A crescente adoção de materiais compósitos, como os polímeros reforçados com fibra de carbono (CFRP), em aplicações estruturais na indústria aeroespacial, automotiva e offshore traz diversos benefícios, como leveza, alta resistência mecânica e durabilidade. No entanto, a junção de CFRP com metais pode gerar um fenômeno crítico: a corrosão galvânica.
Essa corrosão ocorre quando dois materiais eletroquimicamente distintos estão em contato elétrico e expostos a um eletrólito — como umidade do ar ou água salina — formando uma célula galvânica que acelera a degradação do metal menos nobre.
O Papel do CFRP na Célula Galvânica
Embora seja um material não metálico, o CFRP contém fibras de carbono condutoras com alto potencial catódico, comparável ao de metais nobres como o ouro. Quando conectadas a metais como alumínio, aço carbono ou magnésio, as fibras de carbono funcionam como catodo, enquanto o metal se comporta como ânodo, sofrendo corrosão acelerada.
Esse tipo de corrosão é particularmente preocupante em ambientes marinhos e de alta umidade, onde a presença constante de eletrólitos torna as condições ideais para a formação da célula galvânica.
Principais Fatores que Influenciam a Corrosão Galvânica
- Potencial eletroquímico entre os materiais: quanto maior a diferença entre os potenciais dos materiais em contato, maior a tendência à corrosão.
- Relação entre áreas catódica e anódica: pequenas áreas metálicas em contato com grandes superfícies de CFRP sofrem corrosão mais severa.
- Tipo de metal utilizado: metais como alumínio e aço carbono são mais vulneráveis; titânio e ligas de níquel apresentam maior resistência.
- Presença de oxigênio e eletrólitos: aumentam a taxa de reação eletroquímica.
- Condições ambientais cíclicas: em ambientes alternando seco e úmido, a corrosão pode mudar de natureza — galvânica, por frestas ou localizada.
Consequências Observadas em Estruturas Híbridas
- Perda de espessura e integridade do metal em pontos de contato com CFRP.
- Descolamento ou formação de bolhas (blistering) na superfície do CFRP, como resultado de reações catódicas.
- Alterações locais no pH devido à formação de hidróxido nas interfaces.
- Propagação de trincas por corrosão sob tensão, em ligas sensíveis.
Estratégias de Mitigação da Corrosão Galvânica
Para aumentar a vida útil e a confiabilidade de estruturas híbridas CFRP-metal, recomenda-se:
- Isolamento elétrico entre os materiais com filmes plásticos, camadas de fibra de vidro (E-glass) ou vedantes.
- Escolha adequada de metais, priorizando materiais com comportamento eletroquímico mais compatível, como titânio ou ligas resistentes à corrosão.
- Uso de revestimentos protetores, como primers epóxi ou anodização em metais.
- Revestimento das fibras de carbono com sizing apropriado, reduzindo sua condutividade superficial.
- Design cuidadoso da interface metal/CFRP, minimizando áreas de contato direto e evitando áreas úmidas ou com frestas.
Conclusões
A corrosão galvânica entre metais e CFRP é um desafio crescente na engenharia de materiais, especialmente à medida que mais estruturas híbridas são adotadas por conta da busca por leveza e resistência. Com o entendimento adequado dos mecanismos eletroquímicos envolvidos e a aplicação correta de medidas de mitigação, é possível projetar sistemas duráveis, seguros e confiáveis mesmo em ambientes severos.
Fonte: https://www.corrosionpedia.com/galvanic-corrosion-of-metals-connected-to-carbon-fiber-reinforced-polymers/2/1556
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