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MONOGRAFIA ESPECIALIZACIÓN EN GESTION DE INTEGRIDAD Y CORROSIÓN JAIME A. MARTÍNEZ M. COD: 201222858 DISEÑO DEL SISTEMA DE PROTECCIÓN CATÓDICA POR CORRIENTE GALVANICA PARA UN MUELLE MARINO. 1.0 Formulación del problema El desarrollo del país en las últimas décadas ha motivado la construcción e instalación de diferentes tipos de estructuras metálicas de las cuales por factores técnicos y ambientales un porcentaje son sumergidas; considerando que la corrosión suele ser alta en éste tipo de estructuras se hace vital la presencia de un control adecuado de la misma; dentro de los métodos utilizados para ello uno de los más importantes es la protección catódica (Cantor y Pinzón, 1995). Debido a que en la actualidad no se cuentan con la experiencia ni procedimientos de cálculo para el diseño de sistemas de protección para estructuras sumergidas como pueden ser tuberías sobre el lecho marino, muelles fluviales, muelles marinos y plataformas offshore; también debido a la creciente industria del sector petrolero que trae consigo las instalación de nuevas y mayor cantidad de éstas estructuras metálicas, se crea la necesidad de investigar sobre el comportamiento de los metales expuestos a la agresiva de estos ambientes y con base en el principio de la protección contra la corrosión, se realizará los diseños óptimos del sistema de protección catódica para proteger dichas estructuras sumergidas. En este proyecto nos enfocaremos en el diseño del sistema de protección catódica para los pilotes de un muelle marino utilizando un sistema de protección catódica por corriente

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Page 1: MONOGRAFIA DISEÑO DE PROTECCIÓN CATÓDICA PARA UN MUELLE MARINO

MONOGRAFIAESPECIALIZACIÓN EN GESTION DE INTEGRIDAD Y CORROSIÓNJAIME A. MARTÍNEZ M.COD: 201222858

DISEÑO DEL SISTEMA DE PROTECCIÓN CATÓDICA POR CORRIENTE GALVANICA PARA UN MUELLE MARINO.

1.0Formulación del problema

El desarrollo del país en las últimas décadas ha motivado la construcción e instalación de diferentes tipos de estructuras metálicas de las cuales por factores técnicos y ambientales un porcentaje son sumergidas; considerando que la corrosión suele ser alta en éste tipo de estructuras se hace vital la presencia de un control adecuado de la misma; dentro de los métodos utilizados para ello uno de los más importantes es la protección catódica (Cantor y Pinzón, 1995).

Debido a que en la actualidad no se cuentan con la experiencia ni procedimientos de cálculo para el diseño de sistemas de protección para estructuras sumergidas como pueden ser tuberías sobre el lecho marino, muelles fluviales, muelles marinos y plataformas offshore; también debido a la creciente industria del sector petrolero que trae consigo las instalación de nuevas y mayor cantidad de éstas estructuras metálicas, se crea la necesidad de investigar sobre el comportamiento de los metales expuestos a la agresiva de estos ambientes y con base en el principio de la protección contra la corrosión, se realizará los diseños óptimos del sistema de protección catódica para proteger dichas estructuras sumergidas.

En este proyecto nos enfocaremos en el diseño del sistema de protección catódica para los pilotes de un muelle marino utilizando un sistema de protección catódica por corriente galvánica, para lo cual se determinara la resistividad del electrolito que para este caso es donde se encuentra sumergida las estructura (agua de mar). Determinaremos el área superficial de la estructura a proteger de cada pilote, la densidad de corriente requerida para proteger catódicamente las estructuras para finalmente calcular los ánodos requeridos para proteger el muelle completo.

Parte de la información requerida se obtendrá de las tablas de los manuales de la NACE CP-3, Revista y textos de corrosión, estándares de NACE y Catálogos de materiales de protección catódica.

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2.0 Objetivos:

2.1 Objetivo General:

Realizar un procedimiento metódico y preciso del diseño del sistema de protección catódica para la estructura sumergida de un muelle marino.

2.2 Objetivos Específicos:

1. Determinar la resistividad del electrolito donde se encuentra sumergida la estructura metálica.

2. Determinar el área expuesta a proteger de la estructura metálica.

3. Determinación de la cantidad de corriente necesaria para proteger la estructura sumergida.

4. Determinar el tipo de ánodo de sacrificio adecuado para el sistema de protección catódica.

5. Calcular la masa anódica requerida para la vida útil del ánodo de sacrificio.

6. Realizar una hoja de cálculo para el diseño del sistema de protección catódica con ánodos de sacrificio para un muelle marítimo.

