00edcie de um metal s\u00e3o transferidos para outra subst\u00e2ncia (um despolarizador, ou subst\u00e2ncia menos ativa ou metal).<\/p>\n

Esses despolarizadores s\u00e3o oxig\u00eanio, \u00e1cidos ou c\u00e1tions de metais mais passivos.<\/p>\n

Para que \u00e9 usada a prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica?<\/strong><\/p>\n

A\u00a0prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica<\/strong>\u00a0\u00e9 frequentemente usada para mitigar os danos da corros\u00e3o em superf\u00edcies met\u00e1licas ativas.<\/p>\n

A prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica \u00e9 usada em todo o mundo para proteger dutos, esta\u00e7\u00f5es de tratamento de \u00e1gua, tanques de armazenamento acima e submarinos, cascos de navios e barcos, plataformas de produ\u00e7\u00e3o offshore, barras de refor\u00e7o em estruturas de concreto e p\u00ederes e muito mais.<\/p>\n

A prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica \u00e9 frequentemente usada para proteger o a\u00e7o da corros\u00e3o. A corros\u00e3o \u00e9 causada quando dois metais diferentes s\u00e3o submersos em uma subst\u00e2ncia eletrol\u00edtica, como \u00e1gua, solo ou concreto.<\/p>\n

Este tipo de caminho condutor de metal entre os dois metais diferentes permite um caminho atrav\u00e9s do qual os el\u00e9trons livres se movem do metal mais ativo (\u00e2nodo) para o metal menos ativo (c\u00e1todo).<\/p>\n

Se os el\u00e9trons livres do \u00e2nodo n\u00e3o atingirem os locais ativos no c\u00e1todo antes da chegada do oxig\u00eanio, os \u00edons nos locais ativos podem se recombinar para produzir hidr\u00f3xido ferroso, ou seja, ferrugem.<\/p>\n

Hist\u00f3ria da Prote\u00e7\u00e3o Cat\u00f3dica<\/strong><\/p>\n

A primeira aplica\u00e7\u00e3o da\u00a0prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica<\/strong>\u00a0remonta a 1824, quando Sir Humphry Davy, em um projeto financiado pela Marinha brit\u00e2nica, conseguiu proteger o revestimento de cobre contra a corros\u00e3o da \u00e1gua do mar com o uso de \u00e2nodos de ferro.<\/p>\n

Por volta de 1820, o Conselho da Marinha estava ansioso para descobrir a raz\u00e3o pela qual o cobre \u00e0s vezes ficava sujo, enquanto o ferro se dissolvia e, em outras ocasi\u00f5es, o cobre se dissolvia r\u00e1pido demais.<\/p>\n

Um Comit\u00ea foi formado com a Royal Society (Real Sociedade), da qual Sir Humphry Davy era o presidente.<\/p>\n

Davy j\u00e1 havia avan\u00e7ado em 1806 a hip\u00f3tese de que as cargas qu\u00edmicas e el\u00e9tricas podem ser id\u00eanticas, e mais tarde convenceu Berzelius dessa ideia.<\/p>\n

Agora, auxiliado por Michael Faraday, ele come\u00e7ou a fazer experi\u00eancias com cobre e outros metais, como ferro e zinco em v\u00e1rias solu\u00e7\u00f5es salinas, e encontrou as rea\u00e7\u00f5es eletroqu\u00edmicas que esperava.<\/p>\n

Sir Humphry Davy defendia que uma pequena quantidade de zinco, ou de ferro male\u00e1vel ainda mais barato, deveria ser colocada em contato com o cobre, evitando assim sua corros\u00e3o.<\/p>\n

Prote\u00e7\u00e3o contra corros\u00e3o eletroqu\u00edmica<\/strong><\/p>\n

Em 1825, Davy foi capaz de se afastar dos testes de laborat\u00f3rio e continuar sua pesquisa a bordo de um navio da marinha.<\/p>\n

Davy descobriu que pequenos “protetores” de ferro male\u00e1vel preservavam o cobre pelo ferro dissolvendo-se gradualmente em um processo galv\u00e2nico. (Fonte: “Sobre a corros\u00e3o das folhas de cobre pela \u00e1gua do mar e sobre os m\u00e9todos de preven\u00e7\u00e3o deste efeito e sobre sua aplica\u00e7\u00e3o a navios de guerra e outros navios”. Philosophical Transactions of the Royal Society, 114 (1824), pp 151-246 e 115 (1825), pp 328-346.).<\/p>\n

Aqui est\u00e1 um relato detalhado dos eventos que cercam esta importante obra de uma biografia recente escrita por Sir Harold Hartley:<\/strong><\/p>\n

