Proteção catódica: como isolar eletricamente o tubo metálico da estrutura

Em adutora enterrada, em tubulação de combustível e em qualquer linha metálica com proteção catódica existe um requisito que não aparece no detalhe de vedação, mas deveria: a tubulação precisa estar eletricamente isolada da estrutura que ela atravessa.

Quando esse isolamento falha, não é a vedação que dá problema primeiro. É a tubulação.

O que acontece quando o tubo encosta na armadura

Concreto armado é um eletrólito com aço dentro. Tubulação de aço-carbono enterrada é aço em contato com solo, que também é eletrólito. Se os dois sistemas se tocam, direta ou indiretamente, forma-se uma célula galvânica.

O aço da armadura, embebido em concreto alcalino, fica passivado e assume o papel de catodo. O tubo, em solo com oxigenação e umidade variáveis, assume o papel de anodo. Corrente flui, e quem perde material é o anodo: o tubo.

O ponto cruel é a geometria. A área de armadura em contato com o concreto costuma ser muitas ordens de grandeza maior que a área do tubo exposta na travessia. Uma relação de áreas desfavorável concentra toda a corrente em uma região pequena, e a perda de espessura acontece rápido e localizada. É o cenário clássico de corrosão por pite na saída da parede.

E quando existe proteção catódica

Em sistemas que têm proteção catódica, por anodo galvânico ou por corrente impressa, o problema muda de forma mas não desaparece.

A proteção catódica funciona mantendo a estrutura metálica em um potencial eletronegativo em relação ao meio. Esse potencial é calculado para uma determinada área de aço exposta.

Se o tubo encosta na armadura do concreto, a armadura passa a ser alimentada pelo mesmo sistema. A área a proteger cresce de forma não prevista, e a corrente disponível se distribui entre o tubo e a estrutura. O resultado é um sistema que drena mais corrente que o projeto previu e, ainda assim, deixa de atingir o potencial de proteção no trecho que realmente importa.

Em instalação com corrente impressa o efeito pode ser pior: corrente que entra na armadura e sai dela em outro ponto gera corrosão por interferência em lugares completamente distintos do original.

Por que o grauteamento não isola

É comum ouvir que o preenchimento de concreto ou graute em volta do tubo já resolve o isolamento. Não resolve, por três motivos.

O concreto conduz. Concreto úmido tem resistividade baixa o suficiente para fechar circuito. Ele não é um isolante elétrico, é um eletrólito.

O contato físico quase sempre existe. No momento da concretagem ou do preenchimento, é muito provável que o tubo encoste em algum ponto da armadura, em um estribo, em um arame de amarração. Basta um ponto.

A trinca piora tudo. Quando o preenchimento rígido fissura, entra água. Água com sais dissolvidos dentro de uma fenda que liga o tubo à armadura é a melhor condição possível para a célula galvânica funcionar.

O papel da vedação modular no isolamento

Um vedante modular de borracha resolve essa questão por construção, e é por isso que o isolamento elétrico aparece entre as aplicações especiais do produto, ao lado do firestop e do isolamento acústico.

A geometria da montagem garante que o tubo não encosta na abertura em nenhum ponto. Os elos de borracha ficam entre as duas superfícies, distribuídos em todo o perímetro, e a borracha é um dielétrico. O tubo passa a ficar centralizado e suspenso dentro da abertura, sem contato metal com metal e sem contato metal com concreto.

Isso entrega três coisas ao mesmo tempo:

• Estanqueidade, que era o objetivo inicial.
• Isolamento elétrico entre o tubo e a estrutura.
• Desacoplamento mecânico, já que o tubo também deixa de ficar engastado e passa a poder dilatar.

O detalhe que anula tudo: o parafuso

Aqui está o ponto que mais escapa em campo.

Os elos de borracha são conectados por parafusos metálicos, com placas de pressão. Se a montagem for feita de um jeito em que uma peça metálica do conjunto toque o tubo de um lado e a armadura ou uma peça embutida do outro, o caminho elétrico é restabelecido e o isolamento se perde.

Na prática isso significa:

• Conferir que a abertura ou a luva não tem armadura exposta na face interna.
• Garantir que o conjunto fica centralizado, sem encostar.
• Em instalações com exigência formal de isolamento, medir.

Como verificar que o isolamento está funcionando

A conferência é simples e dispensa equipamento especial além de um multímetro.

Com o sistema desenergizado e a tubulação ainda não aterrada em outro ponto, meça a resistência entre o tubo e a armadura da estrutura, usando um ponto de armadura acessível ou um terminal de referência.

Uma leitura de resistência muito baixa, próxima de zero, indica que existe caminho fechado e o isolamento falhou. Uma leitura alta indica isolamento efetivo.

Em instalação com proteção catódica, a conferência definitiva é o levantamento de potencial eletroquímico do trecho, feito por quem é responsável pelo sistema. O que a vedação precisa entregar é o pré-requisito: ausência de contato.

Onde isso costuma ser exigido

Vale olhar com atenção para o isolamento elétrico da travessia quando houver:

• Adutora ou linha de distribuição metálica enterrada com proteção catódica.
• Tubulação de combustível entrando em bacia de contenção. O tema aparece também no artigo sobre bacia de contenção de combustível.
• Tubulação de aço atravessando parede de reservatório ou de estação de tratamento, em ambiente permanentemente úmido.
• Travessia de tubulação metálica em terreno com resistividade baixa ou solo agressivo.

Para dimensionar a vedação, o ponto de partida continua sendo o diâmetro externo do tubo e o diâmetro interno da abertura. A calculadora devolve o modelo e a quantidade de elos, e nossa equipe técnica confirma o conjunto quando há requisito formal de isolamento no projeto.