Autores: Ing. Euclides Quiñonez / Ing. Jesús V, 14 octubre 2023.
Introducción
El rol fundamental de las tuberías en diversas industrias radica en su contribución significativa a la factibilidad de los procedimientos productivos en las instalaciones. Es imprescindible resguardarlas mediante sistemas de control como la Protección Catódica (PC).
Debido a la gran importancia de las tuberías, su protección es considerable y uno de los tipos de daño que comúnmente causa fallos estructurales, es la corrosión galvánica, que se produce por el contacto entre dos metales disímiles cuando se dan dos condiciones: la primera, que esté en contacto con un tipo diferente de metal (más noble) y la segunda, que ambos metales se encuentren inmersos en un electrolito o medio húmedo.1
Como consecuencia de este tipo de corrosión, las tuberías pueden tener una vida útil más corta y también disminuir su eficiencia operacional. Es imprescindible resguardarla mediante sistemas de control, como la Protección Catódica, donde las juntas aislantes, desempeñan un papel fundamental en el proceso.
En Protección Catódica, las juntas aislantes se usan para aislar secciones metálicas diferentes, las cuales en contacto podrían comprometer la eficacia del método de control. Estas juntas son considerables, y deben ser duraderas, confiables y eficientes para mantener al sistema funcionando en condiciones óptimas.
¿Qué es la Protección Catódica?
La protección catódica (PC) es una técnica para controlar la corrosión galvánica de una superficie de metal convirtiéndola en el cátodo de una celda electroquímica2. Esto se logra haciendo que el potencial eléctrico del metal a proteger (tubería) se vuelva más electronegativo mediante la aplicación de una corriente directa o colocándole un material de sacrificio (ánodo de sacrificio comúnmente de aluminio, magnesio, entre otros).
Los sistemas de protección catódica son los que se usan más comúnmente para proteger acero, el transporte por tuberías y tanques de almacenamiento, barcos, o una plataforma petrolífera, tanto mar adentro como en tierra firme, equipos industriales, etc. Es importante monitoreará constantemente la corriente aplicada y maximizar su utilidad; aplicando revestimientos externos e instalando Juntas aislantes a la tubería.
Juntas aislantes para la Protección Catódica
Las juntas aislantes son componentes bridados que potencian el rendimiento de los sistemas de protección catódica. Estos componentes se utilizan para evitar que se produzca corrosión galvánica, creando una barrera o bloqueo al paso de corriente en la tubería y hace que estas no generen una diferencia de potencial.
Su principio fundamental es el de aislamiento, con el cual se logra mantener el campo eléctrico a un nivel de alta eficiencia y reducción los costos de la electricidad que protege a la tubería.
En la figura No. 1 se aprecia que al aislar eléctricamente la tubería usando las dos juntas aislantes observadas, el campo eléctrico estaría solo entre las dos juntas mencionadas, que es donde se aplica la Protección Catódica para protegerla del suelo.
¿Por qué implementar juntas aislantes?
Las juntas aislantes funcionan como el eje central de un sistema de protección catódica, resultando necesario su implementación. Emplear juntas aislantes evitará la diferencia de potencial entre materiales diferentes, disminuyendo las probabilidades de corrosión galvánica, aumentando la eficiencia de los sistemas de Protección Catódica.
La protección de los materiales produce beneficios como: la disminución de costos por mantenimiento, aumento en la vida útil de la tubería, reduce aún más el costo de la electricidad y mantiene el campo eléctrico a un nivel efectivo.
El aislamiento se utiliza comúnmente de dos formas, una con kits de aislamiento de bridas, como se muestra en la figura 2, y otra como juntas de aislamiento monolíticas, como se muestra la figura 3. Ambos productos cumplen la misma función, pero los kits de aislamiento se encuentran predominantemente en instalaciones sobre el suelo, mientras que las juntas de aislamiento monolíticas se encuentran comúnmente bajo tierra. Los materiales aislantes se diseñan según el tipo de servicio.
