VERİLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ
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Uma melhor visualização da influência da polarização sobre a densidade de corrente é obtida através da representação gráfica em diagramas de E versus i. Uma sobretensão ou sobrecorrente é imposta ao sistema por um potenciostato (MATOS, 1990; ALMEIDA, 1996) com o registro da alteração correspondente da corrente ou do potencial (NÓBREGA, 2004). As curvas que se obtém são chamadas curvas de polarização, representantes do efeito global de todas as reações que ocorrem simultaneamente sobre o eletrodo (WOLYNEC, 2003).
A figura 13 ilustra as curvas de polarização anódica e catódica em um diagrama em que as densidades de corrente assumem valores relativos, em que ia assume valores positivos
e ic assume valores negativos (WOLYNEC, 2003). A equação que rege o comportamento
cinético do sistema é a de Tafel, simplificada de Butler-Volmer, já discutidas no item 5.2.2.1. Sendo a equação de Tafel de natureza logarítmica, uma das maneiras mais convenientes de apresentar as curvas de polarização é em um diagrama E versus log ⎪i⎪. A vantagem desse diagrama está em que a parte das curvas em que é válida a equação de Tafel é reta. Além disso, aparecem no diagrama todos os coeficientes da equação: os declives de Tafel são os declives da reta, enquanto a densidade de corrente de troca io, é o intercepto das
(WOLYNEC, 2003; SÁ, 2006; SILVA, D. R., 2006). A figura 14 apresenta as curvas de polarização anódica (ia) e catódica (ic) em um diagrama monologarítmico.
Figura 13. Curvas de polarização anódica e catódica em um diagrama em que as densidades de corrente assumem valores relativos (WOLYNEC, 2003).
Figura 14. Curvas de polarização anódica (ia) e catódica (ic) em um diagrama
monologarítmico, sendo Ee o potencial de equilíbrio e io a densidade de corrente de troca (WOLYNEC, 2003).
Fonseca (1988 apud CASCUDO, 1997) e Dexter et al. (1989 apud CASCUDO, 1997) dizem que a técnica da curvas de polarização é extremamente eficaz na caracterização, e, algumas vezes, na previsão do comportamento da corrosão em sistemas em que há formação de película passivante, como é o caso do aço/materiais cimentícios. Com muita rapidez, podem-se identificar desejáveis combinações materiais/ambientes, a partir de como cada material se comporta em relação a um meio particular (PRINCETON APPLIED RESEARCH CORPORATION, 1977 apud CASCUDO, 1997), uma vez que a técnica prontamente indica a capacidade de amostra metálica se proteger contra o ataque de agentes agressivos do eletrólito.
Através das curvas de polarização é possível se obter taxas de corrosão (ANDADE, 1988; PRINCETON APPLIED RESEARCH CORPORATION, 1977; HACK, 1986; SIEBERT, 1986; DEXTER et al., 1989; ANDRADE and GONZÁLES, 1978), todos citados por Cascudo (1997), bem como morfologia do ataque, ou seja, se ocorre corrosão localizada ou generalizada (ANDRADE, 1988; PRINCETON APPLIED RESEARCH CORPORATION, 1977; HACK, 1986; SIEBERT, 1986; DEXTER et al., 1989; KAIN et al., 1986; LAU and BERNHARDSSON, todos citados por Cascudo (1997). Segundo publicação da Princeton Applied Research Corporation (1977 apud CASCUDO, 1997), também podem ser observadas tendências à passivação e ao pite através das curvas de polarização e películas e filmes superficiais no eletrodo de trabalho.
Uma representação esquemática da curva de polarização para um sistema de concreto armado que é semelhante ao sistema revestimento/pasta de cimento endurecida em meio alcalino é apresentada na figura 15, em que se podem distinguir os diferentes estágios. Ao analisar o ramo anódico, tem-se que em potenciais fortemente negativos, referenciados como potenciais de ativação, a taxa de corrosão aumenta rapidamente com o desenvolvimento de potenciais mais positivos e repentinamente decresce com o aumento de potencial devido à formação de óxido de ferro. O potencial no qual isso ocorre é conhecido como potencial passivo primário, e denominado Epp, na curva. Então, para uma grande faixa de potenciais, a
armadura é corroída a uma taxa desprezível e esta é a região de armadura passivada. Para potenciais mais elevados, ocorre a quebra da água para produzir oxigênio e graves corrosões podem ocorrer devido à perda de passividade. O potencial no qual isso ocorre é chamado potencial transpassivo, denominado Etp na curva (BENTUR et al., 1997 apud SÁ, 2006).
Figura 15. Representação esquemática da curva de polarização para a armadura passiva no concreto (adaptado de MIRANDA; BASÍLIO, 1987 apud LIMA, 2000).
Como exemplo, observa-se, na figura 16, que o material correspondente à curva C apresenta um comportamento menos susceptível à corrosão em relação às curvas A e B e também exibe uma menor taxa de corrosão, além de um potencial mais eletropositivo. Quanto às curvas A e B, observa-se que apesar da curva A apresentar um potencial mais ativo em relação à curva B, ela exibe uma menor taxa de corrosão. Seguramente se pode afirmar que os elementos correspondentes às curvas A e B podem funcionar como uma proteção catódica ao elemento da curva A (OSÓRIO, 2004).
Já uma curva típica de polarização de aço inoxidável em meio ácido é mostrada na figura 17, podendo ser observadas regiões catódica e anódica. Em aços inoxidáveis, alcançando-se um valor máximo de corrente, há redução da densidade de corrente pela formação de películas aderentes, dando início a região anódica passiva, que nesses aços é caracterizada por baixa densidade de corrente, portanto baixa taxa de corrosão (MAGNABOSCO, 2001 apud BRUNO e MAGNABOSCO, 2005).
Figura 16. Curvas de polarização esquemáticas de três elementos, exibindo o comportamento mais resistente à corrosão (curva C) e o mais ativo (curva B) (OSÓRIO, 2004).
Figura 17. Esquema de curva de polarização típica de aços inoxidáveis em meio ácido. (adaptado de MAGNABOSCO, 2001 apud BRUNO e MAGNABOSCO, 2005).
O levantamento bibliográfico acerca de parâmetros utilizados em estudos de concreto armado e argamassas encontra-se compilado na tabela 4. Destaca-se que a maioria dos autores adota velocidade de varredura de 0,500 mV/s e varrem desde o ramo catódico até o ramo anódico a partir do potencial de circuito aberto, sendo o eletrodo de referência preferencialmente adotado o calomelano saturado.
Tabela 4. Parâmetros comumente relacionados a curvas de polarização em materiais cimentícios com armaduras de aço.
Intervalo de potencial a partir do PCA Autor Catódico (mV) Anódico (mV) Taxa de varredura (mV/s) Eletrodo de referência
Raupach et al. (2004) – 1100 + 1 100 0,500 SCE
Mennucci e Costa (2005) - 250 + 250 0,500 Ag/AgCl
Alonso et al. (1998) - 400 + 400 0,500 SCE
Dotto et al. (2004) - 800 + 800 0,167 SCE
Nóbrega e Silva (2002) - 150 + 150 0,100 Ag/AgCl
Cascudo (1997) - 300 + 300 Não citada Não citado