Introducción
Los tanques de almacenamiento de petróleo sobre el suelo, son elementos necesarios en la industria del petróleo y gas. La práctica recomendada API RP 651, desarrollada por el American Petroleum Institute (API), establece pautas para la protección catódica de estos tanques, con un enfoque particular en la prevención de la corrosión en los pisos de tanques. La aplicación de esta práctica recomendada permite garantizar la integridad estructural y la seguridad operativa de los tanques, minimizando los riesgos asociados con fugas y daños por corrosión.
¿En qué consiste la norma API RP 651?
API RP 651, o “Recommended Practice for Cathodic Protection of Aboveground Petroleum Storage Tanks” se publicó originalmente en 1997 y es un conjunto de directrices desarrollado por expertos de la industria para la aplicación de sistemas de protección catódica en tanques de almacenamiento de petróleo posados sobre el suelo. Su objetivo principal es prevenir la corrosión interna y externa de los tanques, extendiendo así su vida útil y reduciendo la posibilidad de fallas.
Tanques de almacenamiento sobre tierra
Los tanques de almacenamiento sobre el suelo son estructuras fundamentales para almacenar grandes volúmenes de petróleo y sus derivados. Estos tanques varían en tamaño y diseño, pero comparten la característica de estar posados sobre el suelo. La norma API RP 651 se enfoca en proporcionar pautas específicas para mitigar los riesgos de corrosión de estos tanques, especialmente en sus pisos, donde la corrosión puede ser más insidiosa y peligrosa.
Corrosión y prevención en tanques de almacenamiento
La corrosión en los fondos de los tanques de almacenamiento puede originarse por diversos factores: Internamente, es influenciada por los componentes de los productos almacenados, como químicos, humedad y lodos, entre otros. Y por la parte externa, el área expuesta sobre el suelo, es la más susceptible a daños por corrosión debidos al ingreso de contaminantes externos y de humedad, a través de los espacios que existen entre las placas metálicas y la base del tanque, y en bases porosas.
La práctica API RP 651 aborda estos casos al proporcionar métodos específicos para evaluar la corrosión potencial, determinar la cantidad adecuada de ánodos catódicos y establecer criterios para el monitoreo continuo, garantizando que las instalaciones cumplan con los estándares más rigurosos.
Protección catódica para tanques de almacenamiento de petróleo
La protección catódica se fundamenta en un principio electroquímico, se utiliza para controlar la corrosión de metales en estructuras sumergidas o enterradas. Este principio implica la conversión de áreas activas en superficies metálicas pasivas, es decir, transformándolas en el cátodo de una celda electroquímica.
En el caso de los tanques de almacenamiento sobre el suelo, este método se emplea para preservar los fondos de los tanques. La norma API RP 651 ofrece directrices detalladas sobre la instalación, monitoreo y mantenimiento de sistemas de protección catódica, abarcando el uso de ánodos de sacrificio y corriente impresa.
Tipos de protección catódica
Existen dos tipos de protección catódica:
Protección catódica por ánodos de sacrificio
Es el método más simple. Se conecta el metal a proteger (cátodo) con otro metal más activo, para que este último actúe como ánodo. El zinc, el aluminio y el magnesio son los metales comúnmente utilizados como ánodos para proteger estructuras metálicas. En la figura 1, se presenta una imagen del arreglo del método de protección galvánica por ánodos de sacrificio.
Como el voltaje de activación de los ánodos de sacrificio es bajo en comparación con los ánodos de corriente impresa, los ánodos de sacrificio deben estar bien distribuidos y ubicados más cerca del área que se está protegiendo. Es factible su empleo cuando se requiere de protección puntual y la inversión en presupuesto es inferior a la requerida por sistemas de corriente impresa. El principio básico de los ánodos consiste en metales más reactivos que el acero del tanque, que se instalan estratégicamente en el tanque.