Características de las juntas aislantes para bridas de Protección Catódica
Para reducir aún más el costo de la electricidad para proteger la tubería y mantener el campo eléctrico a un nivel efectivo, el aislamiento se usa a menudo en forma de kits de aislamiento de bridas o juntas de aislamiento monolíticas. Ambos productos cumplen la misma tarea, pero los kits de aislamiento de bridas (FIK) se encuentran predominantemente en instalaciones sobre el suelo, mientras que las juntas de aislamiento monolíticas (MIJ) se encuentran comúnmente bajo tierra. Las juntas aislantes para bridas de Protección Catódica enfrentan desafíos técnicos que han impulsado la necesidad de la innovación para desarrollarles ciertas características como:
- Durabilidad: Las juntas aislantes deben resistir condiciones ambientales adversas, como la humedad del suelo, cambios de temperatura, atmosfera salina y la exposición a productos químicos corrosivos. La durabilidad a largo plazo es esencial para minimizar costosas reparaciones y reemplazos.
- Aislamiento efectivo: Para que la protección catódica controle la corrosión en forma eficiente, las juntas aislantes deben garantizar un aislamiento total entre las partes metálicas. Incluso una pequeña fuga eléctrica puede comprometer la eficacia de todo el sistema.
- Mantenimiento reducido: La accesibilidad a las juntas aislantes es a menudo limitada, ya que muchas están enterradas bajo tierra. Esto hace que el mantenimiento sea costoso y complicado, lo que subraya la importancia de desarrollar juntas aislantes de larga duración y con bajo mantenimiento.
- Compatibilidad de materiales: Las juntas aislantes deben ser compatibles con una amplia variedad de materiales y recubrimientos utilizados en la industria, de allí la importancia en cuanto a la selección de materiales.
Avances técnicos en juntas aislantes para bridas de protección catódica
En respuesta a estos desafíos, se han producido notables avances en el diseño y la tecnología de estos dispositivos. Estos avances están impulsando mejoras significativas en la eficiencia operativa de los sistemas de protección catódica. A continuación se presentan algunos de los desarrollos más destacados:
- Materiales avanzados: La introducción de materiales poliméricos de alta resistencia, como polietileno y polipropileno, ha mejorado significativamente la durabilidad de las juntas aislantes. Estos materiales son resistentes a la corrosión y al desgaste, lo que reduce la necesidad de mantenimiento y prolongada vida útil.
- Diseño optimizado: Los avances en el diseño han permitido una mejor distribución de la tensión y una mayor eficiencia en el aislamiento eléctrico. Esto garantiza que las juntas funcionen de manera óptima, incluso en condiciones adversas.
- Monitoreo remoto: La integración de sensores y tecnología de monitoreo remoto ha revolucionado la gestión de sistemas de protección catódica. Ahora es posible monitorear el estado de las juntas aislantes de forma continua, lo que permite una detección temprana de problemas y un mantenimiento predictivo.
Conclusiones
Las juntas aislantes son accesorios fundamentales en la Protección Catódica de tuberías. Los avances técnicos en este campo están mejorando significativamente la eficiencia operativa de las empresas al abordar los desafíos de durabilidad, aislamiento efectivo, mantenimiento y compatibilidad de materiales.
La innovación en materiales, diseño, monitoreo y técnicas de instalación ha cambiado la forma en que se gestionan los sistemas de Protección Catódica. Como resultado, las empresas pueden operar de manera más eficiente y segura, al tiempo que cumplen con las regulaciones ambientales y de seguridad.
La continua inversión en investigación y desarrollo en el campo de las juntas aislantes seguirá desempeñando un papel muy importante en la optimización de las operaciones en la industria de la protección catódica.
Referencias
- Luis Bilurbina Alter, Francisco Liesa Mestres, José Ignacio Iribarren Laco. “Corrosión y protección”. Ediciones de la Universidad Politécnica de Cataluña, 2003. ISBN 8483017113. Pág. 52.
- AW Peabody, Control de Peabody a la corrosión de unacanonada, 2 ª ed., 2001, NACE International. p.6, ISBN 1-57590-092-0
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