Protección catódica de tanques enterrados

Un tanque enterrado tiene toda su superficie externa en contacto con el suelo, y el estado de esa cara solo se conoce excavando o midiendo. Las causas de corrosión más habituales son:

• Fallas del revestimiento. Se producen en el transporte, el izaje y el tapado de la fosa, y aumentan con los años.
• Suelos distintos alrededor del tanque. El relleno de la fosa no es igual al suelo natural, y la parte inferior del tanque queda en un medio más húmedo y con menos oxígeno que la superior. Esas diferencias forman celdas de aireación diferencial.
• Contacto con otros metales. Las cañerías, los venteos y la puesta a tierra de la instalación, que suele ser de cobre, quedan conectados al tanque. Frente al cobre, el acero del tanque es el ánodo de la celda.
• Tanques nuevos junto a instalaciones viejas. El acero recién instalado es más activo que el que lleva años enterrado: si se conectan, el tanque nuevo se corroe en las fallas de su revestimiento.
• Corrientes vagabundas. Corriente continua de otros sistemas que toma el tanque como camino y lo corroe donde sale. Ver Interferencias y corriente alterna inducida.

La guía Qué es la corrosión explica cómo se forma cada una de estas celdas.

La protección de un tanque enterrado combina tres barreras:

• Revestimiento. Aísla la mayor parte de la superficie. En un tanque nuevo se controla con un detector de fallas y se repara antes de tapar la fosa.
• Protección catódica. Hace ingresar corriente continua al acero por las fallas que deja el revestimiento, con ánodos galvánicos o con corriente impresa.
• Aislación eléctrica. Las juntas aislantes separan el tanque y sus cañerías protegidas de los equipos de superficie y de las instalaciones que no se protegen, para que la corriente no se pierda en ellas.

Cuanto mejor es el revestimiento y más completa la aislación, menos corriente necesita el tanque y más chico es el sistema.

Los dos sistemas sirven para tanques enterrados. La elección depende de la corriente que necesita el tanque, de la resistividad del suelo y de cuánto se puede aislar.

• Ánodos galvánicos. Son la opción habitual en tanques bien revestidos y aislados eléctricamente. Los ánodos, de magnesio o de zinc según la resistividad del suelo, se entierran a los costados del tanque. Se conectan a través de una caja de medición de potencial (CMP), donde se puede medir la corriente de cada ánodo y cortarla para leer el potencial OFF.
• Corriente impresa. Conviene en grupos de varios tanques, en tanques con el revestimiento deteriorado o sin revestimiento, y cuando el tanque está conectado a estructuras que no se pueden aislar. Un rectificador alimenta ánodos ubicados alrededor de los tanques o en perforaciones, y la corriente se regula según lo que muestran las mediciones.

La guía Corriente impresa o ánodos galvánicos: cómo elegir compara los dos sistemas en detalle.

Tanque nuevo. La protección se prevé en el proyecto. Los ánodos se colocan en la fosa antes de tapar el tanque, con sus cables hasta una CMP accesible desde la superficie. Antes de tapar se controla el revestimiento y se verifica que el tanque quede aislado de lo que no se protege. Conviene registrar el potencial natural del tanque antes de conectar los ánodos: es la base del criterio de 100 mV.

Tanque existente. No hace falta excavar el tanque: los ánodos se instalan alrededor o en perforaciones junto a él. Antes del diseño se hacen tres cosas:

• un ensayo de requerimiento de corriente, para saber cuánta corriente necesita;
• la medición de la resistividad del suelo;
• la verificación de la continuidad eléctrica entre tanques, cañerías y puesta a tierra.

Con esos datos se elige el sistema y se dimensiona. Ver Diseño de sistemas de protección catódica.

NACE SP0285 trata el tanque y sus cañerías como un solo sistema: su alcance incluye las cañerías metálicas, los conectores flexibles y los demás componentes metálicos enterrados. La Res. SE 1102/2004 hace lo mismo: define el sistema de almacenaje subterráneo como los tanques con sus cañerías conectadas.

Las cañerías metálicas enterradas, como las de descarga, despacho y venteo, se protegen junto con el tanque, con los mismos ánodos o con ánodos propios. Las cañerías plásticas no se corroen, pero los conectores y accesorios metálicos enterrados que las unen al tanque sí. Y si después de una junta aislante sigue una cañería metálica enterrada, esa cañería necesita su propia protección.

Los criterios son los mismos que en una cañería: un potencial OFF de −850 mV o más negativo respecto de Cu/CuSO₄, o una polarización de al menos 100 mV. Ver Criterios de protección catódica. NACE TM0101 describe las técnicas para medirlos en tanques enterrados, incluida la verificación de la continuidad eléctrica entre los tanques y otras estructuras metálicas. La diferencia con una cañería está en dónde y cómo se mide:

• En varios puntos. El potencial no es igual en toda la superficie. Se mide en varios puntos de cada tanque, como los dos extremos y el centro, y en las cañerías, en sus extremos y en el punto más alejado de los ánodos.
• Sobre el suelo o con electrodos permanentes. El electrodo portátil tiene que apoyar sobre suelo húmedo: a través del hormigón o del asfalto la lectura no es válida. Donde el tanque está bajo pavimento, se instalan electrodos de referencia permanentes, distribuidos en los puntos donde se quiere conocer el potencial.
• Con la corriente interrumpida. Para leer el OFF, la corriente de los ánodos se corta en la CMP, o la del rectificador, en el rectificador. Donde los ánodos están conectados en forma directa al tanque, se usan cupones de corrosión.
• Con la aislación controlada. Si un tanque no llega al criterio, lo primero es buscar contactos con otros tanques, cañerías, venteos o la puesta a tierra, que se llevan la corriente de los ánodos.

Ver Relevamiento de potenciales ON, naturales y ON/OFF y Auditoría de sistemas de protección catódica.

En estaciones de servicio y depósitos de combustibles, la protección catódica de los tanques enterrados es obligatoria:

• La Res. SE 404/1994 exige protección catódica, con ánodos galvánicos o corriente impresa, en los tanques y las cañerías de acero enterrados (Anexo II A, punto 4).
• La Res. SE 1102/2004 sanciona la falta de protección catódica en el sistema de almacenaje subterráneo o su no funcionamiento (art. 32).

No alcanza con que el sistema esté instalado: tiene que funcionar, y eso solo se demuestra con mediciones. Como referencia técnica para diseñarlo, instalarlo y mantenerlo se usa NACE SP0285, que cubre tanques enterrados nuevos y existentes, revestidos o desnudos, y para medirlo, NACE TM0101. Ver Estaciones de servicio y plantas de combustibles.

• El ensayo de hermeticidad no reemplaza a la protección catódica. Detecta una pérdida cuando ya existe. La protección catódica evita que el acero llegue a perforarse, y sus mediciones muestran a tiempo si deja de proteger.
• Una lectura no representa a todo el tanque. Que un punto cumpla el criterio no asegura que lo cumplan el extremo opuesto ni las cañerías.
• Desconectar la puesta a tierra no es la solución. La puesta a tierra hace a la seguridad eléctrica de la instalación. Si se lleva la corriente de protección, la forma de separarlas se resuelve en el diseño.
• Un tanque nuevo de acero, bien revestido, también necesita protección catódica. El revestimiento se daña al tapar la fosa, y en las pocas fallas que quedan se concentra toda la corrosión.