Protección catódica: qué es, cómo funciona y cómo monitorearla

El acero enterrado se corroe. El suelo húmedo funciona como electrolito, y las diferencias de potencial a lo largo del ducto crean zonas que pierden metal. La protección catódica hace lo contrario: inyecta una pequeña corriente continua que convierte toda la superficie del ducto en el polo que recibe corriente, el cátodo, donde la corrosión prácticamente se detiene. Es lo que mantiene en pie gasoductos, acueductos, tanques enterrados y estructuras portuarias, siempre junto con un buen revestimiento.

Los dos sistemas

Ánodo galvánico. Bloques de un metal más activo que el acero, como magnesio, zinc o aluminio, conectados al ducto. Se consumen en lugar del ducto y no necesitan energía. Funcionan bien en estructuras pequeñas, bien revestidas o en suelos de baja resistividad.

Corriente impresa. Un rectificador conectado a la red eléctrica convierte la corriente alterna en continua y la inyecta en un lecho de ánodos. Protege grandes extensiones y se ajusta a la necesidad. El precio es depender de la energía y de un equipo que puede detenerse.

Cómo se sabe que el ducto está protegido

Midiendo el potencial tubo-suelo: la diferencia de tensión entre el ducto y un electrodo de referencia de cobre/sulfato de cobre apoyado en el suelo, sobre el ducto. El criterio clásico, adoptado en la ISO 15589-1 para ductos terrestres, es un potencial igual o más negativo que −850 mV respecto de ese electrodo. Menos negativo que eso, la protección es insuficiente; demasiado negativo, el exceso de corriente puede despegar el revestimiento y fragilizar los aceros más sensibles.

El punto de prueba

El ducto está enterrado, y para medir hay que llegar a él. El punto de prueba es una caja en el suelo o un poste en el derecho de vía del ducto, con cables soldados al tubo. El técnico conecta el voltímetro de alta impedancia a ese cable y al electrodo de referencia y lee el potencial. Un ducto tiene decenas o cientos de puntos de prueba a lo largo del trazado.

La trampa de la caída óhmica

Con el rectificador encendido, la lectura incluye una parte que no es protección: la caída de tensión de la propia corriente al pasar por el suelo, la llamada caída óhmica. Hace que el ducto parezca más protegido de lo que está. La forma clásica de eliminarla es la medición on/off: interrumpir el rectificador por unos instantes y leer el potencial justo después de apagarlo. Con varios rectificadores en el mismo tramo, la interrupción debe estar sincronizada, y ahí entra el reloj del GNSS.

Las fallas más comunes

• Rectificador detenido por falta de energía, fusible, diodo quemado por una sobretensión o vandalismo.
• Ánodo consumido o cable cortado: la corriente baja y la tensión sube.
• Revestimiento dañado por obras de terceros, lo que aumenta la corriente necesaria.
• Interferencia de otras estructuras, como ferrocarriles electrificados, líneas de transmisión u otro ducto protegido.

Todas tienen el mismo problema: nadie las ve. La corrosión no hace ruido, y la ronda de medición pasa solo de vez en cuando.

Qué cambia la lectura remota

• Rectificador leído varias veces al día: tensión, corriente y energía en la entrada. Si se detiene, avisa en minutos.
• Punto de prueba crítico leído todos los días: tendencia del potencial en lugar de una lectura por campaña.
• Historial con la hora de cada lectura, para el plan de integridad y para la auditoría.

La ronda de campo sigue siendo necesaria; ahora va adonde los datos indican.

Dónde entra IoTData

La red ya existe: celular donde hay torres y la red satelital DG, que entrega en minutos, donde el ducto pasa lejos de ellas. El monitor de protección catódica, para rectificadores y puntos de prueba, está en desarrollo y entrará en piloto con el primer cliente. Vea protección catódica.

Fuentes: ISO 15589-1 (Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Cathodic protection of pipeline systems — Part 1: On-land pipelines).