Evaluación de la distribución de corrientes y potenciales eléctricos en un sistema de protección catódica en tuberías

Abstract

En la industria, es común encontrar Sistemas de Protección Catódica (SPC) con diseños erróneos, equipos sobredimensionados o que no cumplen con los requerimientos básicos de protección. La ingeniería en esta área generalmente se realiza con documentación técnica teórica para resolver problemas reales, lo que ocasiona altos niveles de incertidumbre en variables determinantes en el funcionamiento de SPC.

El objetivo de esta tesis se centra en comprobar las bondades de realizar el diseño de SPC que se diferencia de los tradicionales al tener la ventaja de realizar mediciones de campo sobre la estructura a proteger, y de esta manera definir con mayor exactitud demandas de corrientes y distribuciones de potenciales eléctricos para optimizar los recursos en la inversión de sistemas de este tipo.

La metodología propuesta combina cálculos teóricos tradicionalmente empleados para la obtención de corrientes de protección, resistencias eléctricas y dimensionamiento de la fuente de poder conjuntamente con resultados de ensayos de campo de agresividad del electrolito y distribución de potenciales sobre la estructura. Se propone un problema típico y con ayuda de modelos matemáticos se simulan corrientes y potenciales de protección para verificar el cumplimiento de normas y definir parámetros complementarios. Se realiza un contraste entre resultados teóricos y prácticos y se analiza los efectos que puede ocasionar su discordancia.

La evaluación que se describe en este documento analiza la influencia de conexiones entre estructuras por posibles fugas de corriente del SPC. Se presenta procedimientos de los ensayos ejecutados, entre ellos la obtención de la conductancia específica del recubrimiento de una tubería enterrada y el impacto de contar con esta propiedad para lograr un diseño integral. Con las pruebas de campo se cuenta con una apreciación real de la eficiencia del revestimiento y se aprovecha gráficas de corrientes y potenciales eléctricos obtenidas previo a instalación del SPC para emitir criterios preliminares.

En el problema propuesto se muestra las curvas de potenciales con tendencia estable, las cuales manifiestan “buena” calidad del revestimiento. Adicionalmente se define la suficiencia del sistema, se ubica el lecho anódico en una abscisa intermedia con soporte en los resultados obtenidos y se describe las posibles interferencias por corriente directa y alterna a las que suelen estar sometidas estructuras enterradas.