Métodos de proteção contra a corrosão
A Ponte 25 de Abril está sempre exposta ao ar húmido e salgado do estuário do Tejo, e o aço de que é feita enferruja com facilidade. Como é que se consegue manter uma estrutura destas em bom estado durante décadas? Vamos ver as três grandes estratégias e perceber porque funcionam.
Ideia geral: cortar a corrosão pela raiz
Para o ferro corroer são precisos três ingredientes: ferro, oxigénio e água (com sais dissolvidos, que facilitam a passagem de carga). Proteger um metal é impedir que a oxidação-redução aconteça. Há duas formas de o fazer:
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Proteção por barreira: isolar o metal do oxigénio e da água.
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Proteção eletroquímica (ou catódica): deixar o ferro em contacto com um metal que se oxida em vez dele.
A estrutura de aço da Ponte 25 de Abril, em Lisboa, está permanentemente exposta ao ar húmido do estuário do Tejo. Para a proteger da corrosão, a ponte recebe trabalhos…
A estrutura de aço da Ponte 25 de Abril, em Lisboa, está permanentemente exposta ao ar húmido do estuário do Tejo. Para a proteger da corrosão, a ponte recebe trabalhos periódicos de pintura: as equipas removem a tinta degradada e aplicam novas demãos sobre o aço.
- a) Explica de que modo uma camada de tinta intacta protege o aço da corrosão.
- b) Explica por que razão, quando a tinta se lasca, o ferro por baixo começa a enferrujar precisamente nesses pontos.
- c) Em muitas estruturas metálicas — grades, postes, passadiços — usa-se aço galvanizado em vez de aço apenas pintado. Indica em que consiste a galvanização.
Proteção por barreira: tintas e revestimentos
Uma camada de tinta intacta impede que o oxigénio e a água cheguem ao aço. Sem os reagentes em contacto com o ferro, não há oxidação. É por isso que as pontes e os navios são pintados periodicamente.
Outras barreiras: revestimento com plástico, óleos e massas lubrificantes, ou cobertura com outro metal.
Galvanização
Chama-se galvanização ao revestimento do aço com uma camada de zinco. Grades, postes e passadiços galvanizados duram muito mais do que os apenas pintados. O zinco protege de duas maneiras:
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Faz de barreira, tal como a tinta.
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Mesmo que a camada risque e o ferro fique à vista, o zinco continua a proteger o aço, porque se oxida primeiro (como vamos ver na secção seguinte).
Proteção eletroquímica: o ânodo de sacrifício
Se ligarmos ao aço um metal mais redutor do que o ferro, é esse metal que se oxida. Esse metal é o ânodo de sacrifício: gasta-se (sacrifica-se) para que o aço não se gaste. É o que se faz nos cascos dos navios e nas estruturas submersas, como as dos parques eólicos flutuantes ao largo de Viana do Castelo, com blocos de zinco.
Os blocos de zinco vão-se gastando com o tempo e são substituídos periodicamente; o aço, esse, não é substituído. Por isso o ânodo de sacrifício é uma solução barata e eficaz.
Os cascos de aço dos navios e as estruturas metálicas submersas — como as plataformas do parque eólico flutuante ao largo de Viana do Castelo — têm fixados a si blocos…
Os cascos de aço dos navios e as estruturas metálicas submersas — como as plataformas do parque eólico flutuante ao largo de Viana do Castelo — têm fixados a si blocos de zinco, que se vão gastando com o tempo e são substituídos periodicamente, como se esquematiza na figura. A estes blocos chama-se ânodos de sacrifício. Dados: $E^\circ(\mathrm{Fe^{2+}/Fe}) = -0,44\ \text{V}$; $E^\circ(\mathrm{Zn^{2+}/Zn}) = -0,76\ \text{V}$; $E^\circ(\mathrm{Cu^{2+}/Cu}) = +0,34\ \text{V}$.
- a) Justifica, com os valores de $E^\circ$, por que razão o zinco protege o aço da corrosão, e escreve a semirreação que ocorre no bloco de zinco.
- b) Explica por que motivo o cobre não poderia ser usado com a mesma finalidade.
- c) Explica o significado do nome «ânodo de sacrifício» e justifica a necessidade de substituir os blocos periodicamente.
Comparar os métodos
| Método | Como protege | Limitação |
|---|---|---|
| Tinta | Barreira ao O₂ e à H₂O | Falha onde a tinta lasca; exige repintura |
| Galvanização (Zn) | Barreira e proteção eletroquímica | O zinco vai-se gastando lentamente |
| Ânodo de sacrifício | O metal mais redutor oxida-se | Tem de ser substituído |
De volta ao início: a Ponte 25 de Abril é protegida sobretudo por pintura (barreira), com repinturas periódicas. Onde há estruturas submersas ou zinco por perto, entra a proteção eletroquímica.