Protección contra sobretensiones en áreas clasificadas con OVP y OVP2

Las instalaciones industriales que incorporan sistemas de protección catódica requieren mantener el aislamiento eléctrico entre diferentes secciones de una tubería, tanque o equipo, pero también necesitan una protección contra sobretensiones capaz de controlar los efectos de fallas eléctricas y descargas atmosféricas. Esta condición adquiere mayor importancia en ubicaciones peligrosas, donde una descarga disruptiva puede generar un riesgo adicional de ignición.

Las juntas de aislamiento utilizadas en sistemas de protección catódica constituyen un punto particularmente vulnerable. Aunque permiten mantener el potencial requerido para controlar la corrosión, su aislamiento puede quedar sometido a diferencias de potencial elevadas durante eventos transitorios. Los dispositivos de protección contra sobretensiones permiten limitar ese voltaje y proporcionar una trayectoria conductiva alrededor de la junta cuando ocurre el evento.

Sobretensiones por fallas en CA y descargas atmosféricas

Una falla de corriente alterna o una descarga atmosférica puede producir una elevación rápida del potencial entre los lados de una junta aislante. Si la tensión supera la capacidad dieléctrica del aislamiento, puede producirse un arco eléctrico que dañe la junta y genere una condición peligrosa.

Dairyland Electrical Industries desarrolla tecnologías electrónicas robustas que garantizan seguridad eléctrica, confiabilidad y protección anticorrosiva en infraestructuras críticas. Pionera en desacopladores y protectores de sobretensión, la empresa se ha consolidado como referente en petróleo y gas, energía, transporte y sectores marítimos.

Los protectores de Dairyland utilizan tecnología de estado sólido para proporcionar aislamiento de CC durante la operación normal y conducir cuando la tensión alcanza el umbral establecido. Estos equipos están diseñados para soportar corrientes asociadas con fallas en CA y descargas atmosféricas. El fabricante especifica capacidades de impulso de hasta 100 kA, dependiendo de la configuración y norma aplicable.

Protectores OVP para juntas de aislamiento

La protección debe instalarse considerando tanto las características eléctricas del dispositivo como su proximidad a la junta que se desea proteger. En eventos de alta frecuencia, la inductancia de los conductores puede generar una diferencia de potencial adicional; por ello, reducir la longitud de las conexiones contribuye a mejorar el desempeño de la protección.

En sistemas con protección catódica, el objetivo es conservar el aislamiento de CC requerido por el sistema y, simultáneamente, disponer de una trayectoria de baja impedancia durante una sobretensión. Dairyland señala específicamente la protección de juntas de aislamiento como una de las aplicaciones principales de su línea OVP.

OVP y OVP2 según la clasificación del área

La selección del dispositivo debe corresponder a la clasificación de áreas peligrosas y a las condiciones eléctricas de la instalación. El OVP está diseñado para aplicaciones en Clase I, División 1 y 2, y para Zona 1 en los sistemas internacionales de clasificación. El OVP2 está destinado a Clase I, División 2 y Zona 2, además de ubicaciones ordinarias o no clasificadas.

Esta diferenciación es relevante en instalaciones donde existen hidrocarburos, gases o vapores inflamables. La selección no debe realizarse únicamente por el nivel de tensión del sistema: deben revisarse la clasificación del área, el grupo de sustancias, la corriente de falla disponible, el nivel de impulso y las condiciones particulares de instalación.

Protección de juntas de aislamiento en sistemas con protección catódica

Las juntas de aislamiento permiten aislar eléctricamente diferentes secciones de una tubería y mantener niveles adecuados de tensión para el sistema de protección catódica (PC). Sin embargo, son susceptibles a daños por sobretensiones originadas por descargas atmosféricas o falla en corriente alterna (CA).

Durante estos eventos, puede generarse una diferencia de potencial peligrosa a través de la junta, lo que representa un riesgo para el personal y puede provocar el deterioro progresivo y, finalmente, la falla del aislamiento eléctrico. La corriente genera un arco eléctrico a través de la junta, con el consiguiente riesgo de ignición de materiales inflamables presentes en el interior de la tubería. Las zonas afectadas deben repararse para restablecer las condiciones de aislamiento requeridas. Estos daños pueden producirse a lo largo de extensos tramos de tubería, incrementando los costos de mantenimiento y las exigencias operacionales de la instalación.