Estos ánodos actúan como fuente de electrones, corroyéndose y protegiendo la estructura metálica. A medida que aumenta la corrosión del ánodo, este debe ser reemplazado para mantener la efectividad del sistema. La norma API RP 651 especifica la cantidad y ubicación adecuadas de estos ánodos para garantizar una protección óptima.
Protección catódica por corriente impresa
La protección catódica de corriente impresa (ICCP) utiliza energía eléctrica proporcionada por una fuente de alimentación externa de corriente continua regulada, a través de un panel de control. El panel de control regula la corriente necesaria para polarizar la superficie a proteger. La corriente protectora se distribuye mediante ánodos menos activos que la estructura a proteger. Uno de los más comunes para la aplicación son los ánodos de titanio recubierto con un óxido metálico.
La figura 2, se muestra una representación gráfica de la protección catódica por corriente impresa. Este sistema utiliza una fuente de corriente continua para polarizar negativamente la estructura del tanque, evitando así la formación de corrosión. A diferencia de los ánodos de sacrificio, la corriente impresa es continua y puede controlarse con mayor precisión. La norma API RP 651 brinda pautas detalladas sobre el diseño, la instalación y el monitoreo de sistemas de corriente impresa.
Protección catódica interna en los pisos de tanque
El diseño de un sistema de protección catódica interna es complicado debido a los diferentes medios corrosivos acumulados como agua, la composición de los lodos y otros contaminantes que podría tener un efecto negativo sobre el rendimiento del sistema de protección catódica. Debido a las numerosas variables asociadas con el diseño de protección catódica interna para tanques de almacenamiento de petróleo, el uso de este tipo de sistemas es limitado.
Protección catódica externa en los pisos de tanque
Para la implementación de la protección catódica en el exterior del piso del tanque se puede utilizar las dos formas: Protección por ánodo de sacrificio y por corriente impresa, la protección del ánodo de sacrificio debido al voltaje limitado, puede ser más económicos en tanques de diámetro pequeño, pero no es adecuado para tanques de gran diámetro, debido a la gran demanda de corriente, en estos casos generalmente se usa el tipo de protección catódica por corriente impresa. API RP 651 describe pautas para la aplicación de protección catódica en esta área.
Consecuencias de las fugas de pisos de tanques
Las filtraciones en los fondos de los tanques de almacenamiento pueden tener consecuencias graves para la seguridad y el medio ambiente. Además de la pérdida económica asociada con la fuga de productos almacenados, la contaminación del suelo y del agua es una de las más graves. La corrosión en los pisos de tanques de almacenamiento puede desencadenar fugas masivas que podrían superar los muros de contención y alcanzar el mar, lagos o ríos.
Inclusive en el caso de que no se sobrepasan estos muros, los productos retenidos podrían infiltrarse en el nivel freático, contaminando tanto suelos como aguas. En la figura 3, se muestra un ejemplo de fuga en un tanque de almacenamiento de hidrocarburos. La API RP 651 se presenta como una norma contra estos riesgos, brindando los procedimientos que deben cumplirse para la implementación efectiva de sistemas de protección catódica para prevenir la corrosión y, por ende, las fugas y filtraciones.
Conclusiones
En resumen, la API RP 651 es una herramienta muy valiosa para la preservación de la integridad de los tanques de almacenamiento de petróleo sobre el suelo. Al centrarse en la protección catódica, especialmente en los fondos de los tanques, esta práctica recomendada mitiga los riesgos asociados con la corrosión, previene fugas y garantiza la seguridad operativa.
La certificación API agrega un nivel adicional de confianza, asegurando que las instalaciones cumplan con estándares de calidad reconocidos internacionalmente. En un mundo donde la seguridad y la sostenibilidad son prioridades, la implementación de la API RP 651 emerge como un paso crucial para garantizar la integridad a largo plazo de los tanques de almacenamiento de petróleo sobre el suelo.
Referencias
Fuente propia
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