Método de proteção catódicaProteção catódica é um método de proteção de estruturas metálicas contra a corrosão. Os metais a partir dos quais essas estruturas são feitas – geralmente de aço – são susceptíveis à corrosão por meio de uma reação de oxidação, quando eles estão em contato frequente com a água. A reação envolve a transferência de elétrons do metal e é promovida por vestígios de sais dissolvidos na água, fazendo com que a água atue como um eletrólito. A corrosão pode, portanto, ser visto como um processo eletroquímico. A proteção catódica transforma a estrutura metálica para um cátodo – um eletrodo carregado positivamente – através da criação de uma célula eletroquímica com um metal mais eletropositivo, como um ânodo, de modo que a estrutura não perca elétrons para a região periférica.

Este método de proteção pode ser usado em tubulações subterrâneas e tanques; acima do solo estruturas, como postes de eletricidade, e estruturas parcialmente submersas, como navios e plataformas de perfuração. Ele também pode ser usado para proteger as hastes de aço em betão armado. Metais que são mais resistentes à corrosão tendem a ser mais caros do que o aço e podem não ter a força necessária, de modo que a proteção contra a corrosão do aço é geralmente a melhor opção, apesar de que outros metais que se corroem também podem ser protegidos desta maneira.

O aço consiste principalmente de ferro, que tem um potencial redox de -0,41 volts. Isto significa que tendem a perder elétrons num ambiente que tem um potencial menos negativo, tal como a água, a qual pode entrar em contato com esse metal sob a forma de condensação. As gotas de água em contato com a forma de uma célula eletroquímica de ferro no qual o ferro é oxidado pela reação Fe -> Fe2 + + 2e-. Os dois íons de Ferro (Fe2 +) vão para a solução na água, enquanto que o fluxo de elétrons passa através do metal. Na borda da água, uma interação dos elétrons, oxigênio e água produz hidróxido (OH-), e íons de reação: O2 + 2H2O + 4e–> 4OH. Os íons negativos de hidróxido reagem com os íons de ferro II positivos na água, formando hidróxido de ferro insolúvel II (Fe (OH)2), o qual é então oxidado a ferro III óxido (Fe2O3), mais conhecido como ferrugem.

Tubulação com proteção catódica

Tubulação com proteção catódica

Existem dois métodos principais de proteção catódica que procuram impedir essa corrosão, fornecendo uma fonte alternativa de elétrons. Na proteção galvânica, um metal com um potencial redox mais negativo do que o potencial do metal a ser protegido é ligado à estrutura de um fio isolado, formando um ânodo. De magnésio, com um potencial redox de -2,38 volts é frequentemente usado para este propósito – outros metais normalmente utilizados são o alumínio e zinco. Este processo define uma célula elétrica com uma corrente que flui a partir do ânodo para a estrutura, a qual atua como cátodo. O ânodo perde elétrons e é corroído, por esta razão, é conhecido como um “ânodo sacrificial.”
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Um problema com a proteção catódica galvânica é a de que, eventualmente, o ânodo será corroído ao ponto em que já não fornece proteção e necessita de ser substituído. Um sistema de proteção catódica alternativa é Impressionado proteção catódica atual (ICCP). Esta é semelhante ao método galvânico, exceto que uma fonte de alimentação é utilizada para gerar uma corrente elétrica do ânodo para a estrutura a ser protegida. Uma corrente contínua (CC), em oposição à corrente alternada (CA), é necessário, portanto, um retificador é usado para converter CA em CC. Este método proporciona uma proteção muito mais duradoura, pois a corrente é fornecida externamente, em vez de ser produzida pela reação do ânodo, de modo que o tempo de vida do ânodo é grandemente aumentado.