Sistema de Protección Catódica Introducción
La protección contra la corrosión es un proceso interminable. En la batalla contra la corrosión de estructuras metálicas críticas, como cascos de barcos, tuberías sumergidas y tanques de almacenamiento, las organizaciones confían en los sistemas de protección catódica. Hacerlo les ayuda a prolongar la vida útil de sus activos metálicos y a evitar fallos causados por la corrosión. Este artículo proporciona información sobre los fundamentos de la protección catódica.
Un sistema de protección catódica conecta una pieza de metal a otra para alejar los electrones libres del metal que necesita protección. Por ejemplo, cuando necesitas proteger una tubería de acero de la corrosión, la conectas a una pieza de metal como el zinc o el magnesio y le aplicas una corriente eléctrica.
La tubería de acero se convierte en cátodo, y el otro trozo de metal sirve de ánodo. En una pila, el electrodo positivo se llama cátodo y el negativo ánodo. Los electrones libres se mueven desde la tubería catódica para corroer el ánodo. De este modo, el ánodo se sacrifica para evitar que la tubería se corroa. La oxidación, causada por la pérdida de electrones, se produce en el ánodo de sacrificio.
Un sistema de protección catódica (sistema PC) es esencial para el mantenimiento a largo plazo de las infraestructuras, porque trabaja activamente para evitar que se corroan las infraestructuras críticas, minimizando así el número de reparaciones o sustituciones. De este modo, los sistemas de protección catódica reducen el coste total de propiedad de tus activos metálicos, al evitar la necesidad de sustitución anticipada y reducir la necesidad de mantenimiento y reparaciones.
Tipos de sistemas de protección catódica
Hay dos tipos principales de sistemas de protección catódica para el control de la corrosión: los ánodos galvánicos (de sacrificio) y los sistemas de protección catódica por corriente impresa.
Protección por ánodo galvánico: En un sistema de prevención de la corrosión basado en la protección galvánica del ánodo, creas un circuito entre el ánodo de sacrificio y la pieza metálica que quieres proteger. La corrosión se produce en el ánodo en lugar de en la estructura metálica cuando utilizas un sistema de protección catódica de corriente.
Protección catódica por corriente impresa: Cuando la protección estándar por ánodo galvánico es insuficiente, puedes instalar un sistema de corriente impresa para salvaguardar tu estructura. Utiliza una fuente de alimentación (un rectificador) para imprimir corriente eléctrica desde el ánodo. El sistema rectifica la corriente alterna (CA) de la fuente de alimentación a corriente continua (CC).
Los sistemas de ánodos galvánicos son sistemas pasivos, en comparación con los sistemas de corriente impresa, que son activos. Una ventaja de los sistemas de corriente impresa es que puedes ajustar la cantidad de potencia para proteger una superficie metálica mayor.
Generalmente, los sistemas de corriente impresa son más eficaces que los sistemas de protección catódica galvánica, porque puedes proteger estructuras mucho mayores gracias a la cantidad de electricidad que aplicas. Puedes controlar la cantidad de energía para hacer frente a los cambios fluctuantes del entorno. Por otro lado, es más fácil instalar sistemas de ánodo galvánico, que son más adecuados para casos en los que no necesitas aplicar una corriente eléctrica fuerte.
Materiales utilizados en la protección catódica
Los materiales utilizados habitualmente en los sistemas de protección catódica son el magnesio, el zinc y el aluminio.
Las empresas suelen utilizar magnesio cuando protegen el metal en el suelo o bajo el agua dulce, donde no se requiere un alto nivel de corriente. Verás ánodos de magnesio utilizados para proteger calentadores de agua y depósitos de almacenamiento, así como tuberías subterráneas.
El zinc se aplica para la protección submarina, por ejemplo para proteger tuberías sumergidas y cascos de barcos.
Como el aluminio es muy adecuado para trabajar como ánodo de sacrificio, se utiliza a menudo para proteger estructuras bajo agua dulce, como estructuras en ríos o lagos.
Diseño e Instalación de Sistemas de Protección Catódica
¿Cuáles son las consideraciones clave en el diseño de un sistema de protección catódica? En primer lugar, debes saber que el diseño se adapta a condiciones ambientales y tipos de infraestructura específicos. Algunos factores son el tipo de suelo y la resistividad del mismo. Lo ideal es disponer de una lista de registros de fugas de tuberías enterradas que indique la urgencia de la protección catódica.
Los diseñadores e instaladores también deben tener en cuenta la ubicación de una tubería u otra estructura metálica, en términos de acceso futuro. El hecho de que necesites una fuente de alimentación también afectará al diseño y la instalación de tu sistema.
Durante la instalación, debes realizar una evaluación del emplazamiento y determinar cómo debe configurarse el sistema. En consecuencia, seleccionarás el metal para el ánodo en función de si la estructura (como una tubería) está enterrada en el suelo o se encuentra bajo el agua, como el casco de un barco.
Como un sistema de corriente impresa (sistema ICCP) requiere una fuente de alimentación, tienes que diseñar el sistema teniendo en cuenta el acceso para su mantenimiento y reparación periódicos.
Otra cuestión a tener en cuenta es el impacto medioambiental. El zinc es fácil de reciclar y tiene un impacto mínimo en el medio ambiente. También puedes reciclar los ánodos de aluminio, que tienen un impacto moderado. Sin embargo, los ánodos de magnesio supondrán una mayor gestión para el medio ambiente, ya que pueden generar gas hidrógeno durante el proceso de mitigación de la corrosión.