“Em 1823, os Comiss\u00e1rios do Conselho da Marinha consultaram Davy sobre a r\u00e1pida deteriora\u00e7\u00e3o do revestimento de cobre dos navios de guerra de Sua Majestade. Um Comit\u00ea da Royal Society foi nomeado para considerar o problema e Davy come\u00e7ou a investig\u00e1-lo experimentalmente. Ele primeiro mostrou que a corros\u00e3o era independente de pequenas impurezas no cobre e ent\u00e3o, ap\u00f3s examinar os produtos da corros\u00e3o, ele decidiu que deveria depender do oxig\u00eanio dissolvido na \u00e1gua do mar. Experimentos verificando esta conclus\u00e3o, ocorreu-lhe, \u00e0 luz de suas primeiras pesquisas, para que ele pudesse evitar a oxida\u00e7\u00e3o do cobre mudando sua condi\u00e7\u00e3o el\u00e9trica de modo a torn\u00e1-lo ligeiramente negativo. N\u00e3o era poss\u00edvel fazer isso em navios com bateria voltaica, mas poderia ser feito por contato com zinco, estanho ou ferro. Experimentos de laborat\u00f3rio com zinco e ferro na \u00e1gua do mar forneceram prote\u00e7\u00e3o perfeita e testes em grande escala deram resultados semelhantes, de modo que o problema parecia estar resolvido. Davy ent\u00e3o continuou viagem no Mar do Norte para medir o desperd\u00edcio de placas de cobre armadas com protetores de zinco e ferro e alguns testes com navios oce\u00e2nicos pareceram ter sucesso. Infelizmente, descobriu-se ent\u00e3o que, embora a corros\u00e3o do cobre fosse evitada, o fundo do navio tornou-se t\u00e3o sujo, devido \u00e0 ades\u00e3o de conchas e ervas daninhas, que sua velocidade foi bastante reduzida. O Almirantado ordenou que os protetores fossem removidos logo ap\u00f3s Davy ter lido um jornal para a Royal Society anunciando o sucesso total de seu plano. “<\/p><\/blockquote>\n

Este uso limitado da\u00a0prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica<\/strong>\u00a0em revestimentos de cobre perdurou e quando os cascos de madeira foram substitu\u00eddos por a\u00e7o, o encaixe de blocos protetores de zinco nas popas dos navios de guerra tornou-se tradicional. Essas placas de zinco, embora oferecessem alguma prote\u00e7\u00e3o aos cascos de a\u00e7o contra os efeitos galv\u00e2nicos locais devido \u00e0 presen\u00e7a das h\u00e9lices de bronze, geralmente n\u00e3o eram consideradas eficazes.<\/p>\n

Essa falta de efici\u00eancia era devida principalmente ao uso de ligas de zinco inadequadas e outros fatores, como valoriza\u00e7\u00e3o insuficiente da tecnologia de prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica e a tend\u00eancia de reduzir a efici\u00eancia do material de zinco a zero pintando suas superf\u00edcies.<\/p>\n

Desde aquele in\u00edcio, a\u00a0prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica<\/strong>\u00a0cresceu para ter muitos usos em estruturas marinhas e subterr\u00e2neas, tanques de armazenamento de \u00e1gua, gasodutos, suportes de plataforma de petr\u00f3leo e muitas outras instala\u00e7\u00f5es expostas a ambientes corrosivos.<\/p>\n

Mais recentemente, a\u00a0prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica<\/strong>\u00a0provou ser um m\u00e9todo eficaz para proteger o a\u00e7o de refor\u00e7o da corros\u00e3o induzida por cloreto.<\/p>\n

A efic\u00e1cia da prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica na prote\u00e7\u00e3o do a\u00e7o em solos foi demonstrada no in\u00edcio dos anos 1940, quando a prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica foi aplicado a uma velha rede de tubula\u00e7\u00e3o de g\u00e1s natural que vinha desenvolvendo vazamentos a uma taxa crescente, o suficiente para que o abandono fosse considerado seriamente.<\/p>\n

A redu\u00e7\u00e3o observada no n\u00famero de vazamentos imediatamente ap\u00f3s a instala\u00e7\u00e3o da prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica foi impressionante.<\/p>\n

Uma redu\u00e7\u00e3o igualmente impressionante na frequ\u00eancia de vazamentos em uma tubula\u00e7\u00e3o de \u00e1gua de ferro fundido foi alcan\u00e7ada aproximadamente no mesmo per\u00edodo.<\/p>\n

As especifica\u00e7\u00f5es modernas para a prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica de navios oce\u00e2nicos ativos foram descritas pela primeira vez em 1950.<\/p>\n

Desde aquela \u00e9poca, o progresso tem sido r\u00e1pido. Avan\u00e7os consider\u00e1veis na tecnologia de prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica foram feitos, materiais de \u00e2nodo de sacrif\u00edcio melhores foram desenvolvidos e circuitos para o uso de sistemas de corrente aplicada controlada, usando \u00e2nodos inertes, foram aperfei\u00e7oados.<\/p>\n

O primeiro sistema de prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica de corrente impressa de concreto armado foi um sistema experimental instalado em uma viga de suporte de ponte em 1959.<\/p>\n

Um sistema mais avan\u00e7ado foi subsequentemente instalado em um tabuleiro de ponte em 1972.<\/p>\n

O sistema de \u00e2nodo usado em ambas as aplica\u00e7\u00f5es foi baseado em uma prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica de corrente impressa convencional sistema para oleodutos, mas ‘espalhado’ sobre um tabuleiro de ponte.<\/p>\n

A prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica tornou-se, desde ent\u00e3o, uma das poucas t\u00e9cnicas que podem ser aplicadas para controlar a corros\u00e3o em estruturas existentes.<\/p>\n

\"Prote\u00e7\u00e3o
\nSistemas de prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica<\/strong><\/p>\n

Fonte:<\/strong>\u00a0www.cathodicprotection101.com\/eoncoat.com\/www.icorr.org\/corrosion-doctors.org\/inspectioneering.com\/www.wisegeek.org\/cathwell.com\/www.matcor.com\/www.nace.org<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Defini\u00e7\u00e3o de Prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica A\u00a0prote\u00e7\u00e3o cat\u00f3dica\u00a0\u00e9 definida como a redu\u00e7\u00e3o ou elimina\u00e7\u00e3o da corros\u00e3o, tornando o metal um c\u00e1todo por meio de uma corrente impressa ou anexado a um \u00e2nodo de sacrif\u00edcio (geralmente magn\u00e9sio, alum\u00ednio ou zinco). 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