A proteção catódica pode ser utilizada para controlar a corrosão em curso de estruturas em uso (foto: Hunter Bliss Images/shutterstock)

Inicialmente restrita a estruturas metálicas enterradas ou submersas, a proteção catódica é uma técnica simples e eficaz que, mais recentemente, passou a ser utilizada também em estruturas de concreto armado e protendido. Nesses casos, a solução tem dois objetivos principais: prevenir a deterioração de armaduras novas, mas que são expostas a atmosferas agressivas, como ambientes marinhos e industriais, e controlar a corrosão em curso em estruturas já em operação.

COMO FUNCIONA A PROTEÇÃO CATÓDICA

Uma característica de um concreto novo e em bom estado de conservação é o seu pH elevado. Tal condição confere ao material excelente proteção contra a corrosão das armaduras que estão embutidas nele. Com o passar do tempo e com a deterioração do concreto, água e agentes agressivos conseguem atravessar os poros do concreto e chegar às armaduras de aço, induzindo um processo corrosivo.

A proteção catódica atua nesse momento, ao impor uma corrente contínua nas armaduras capaz de reduzir o potencial da interface aço/concreto para valores mais negativos do que o potencial natural de corrosão. “A técnica ajuda a evitar e, até mesmo, a paralisar o processo corrosivo ao estabelecer um fluxo de corrente que mantém o aço-carbono como catodo, minimizando a perda natural de seus elétrons para o meio”, explica a pesquisadora do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas), Adriana de Araújo.

A técnica ajuda a evitar e, até mesmo, a paralisar o processo corrosivo ao estabelecer um fluxo de corrente que mantém o aço-carbono como catodo, minimizando a perda natural de seus elétrons para o meio
Adriana de Araújo

ANODOS DE SACRIFÍCIO

Para garantir o suprimento de corrente catódica suficiente para as armaduras, há duas técnicas: a corrente impressa e o anodo de sacrifício, também conhecido como proteção galvânica. A opção por uma ou outra alternativa deve se basear nas características da estrutura e das condições ambientais de exposição.

Na proteção por corrente impressa, a corrente de proteção é fornecida por imposição de correntes elétricas ou de tensões que são geradas por uma fonte externa permanente de energia elétrica. Usualmente, para proteção por corrente impressa, são usados anodos condutivos inertes instalados na superfície do concreto, cobertos com argamassa condutiva.

Mais usual no Brasil por sua simplicidade de projeto e execução, o sistema por anodo de sacrifício consiste na instalação de anodos na massa ou na superfície do concreto e de estabelecer o seu contato elétrico com o aço-carbono.

A principal diferença entre esta metodologia e a corrente impressa é que, no anodo de sacrifício, a polarização ocorre espontaneamente pelo contato entre os dois metais. Já no processo de corrente impressa, a corrente é fornecida por um gerador ou retificador.

Para a proteção galvânica, geralmente são utilizados anodos de ligas metálicas ou pastilhas de zinco puro envolvidas por argamassa condutiva e com características especiais.

CUIDADOS NA EXECUÇÃO

É importante permitir que o reparo resista a todas as tensões causadas pelas variações de volume e aos efeitos químicos e eletroquímicos, sem se deteriorar
Adriana de Araújo

Quando se fala na técnica de anodos de sacrifício, um cuidado importante é garantir a compatibilidade entre a proteção catódica e o concreto original (substrato). “É importante permitir que o reparo resista a todas as tensões causadas pelas variações de volume e aos efeitos químicos e eletroquímicos, sem se deteriorar”, explica Araújo. A pesquisadora ressalta, ainda, que os materiais de reparo devem possuir:

• Compatibilidade estrutural - engloba fatores físicos e mecânicos como aderência, resistência à compressão, resistência à flexão e módulo de elasticidade;
• Compatibilidade de deformações - os reparos devem ter baixa retração por secagem, deformação lenta controlada e ter coeficientes de movimentação térmica e por umidade compatíveis com o do substrato;
• Compatibilidade com a agressividade ambiental - a baixa porosidade e a estabilidade química são importantes em caso de microclimas agressivos ao concreto e ao aço;
• Compatibilidade eletroquímica - o reparo deve provocar o mínimo de desequilíbrio de potencial eletroquímico na armadura em decorrência de diferenças entre os meios proporcionados pelo reparo e o concreto original da estrutura.

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Colaboração técnica

: Adriana de Araújo – Arquiteta e urbanista com mestrado em Habitação: Tecnologia em Construção de Edificações pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT). É pesquisadora do IPT atuando em projetos P&D no Laboratório de Corrosão e Proteção. Atua no setor da construção civil há mais de 25 anos, com ênfase em trabalhos práticos em campo e pesquisa laboratorial relacionados aos temas inspeção, recuperação, corrosão, proteção, durabilidade e monitoramento.

Proteção catódica evita corrosão e amplia vida útil de estruturas de concreto