Autor: Ph.D. Yolanda Reyes, 21 octubre 2023.
Introducción
La Protección Catódica es un método de control contra la corrosión de estructuras metálicas enterradas o sumergidas, como: tuberías, tanques de almacenamiento y estructuras marinas. Sin embargo, a pesar de su eficiencia comprobada, en un sistema de Protección Catódica se pueden presentar una serie de problemas que requieren atención y soluciones adecuadas.
En este artículo, se abordarán algunos de los problemas más comunes de estos sistemas, tales como: la interferencia eléctrica, la distribución irregular de corriente y la corrosión debida a la alta resistividad del suelo, entre otros. Asimismo, se analizarán las posibles soluciones relacionadas con estos inconvenientes.
La Protección Catódica es ampliamente empleada en la lucha contra la corrosión, ha demostrado ser un método de control efectivo en la preservación de activos críticos en diversas industrias. A través de los principios electroquímicos fundamentales, este método de protección convierte a la estructura metálica a proteger (ánodo) en un cátodo, en un circuito electroquímico, reduciendo el riesgo de oxidación y por ende prolongando la vida útil de las infraestructuras1.
No obstante, a pesar de su trayectoria y efectividad, este método de control no está exento de una serie de y problemas que requieren atención y soluciones adecuadas.
Importancia de la Protección Catódica
Antes de abordar los problemas y soluciones, es fundamental entender la importancia de este método en la prevención de la corrosión. Este procedimiento se basa en los principios de la electroquímica y funciona al convertir las estructuras metálicas a proteger en cátodos dentro de un circuito electroquímico, evitando que el metal se oxide y se corroa.
La Protección Catódica es particularmente efectiva en ambientes agresivos, como el suelo húmedo, el agua salina y las sustancias químicas corrosivas. Ofrece una serie de beneficios, en primer lugar, reduce los costos de mantenimiento y reparación al extender la vida útil de los activos, tales como: oleoductos, plataformas petroleras y barcos. También contribuye a garantizar la seguridad de estas estructuras al prevenir daños y debilitamiento que podrían comprometer su integridad.
Otro aspecto importante es la protección del medio ambiente. Al prevenir la corrosión y las posibles fugas de sustancias peligrosas en la industria, reduce la contaminación y minimiza el impacto ambiental.
Problemas y soluciones en un Sistema de Protección Catódica
A continuación, se describen algunos de los problemas más frecuentes y se sugieren las soluciones más apropiadas para cada situación.
1 Interferencia eléctrica
Una de las dificultades más significativas en Protección Catódica se debe a la presencia de corriente parásita que pueden provenir de sistemas de locomoción, sistemas eléctricos cercanos, como líneas de energía, vías férreas electrificadas o cables de comunicación, generan campos electromagnéticos que afectan el funcionamiento de estos sistemas. Estos campos pueden interferir con la distribución de corriente y disminuir la eficacia de la Protección Catódica.
El fundamento del problema se basa en que la corrosión se produce en los puntos donde la corriente positiva abandona una estructura, tal es el caso de los ánodos, la solución consiste en: eliminar la posibilidad de ingreso de la corriente o mediante su orientación para evitar que este se descargue a tierra.
Para abordar este inconveniente, se utilizan técnicas de mitigación, como el diseño adecuado de sistemas de puesta a tierra, el uso de recubrimientos conductores y la separación física de cables eléctricos. Además, la monitorización constante de la interferencia eléctrica es esencial para detectar complicaciones a tiempo y tomar medidas correctivas.
2 Distribución irregular de corriente
Es importante lograr una distribución uniforme de corriente en la estructura a proteger. En ocasiones, ciertas áreas pueden recibir excesiva corriente, mientras que otras pueden quedar subprotegidas. Esto puede deberse a factores como la geometría de la estructura, la ubicación y distribución de los ánodos y la conductividad del suelo.
Para resolver este problema, es necesario realizar un diseño preciso del sistema de Protección Catódica, que incluya la distribución y ubicación adecuada de los ánodos y la instalación de dispositivos de distribución de corriente, como cables y conectores. Además, se pueden usar técnicas avanzadas de modelado y simulación para optimizar la distribución de corriente y garantizar una protección efectiva.
3 La alta resistividad del suelo
La resistividad del suelo es un factor crítico en la efectividad de la Protección Catódica. En suelos con alta resistividad, la corriente eléctrica se disipa más lentamente, lo que dificulta la protección adecuada de las estructuras metálicas. Este problema es especialmente relevante en regiones con suelos secos o rocosos.
Para abordar este problema, se pueden implementar soluciones como el aumento de la densidad de ánodos, el uso de ánodos de alto rendimiento y la mejora de la conductividad del suelo mediante la inyección de productos químicos conductores (electrólitos). La elección de la estrategia adecuada depende de las condiciones específicas del sitio y debe ser evaluada por expertos en Protección Catódica.
4 Apantallamiento catódico
La eficacia de los sistemas de protección catódica en tuberías metálicas puede verse comprometida por la presencia de recubrimientos dieléctricos de película sólida, como cintas de polietileno, mantas termocontraíbles y recubrimientos simples o múltiples de película sólida aplicados en la etapa de fabricación. Este fenómeno se produce debido a la alta resistividad eléctrica de estos recubrimientos2. Como resultado de esta alta resistividad, la corriente eléctrica protectora generada por el sistema de Protección Catódica es bloqueada o apantallada y no puede llegar al metal que se encuentra debajo del recubrimiento.
Ampollamiento por hidrógeno
Otro de los inconvenientes que podrían causar es la reducción de hidrógeno en la región catódica, lo cual puede causar ampollamiento por H2 en el metal y si este se encuentra recubierto podría causar la destrucción del recubrimiento.
En este caso se recomienda evitar la sobreprotección, realizar un continuo monitoreo y control de los niveles de protección preestablecidos sin exagerar límites superiores que además representan pérdidas de tipo económico
Recomendación
Es importante considerar los tres criterios establecidos en la sección 6 de la norma NACE SP-0169 para garantizar una efectiva Protección Catódica de tuberías de acero o hierro fundido enterradas o sumergidas3, es fundamental cumplir rigurosamente con los siguientes criterios establecidos en la norma antes mencionada: criterio 1: un potencial de -850 mV (CSE) en ON, criterio 2: -850 mV (CSE) en Instant Off , criterio 3: 100 mV de polarización. El estricto cumplimiento de estos criterios es significativo para asegurar la protección contra la corrosión en estas estructuras.
Conclusión
La Protección Catódica representa un método de control eficaz contra la corrosión en estructuras metálicas en condiciones enterradas o sumergidas. A pesar de su efectividad, es importante abordar problemas como: el diseño, la instalación y la supervisión de estos sistemas; lo cual, garantizará una protección efectiva y la extensión de la vida útil de las estructuras metálicas.
Referencias bibliográficas
- Curso de Corrosión Básica, Manual del Estudiante, NACE Internacional, 2004 (01/15/04).
- NACE International Paper 09043.
- AMPP, SP0169-2013, “Control de la corrosión externa en sistemas de tuberías metálicas enterradas o sumergidas, 2013.
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