Corrosão galvânica e juntas de metais diferentes: guia completo

1. Um parafuso de aço numa bandeja de alumínio

Em 2019, um fornecedor de veículos elétricos construiu bandejas de bateria em chapa de alumínio 6061, fixadas com parafusos de aço zincado. Um ano depois, clientes em zonas costeiras relataram picadas profundas em torno de cada parafuso e bandejas com fugas.

O parafuso zincado (cátodo) estava acoplado à chapa de alumínio (ânodo), com a névoa salina costeira como eletrólito. A geometria era de ânodo pequeno em torno de cada parafuso frente a um cátodo grande, pelo que o alumínio se corroeu em picadas profundas.

A solução foram parafusos de inox com anilhas isolantes de nylon e vedante. Três anos volvidos, não houve mais relatos.

2. Como funciona a célula

Dois metais num eletrólito formam uma célula galvânica:

• Ânodo (o metal ativo): perde eletrões e corrói-se.
• Cátodo (o metal nobre): ganha eletrões e fica protegido.
• Eletrólito: humidade, chuva, névoa salina.

A regra prática: uma diferença de potencial superior a 0.1 V acarreta risco galvânico.

3. A série galvânica

Quanto maior a diferença, mais agressiva é a corrosão.

4. O efeito da razão de áreas

Esta é a parte que os engenheiros esquecem com mais frequência:

• Ânodo pequeno, cátodo grande: densidade de corrente anódica elevada, corrosão rápida. Perigoso.
• Ânodo grande, cátodo pequeno: densidade de corrente baixa, corrosão lenta. Mais seguro.

Um parafuso de aço (pequeno) numa chapa de alumínio (grande) é ânodo pequeno frente a cátodo grande, pelo que a chapa se corrói depressa. Invertendo a situação — parafuso de alumínio numa chapa de aço — corrói-se o parafuso, que é barato de substituir.

5. Combinações frequentes

6. Três contramedidas

6.1 Isolamento elétrico

• Anilhas de nylon ou de PTFE.
• Uma manga isolante sobre a haste do parafuso.
• Vedante, que também mantém a água fora.

6.2 Escolher metais com potenciais próximos

Parafusos de alumínio em peças de alumínio, embora com resistência limitada; parafusos de aço zincado em peças de aço.

6.3 Revestimento sacrificial

Um revestimento de zinco num parafuso de aço é mais ativo do que o alumínio, pelo que o zinco se corrói primeiro e protege o alumínio. Quando o revestimento se desgasta, porém, o par volta a formar-se.

7. Árvore de decisão e perguntas frequentes

Passo 1 — Interior seco ou exterior húmido?

Interior seco → risco baixo. Exterior, zona costeira ou húmido → o isolamento é obrigatório.

Passo 2 — Qual é a diferença de potencial?

Abaixo de 0.1 V → seguro. Acima de 0.2 V → isolar.

Passo 3 — De que lado está o ânodo pequeno?

Se o ânodo pequeno for a peça dispendiosa, como a chapa → isolar. Se for a peça barata, como o parafuso → aceitável.

Perguntas frequentes

P. Um parafuso de inox não pode mesmo entrar em alumínio? Em interior pode; em exterior tem de ser isolado.

P. Uma anilha isolante reduz a força de aperto? Sim. O nylon sofre fluência e a pré-carga cai com o tempo, pelo que as juntas críticas exigem anilhas isolantes com reforço metálico.

P. O alumínio anodizado continua sujeito a corrosão galvânica? O filme isola a superfície, mas a parede do furo roscado está nua e continua a corroer-se.

P. E os parafusos de aço zincado em alumínio? O zinco é mais ativo do que o alumínio, pelo que o protege, o que é melhor do que o aço nu — até o revestimento se desgastar.