PAR GALVÂNICO

 

A EXPERIÊNCIA DO PAR GALVÂNICO

Toda vez que colocamos metais diferentes dentro de um meio aquoso forma-se um par galvânico.

Cada tipo de metal tem seu próprio potencial galvânico. Veja uma tabela com o potencial galvânico de alguns metais:

Observe que alguns metais tem potencial galvânico POSITIVO enquanto que outros tem potencial galvânico NEGATIVO, além do valor do potencial que varia de material para material.

A experiência da pilha galvânica é feita colocando-se uma barra de alumínio e uma barra de cobre dentro de um recipiente com água. Por causa da diferença de potencial galvânico (o alumínio com -1,66 e o cobre com +0,34) forma dentro da água íons negativos (ÂNIONS) e íons positivos (CÁTIONS).

Ora, íons de sinais contrários se atraem e forma-se, naturalmente, uma correte elétrica (dentro da água) conhecida como Corrente Galvânica.

Do lado de fora do recipiente, podemos colocar uma lâmpada ligada, de um lado no alumínio e do outro no cobre. A lâmpara vai acender graças a uma corrente elétrica que flui do catodo para o anodo.

 

Em vez do alumínio e do cobre, qualquer par de outros metais pode ser utilizado na experiência, desde que tenha potencial galvânico diferente e quanto maior a diferença entre os potenciais galvânicos maior será a corrente elétrica resultante.

As pilhas (do farolete, do radinho, etc.) e as baterias (do celular, do notebook, carro elétrico, etc.) se baseiam nesse princípio de funcionamento. Antigamente só se usava o chumbo mas passou-se a usar outros metais e surgiram pilhas e baterias de níquel, de cádmio e as de lítio.

Durante o funcionamento da pilha galvânica um dos eletrodos vai sendo desgastado. No caso do exemplo acima, o alumínio vai sendo desgastado, isto é, ele vai sumindo com o tempo. Vai ficando fino, mais fino até que desaparece por completo.

Na reação quimica que se forma, o oxigênio da água (H₂O) transforma o alumínio no óxido de alumínio.

A CORROSÃO ELETROLÍTICA NA NATUREZA

Na natureza encontramos essa experiência em tudo quanto é canto, inclusive no solo debaixo de nossas casas.

Partículas de ferro, cobre, alumínio e outros metais estão misturadas à terra e com a umidade formam-se milhões de pares galvânicos, alguns funcionando como ANODO e outros funcionando como CATODO.

Aqueles que fazem o papel de ANODO (os metais de potencial galvânico negativo como o Ferro e o alumínio) vão sendo desgastados e transformados nos óxidos correspondentes.

Trata-se de um processo expontâneo e natural. É assim que uma lata de refrigerante (de ferro ou de alumínio) vai sumindo com o tempo. Sumindo significa vai enferrujando, enferrujando. É assim que a natureza "limpa" o meio ambiente.

A CORROSÃO INDESEJÁVEL

Na natureza é bom que aconteça a oxidação pois vai transformar os metais (geralmente sólidos) em sais solúveis que irão servir de nutrientes para as plantas e também formam a base de proteínas no organismo dos seres vivos (necessitamos de proteínas e sais minerais como o ferro, as vitaminas, etc.). 

Entretanto, há casos em que a oxidação é indesejável.

Porta de ferro, janela de alumínio, cano de ferro, etc. "não deveriam" se oxidar mas oxidam, enferrujam. Mesmo não estando enterrados, sofrem com a oxidação pois a umidade presente no ar cria pares galvânicos que corroem os metais. O processo é mais agressivo em ambientes poluidos, como nas grandes metrópoles, e em ambientes salinos como na beira mar. 

Veja o que ocorre com um cano de água de ferro enterrado:

A corrosão vai afinando as paredes do cano e com o tempo a parede não suporta mais a pressão interna da água e arrebenta causando muitos danos às casas.

Há casos especiais em que se utiliza como aterramento partes da estrutura de concreto armado do prédio. Tais casos especiais são realmente especiais e cuidados muito especiais devem ser tomados pois a corrosão eletroquímica ataca também o ferro da estrutura do prédio e com o tempo há comprometimento da segurança do prédio. Veja casos em que 28 anos depois se descobriu que um fenômeno denominado Reação Álcali Agregado atacou os blocos da fundação e foi isso que derrubou o prédio - .