Ten en cuenta los retos potenciales a los que puedes enfrentarte al instalar sistemas de protección catódica, incluidas las interferencias eléctricas, como las del ferrocarril o las líneas eléctricas, que pueden interferir con el sistema de protección anticorrosiva que hayas diseñado.
En los sistemas complejos, la distribución irregular de la corriente puede suponer un gran reto, porque quieres aplicar la corriente eléctrica uniformemente a toda la estructura que necesita protección. Si la estructura está enterrada en un suelo muy resistente, la resistencia puede interrumpir el flujo de corriente eléctrica que dirijas al sistema.
Protección catódica de tanques de almacenamiento subterráneo y tuberías
La protección catódica es crucial para los depósitos de almacenamiento subterráneos y las tuberías. A este tipo de estructuras es más difícil que las personas accedan de forma rutinaria para su evaluación, mantenimiento y reparación. Quieres un sistema que evite la corrosión subterránea de forma constante y fiable para tuberías o depósitos subterráneos.
Además, los diseñadores de protección catódica deben reconocer la infraestructura circundante, como en una central eléctrica con multitud de tuberías enterradas, rejillas de cobre a tierra y sistemas de hormigón armado. Son ejemplos de condiciones que exigen aplicaciones subterráneas personalizadas.
En presencia de atascos subterráneos, desde alcantarillas a desagües pluviales y tuberías de hierro, existe el mandato de prevenir la corrosión subterránea porque es más difícil para los trabajadores de los comprobadores de protección catódica entrar en el entorno para realizar evaluaciones y reparaciones.
Los requisitos de mantenimiento de los sistemas de protección catódica incluyen inspecciones y pruebas continuas y ajustes periódicos para mantener el nivel de protección requerido frente al desgaste y degradación de los componentes, especialmente en condiciones ambientales cambiantes. Cuando se consideran estructuras submarinas, como plataformas petrolíferas o tuberías o muelles submarinos, la salinidad del agua puede ser un factor importante de corrosión.
Análisis de costes y consideraciones sobre proveedores para la protección catódica
El coste de los sistemas de protección catódica varía en función de factores como el tipo de sistema y su tamaño. La complejidad estructural también aumenta los costes de la protección catódica. Si trabajas con una estructura de aguas profundas, como una tubería oceánica, ten en cuenta los costes añadidos de transporte y apoyo del personal de instalación y mantenimiento en un entorno tan duro y remoto.
También debes calcular el impacto medioambiental de tu sistema antes de instalarlo.
Cuando te dispongas a instalar un sistema de protección catódica por corriente impresa, tendrás que tener en cuenta no sólo los costes de instalación de una fuente de alimentación, sino también los costes de mantenimiento y reparación derivados del uso de una fuente externa de electricidad (en comparación con los sistemas pasivos de ánodos galvánicos que no necesitan alimentación). A continuación, determina la vida útil del sistema con todos los costes de mantenimiento y posibles reparaciones que conlleva.
¿Qué factores debes tener en cuenta al seleccionar un proveedor de protección catódica?
Lo mejor es trabajar con un proveedor que tenga un historial probado de trabajo con sistemas de protección catódica. Esto subraya la importancia de actuar con la diligencia debida y leer las reseñas de fuentes objetivas y de confianza. ¿Tiene el proveedor una buena reputación por su experiencia y por ser fiable? ¿Respetan las organizaciones a este proveedor por su nivel de servicio y capacidad de respuesta?
Control de la Corrosión y Protección Catódica en Tiempo Real
La supervisión de la corrosión en tiempo real mejora los sistemas de protección catódica al darte una visión en tiempo real de cómo funciona el equipo en entornos corrosivos. Quieres evitar los enormes costes de reparación o sustitución que pueden derivarse de no tener una visión clara del estado de tu estructura metálica.
La tecnología utilizada en la vigilancia de la corrosión en tiempo real incluye exposiciones de cupones (dispositivos bastante sencillos) y registradores de datos que los equipos de mantenimiento e inspección pueden llevar a mano. Los sistemas más sofisticados, a menudo desplegados en entornos complejos de difícil acceso, implican el acceso remoto a los datos de los sistemas de vigilancia incorporados, ya sea una tubería, un contenedor de almacenamiento o una plataforma submarina.
Es beneficioso integrar tu sistema de control de la corrosión con la protección catódica porque permite una gestión proactiva de la corrosión, en lugar de limitarse a reaccionar a los problemas cuando surgen y ya han causado daños importantes.
Puntos clave
Los sistemas de protección catódica protegen contra la corrosión valiosas infraestructuras, como tuberías submarinas y subterráneas, depósitos de almacenamiento y barcos. Para salvaguardar estas valiosas estructuras metálicas, los propietarios y operadores de las instalaciones confían en la protección catódica como componente clave de sus estrategias de prevención de la corrosión.
Los expertos de SMARTCORR® proporcionan un sistema de protección catódica de última generación para ayudar a las empresas a proteger sus infraestructuras de la corrosión. Nuestros productos conectan el acero a otra pieza de metal que necesita protección, alejando los electrones libres del acero para que corroan en su lugar el ánodo de sacrificio. Se integran con cajas de conexiones de protección catódica que conectan los componentes CP y dan acceso al sistema a tu personal de mantenimiento y pruebas.
También ofrecemos un sistema fiable de control de la corrosión que te da la tranquilidad de saber que tienes una solución proactiva en lugar de limitarte a reaccionar ante los problemas de corrosión. El sistema proporciona datos procesables para informarte de cuándo debes realizar inspecciones, mantenimiento y reparaciones para prolongar la vida útil de tus estructuras metálicas.