La empresa Dairyland dispone de desacoplodores o dispositivos OVP (Over-Voltage Protector) destinados a proporcionar una trayectoria de baja impedancia en paralelo con el aislamiento cuando la diferencia de potencial alcanza el umbral de actuación. De esta manera, el dispositivo deriva la corriente asociada al evento transitorio y limita la tensión que puede desarrollarse a través de la junta, reduciendo la posibilidad de que se produzca un arco eléctrico a través del aislamiento.

Durante la operación normal, un decoupler o un dispositivo OVP de Dairyland permite bloquear la tensión de corriente continua (CC) asociada con la protección catódica de la tubería, manteniendo los niveles de potencial requeridos para el control de la corrosión. Cuando ocurre una sobretensión que supera su umbral de actuación, el dispositivo cambia temporalmente a un estado conductor y proporciona una trayectoria eléctrica alrededor de la junta. Una vez finalizado el evento, retorna a su condición de bloqueo.

En instalaciones donde existe riesgo de atmósferas explosivas, la selección del OVP debe realizarse considerando la clasificación del área, las certificaciones aplicables y las condiciones eléctricas previstas. Dairyland ofrece el OVP para Clase I, División 1 y 2, Grupos B, C y D, y Zona 1, por lo que su aplicación debe corresponder con la clasificación específica de la instalación.

Integrar protección contra sobretensiones, protección catódica y seguridad de la instalación

La protección de una junta de aislamiento no debe abordarse como un componente independiente del sistema de protección catódica. Su desempeño está condicionado por las características eléctricas de la instalación, la posibilidad de fallas en corriente alterna, la exposición a descargas atmosféricas y, especialmente, por la clasificación del área donde se encuentra instalada.

Durante la operación normal, la junta debe mantener la separación eléctrica necesaria para controlar el circuito de protección catódica. Sin embargo, ante una sobretensión, esa misma separación puede convertirse en un punto de concentración de diferencia de potencial. La función del dispositivo de protección es proporcionar una trayectoria controlada para la corriente transitoria, limitando la tensión que puede desarrollarse sobre la junta y reduciendo la probabilidad de perforación del aislamiento o formación de un arco eléctrico.

Por esta razón, la especificación de un OVP u OVP2 debe formar parte del análisis integral de la instalación. La clasificación del área, el nivel de tensión, las posibles fuentes de sobretensión, la corriente de falla disponible, las características de la junta y las condiciones de operación del sistema de protección catódica deben considerarse conjuntamente. Esta evaluación permite determinar si el dispositivo seleccionado responde realmente a las condiciones de servicio y a los requerimientos de seguridad de la instalación.

Conclusiones

La protección contra sobretensiones es un componente importante de la seguridad de las juntas de aislamiento. Estas juntas son necesarias para mantener el aislamiento requerido por los sistemas de protección catódica, pero pueden quedar sometidas a diferencias de potencial elevadas durante fallas en corriente alterna o descargas atmosféricas. Sin una protección adecuada, una sobretensión puede comprometer el aislamiento, producir un arco eléctrico y generar una condición de riesgo, particularmente en instalaciones donde pueden existir gases o vapores inflamables.

La clasificación del área debe formar parte de la especificación del dispositivo de protección. La selección entre OVP y OVP2 no debe realizarse únicamente considerando su capacidad para conducir una sobretensión. Deben verificarse las certificaciones aplicables, la clasificación de la ubicación, las condiciones eléctricas del sistema y los escenarios de falla previsibles. En áreas clasificadas, la compatibilidad entre el dispositivo y el entorno de instalación constituye un requisito técnico que debe considerarse desde el diseño.

La protección contra sobretensiones debe integrarse al diseño de protección catódica y a la estrategia de integridad de la instalación. El objetivo no es simplemente proteger una junta aislante, sino mantener su función dentro del sistema de protección catódica durante la operación normal y controlar las condiciones transitorias que podrían deteriorarla. La selección adecuada del dispositivo permite abordar conjuntamente la continuidad del sistema de protección contra la corrosión, la integridad del aislamiento y la seguridad de las instalaciones industriales.

Antes de especificar un protector contra sobretensiones para una junta de aislamiento, es necesario evaluar la clasificación del área, las fuentes potenciales de sobretensión y las condiciones eléctricas del sistema. Una selección incorrecta puede comprometer tanto la protección catódica como la seguridad de la instalación.

Referencias

1. Association for Materials Protection and Performance. (2007). Electrical isolation of cathodically protected pipelines (NACE SP0286-2007). AMPP. https://doi.org/10.5006/NACE_SP0286-2007
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6. Dairyland Electrical Industries. (2025). OVP2: Rugged over-voltage protection. Dairyland Electrical Industries. https://www.dairyland.com/product/ovp2/