É muito difícil controlar os fenômenos que ocorrem no solo. Por isso é bom que todo o sistema de proteção contra as descargas elétricas atmosféricas seja instalado em locais visiveis e acessíveis para a importante e necessária inspeção periódica.

Não vale a pena economizar alguns metros de cabo de cobre pois os riscos e os cuidados necessários são enormes. A corrosão galvânica, a reação álcali agregado e outros fenômenos como variação do lençol freático podem afetar partes estruturais importantes do prédio e colocar em risco a sua segurança e a estabilidade do prédio.

Tem como evitar essa desgraça?

A PROTEÇÃO DE INSTALAÇÕES ENTERRADAS

Existem duas formas básicas de proteção:

Proteção Anódica: 

Nesse tipo de proteção, aplicamos sofre o cano de ferro (ou janela de alumínio, etc.) uma película protetora. Pode ser uma tinta zarcão, um processo conhecido como anodização, um outro processo conhecido como anodização, etc. 

A película depositada forma uma barreira que protege o metal não deixando ele (o metal) funcionar como ANODO.

Proteção Catódica:

Nesse tipo de proteção, colocamos um outro metal para ser corroído. Esse outro metal é conhecido como ANODO DE SACRIFÍCIO e deve ter um potencial galvânico maior que o metal a ser protegido.

No caso do exemplo acima (do cano de ferro enterrado) podemos enfiar barras de alumínio nas proximidades do cano.

O alumínio que tem potencial galvânico bem maior que o do ferro, vai atrair para si os íons que se formam. No processo, quem acaba sendo corroído é o alumínio não acontecendo nada com o ferro.

O ferro fica protegido pois um outro metal está sendo corroido (consumido) no lugar dele. Isso funciona bem enquanto tiver alumínio pois quando acaba o alumínio, os CATODOS existentes no solo começam a consumir o ferro.

SISTEMAS DE ATERRAMENTO

Em um edifício, várias coisas precisam ser "aterradas" em função de diversos fenômenos elétricos que ocorrem no prédio.

Básicamente, existem TRÊS sistemas de aterramento necessários:

1 - Aterramento da Descarga Elétrica Atmosférica (raios);

2 - Aterramento Elétrico dos Aparelhos Elétricos;

3 - Aterramento Eletrônico dos Equipamentos de Alta Frequencia.

O Aterramento da Descarga Elétrica Atmosférica vai dar um fim à eletricidade trazida pelo raio. São mais de 50 milhões de Volts que podem danificar aparelhos, matar árvores, pessoas, romper partes do prédio, etc. Quando mais rapidamente conseguirmos dar um fim a esta eletricidade menos danos ela vai causar em nós e em nossas coisas.

O Aterramento Elétrico dos Aparelhos vai evitar que a gente "leve um choque elétrico" ao mexer neles. Chuveiro, Torneira Elérica, Lavadora de Roupas, etc. devem ter uma ligação conhecida como Ligação à Terra para que eventuais correntes de fuga não venham a nos atingir. São tensões baixas (220 Volts no caso do chuveiro e 110 Volts nos demais aparelhos) que não chegam a matar mas são desagradáveis).

O Aterramento Eletrônico vai desviar principalmente a eletricidade estática que pode queimar componentes sensíveis como os CHIPS de computadores, televisores, notebooks, etc. Uma das fontes mais comuns de eletricidade estática dentro de casa somos nós mesmos. Não é "nós" que levamos um choque ao tocar no computador mas sim o contrário, isto é, é o computador que "leva um achoque" com o nosso toque.

Uma coisa muito importante é não misturar esses três sistemas. Os três sistemas devem ser totalmente independentes um dos outros.

Muitas pessoas "acham" que se pode colocar tudo num único sistema, mas isso é um engano muito grande. Na queda de um raio, por exemplo, estará passando pelo sistema do pára-raios correntes de mais de 50 milhões de Volts.  Se o sistema de aterramento elétrico ou o sistema de aterrramento eletrônico estiverem ligados nele ocorrerá a queima de televisores e computadores.

Se tais aparelhos estiverem sob cobertura de uma Apólice de Seguros é bem possível que a Seguradora se negue a indenizar os prejuízos. Então, você que mora em um prédio em Condomínio, procure verificar com o Síndico se os sistemas de aterramento são totalmetne independentes um dos outros.

RMW\Raios\par gavanico.htm em 11/09/2011, atualizado em 13/09/2011.