Interferencias y corriente alterna inducida

Una interferencia es el efecto, sobre una estructura metálica enterrada, de una corriente que no pertenece a su sistema de protección. La corriente que circula por el suelo por caminos no previstos se llama corriente vagabunda. Cuando encuentra una cañería, la toma como camino, porque el acero conduce mucho mejor que el suelo.

El daño sigue la regla de la celda de corrosión: donde la corriente entra a la cañería, no la daña; donde sale hacia el suelo, la corroe. A diferencia de la corrosión natural, la que produce una interferencia se concentra en pocos puntos y avanza rápido. Por la ley de Faraday, 1 A que sale en forma continua del acero disuelve unos 9 kg de hierro por año.

• Estática, constante en el tiempo. La causan los sistemas de protección catódica por corriente impresa de otras estructuras. Cerca del dispersor ajeno, la cañería toma corriente del suelo. La devuelve cerca de la estructura que ese dispersor protege, en general en el cruce entre las dos cañerías, y ahí se corroe.
• Dinámica, variable en el tiempo. La causan los ferrocarriles electrificados de corriente continua, los equipos de soldadura de corriente continua y las instalaciones industriales y mineras que trabajan con corriente continua. La corriente cambia con el tránsito o con la operación, y el potencial de la cañería fluctúa.

El propio sistema también puede interferir: un dispersor ubicado cerca de una cañería ajena puede corroerla. Por eso ese riesgo se evalúa en el diseño (ver Corriente impresa o ánodos galvánicos: cómo elegir).

Detección

• Con la fuente ajena interrumpida. Se mide el potencial de la cañería en los puntos sospechosos, como cruces y cercanías de dispersores, mientras la fuente ajena se enciende y se apaga con un ciclo conocido. Si el potencial se vuelve más positivo con la fuente encendida, la cañería descarga corriente en ese punto. Las mediciones se coordinan con el operador de la otra estructura.
• Con registros de 24 h o más. Las interferencias dinámicas se detectan con registradores que guardan el potencial durante uno o más días, porque cambian con el horario y la operación.
• Con el CIS. El perfil de potenciales paso a paso muestra los tramos donde el potencial se aparta del resto, también entre dos CMP.

Mitigación

• Ajustar o reubicar la fuente. Bajar la corriente del rectificador ajeno o mover su dispersor, de acuerdo con su operador.
• Unión eléctrica o drenaje. Un cable entre las dos estructuras, en general con una resistencia que regula la corriente, devuelve la corriente por el metal en lugar de por el suelo.
• Ánodos galvánicos en el punto de descarga. La corriente sale al suelo por el ánodo, que está hecho para consumirse, y no por la cañería.

Después de mitigar, se repiten las mediciones con todas las fuentes en servicio para verificar que la cañería cumple el criterio y que la otra estructura no quedó afectada.

Cuando una cañería corre paralela a una línea eléctrica de alta tensión, o la cruza, la línea le transfiere tensión alterna de tres maneras:

• Inductiva. El campo magnético de la línea en servicio induce tensión y corriente en la cañería enterrada. Es la más frecuente y crece con el largo del paralelismo, la cercanía y la corriente que lleva la línea.
• Capacitiva. Aparece sobre todo durante la construcción, con la cañería sobre caballetes, sin contacto con el suelo, cerca de la línea: puede acumular una tensión peligrosa.
• Conductiva. Durante una falla a tierra de la línea o un rayo, la corriente entra al suelo cerca de una torre y puede llegar a la cañería, con tensiones de miles de voltios durante milisegundos.

Los puntos críticos son el inicio y el final de los paralelismos, los cruces con la línea, las transposiciones de fases y los suelos de baja resistividad.

• Seguridad de las personas. Con la línea en servicio, la tensión alterna de la cañería aparece entre la estructura y el suelo en las CMP, las válvulas y los tramos expuestos, donde una persona puede tocarla. NACE SP0177 limita esa tensión de contacto, en estado estable, a 15 V.
• Corrosión por corriente alterna. La corriente alterna inducida sale de la cañería al suelo por las fallas del revestimiento. Cuanto más chica es la falla y más baja la resistividad del suelo, mayor es la densidad de corriente. Por encima de ciertos valores, el acero se corroe aunque tenga protección catódica. Por eso ISO 18086 aclara que, con interferencia de alterna, los criterios de protección habituales no alcanzan para asegurar que el acero está protegido.

Las densidades de corriente se miden en cupones, en general de 1 cm², y se promedian en el tiempo; cada norma fija cómo y durante cuánto tiempo.

Medición

• Tensión alterna estructura-suelo en las CMP, con un voltímetro en alterna, registrada durante 24 h o más.
• Densidad de corriente alterna y continua en cupones de corrosión instalados en los puntos críticos y, donde conviene, con telemetría para seguirla en el tiempo.

Mitigación

• Puesta a tierra que no anula la protección catódica. La cañería se conecta a tierra a través de equipos que dejan pasar la corriente alterna y las corrientes de falla y bloquean la continua: la alterna se drena sin perder protección catódica.
• Cinta de zinc o pozos de puesta a tierra. Una cinta de zinc enterrada paralela a la cañería, o pozos de puesta a tierra donde falta espacio, conectados de la misma manera, sirven de camino de baja resistencia para la alterna.
• Mallas de gradiente. Son mallas enterradas a poca profundidad en los puntos donde se toca la cañería, como CMP y válvulas. Igualan el potencial entre los pies y las manos de quien la toca.

• Cumplir −850 mV no descarta la corrosión por alterna. Con densidades de corriente alterna altas, el acero se corroe en las fallas del revestimiento aunque el potencial OFF cumpla el criterio.
• Una lectura de alterna baja no descarta el riesgo. La corriente de la línea cambia durante el día y con la época del año: hace falta un registro.
• Conectar la cañería a tierra en forma directa le quita la protección catódica. La corriente continua del sistema se va por la puesta a tierra: la conexión tiene que bloquear la continua.
• La interferencia no ocurre solo cerca de la fuente. La cañería puede tomar la corriente lejos del punto donde la descarga, y la tensión alterna inducida es mayor en los extremos del paralelismo que en su centro.