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3.0 Diseño metodológico

3.1 Protección catódica

La corrosión suele ser un fenómeno electroquímico por lo que se puede intentar combatirlo conectando el metal que se quiere proteger a otro metal menos noble, según la serie galvánica, que actuará entonces como ánodo de sacrificio (también llamado galvánico) o bien conectándolo al polo negativo de una fuente exterior de corriente continua. Ver figura 1.

Figura 1. Protección catódica mediante ánodos de sacrificio.

El primer caso constituye la protección catódica con ánodos galvánicos o de sacrificio y el segundo la protección catódica con corriente impresa. La protección catódica constituye sin duda, el más importante de todos los métodos empleados para prevenir la corrosión de estructuras metálicas enterradas en el suelo o sumergidas en medios acuosos. Tanto el acero como el cobre, plomo y bronce son algunos de los metales que pueden ser protegidos de la corrosión por este método. Las aplicaciones incluyen barcos, tuberías, tanques de almacenamiento, muelles marítimos, muelles fluviales, puentes, etc. La protección se logra aplicando una corriente externa a partir de un rectificador que suministra corriente continua de bajo voltaje. El terminal positivo de la fuente de corriente se conecta a un ánodo auxiliar (grafito por ejemplo) localizado a una determinada distancia de la estructura a proteger y el terminal negativo se conecta a la estructura metálica. En la práctica, la corriente necesaria para proteger una estructura desnuda suele ser demasiado grande como para ser rentable económicamente. La estructura entonces, se recubre con algún revestimiento para proporcionarle

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protección frente al medio agresivo, reservándose la protección catódica para proteger la estructura sólo en aquellos puntos en que no pueda lograrlo el revestimiento. Una estructura también puede protegerse contra la corrosión mediante un ánodo galvánico o de sacrificio. Si el electrodo auxiliar es de un metal más activo que el metal que se quiere proteger, actuará de ánodo en la celda de corrosión. En este caso, la estructura actuará como cátodo y quedará protegida por el "sacrificio" del ánodo que se corroerá. Este otro método de proteger catódicamente una estructura se utiliza cuando resulta inconveniente una fuente externa de corriente. Esencialmente, el ánodo de sacrificio (de magnesio, aleaciones base de magnesio, cinc y aluminio) suministra la energía eléctrica necesaria para la protección de la estructura.

Figura 2. Inspección de la protección catódica de estructuras sumergidas. En un montaje de protección catódica conviene comprobar periódicamente la buena marcha del sistema de protección, lo cual se realiza con ayuda de un electrodo de referencia y un milivoltímetro. Los electrodos de referencia más empleados son el de plata/cloruro de plata (Ag/AgCl) para electrolitos salinos y el de cobre/sulfato de cobre (Cu/CuSO4) para electrolitos no salinos.

3.2 Evaluación de datos relevantes de la estructura a proteger

El primer paso en el proceso del diseño de un sistema de protección catódica es recoger y evaluar los datos relevantes de la estructura, sus características de operación y el medio. Para un proyecto de protección catódica y una estructura nueva, los posibles datos a recoger serían (NACE CP3, 2007):

3.2.1 Información acerca de la estructura

Especificaciones de construcción. Material, diámetro, espesor de pared y rango de presión de la estructura. Tipo, espesor y conductancia del recubrimiento del pilote y de las juntas. Temperatura, conductividad y rangos de presión operativa del medio

dentro de la tubería.

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Traza y cantidad de pilotes y ubicación de las interconexiones con otros sistemas de tuberías relacionados, y posibilidad de instalar aislación eléctrica.

Continuidad eléctrica de la tubería disponibilidad de corriente alterna y caminos de acceso a las posibles instalaciones de PC.

Cantidad, longitud y ubicación de casings (tubos camisa) Cantidad, ubicación y funcionamiento de las válvulas de la línea principal

y tipo de recubrimiento. Cantidad, ubicación y alcance de estaciones (por ej., compresor,

bombeo, medición, etc.) Cantidad, longitud y ubicación de secciones realizadas mediante la

técnica de perforación horizontal dirigida.

3.2.2 Información acerca del medio

a) Condiciones del electrolito

Resistividad del electrolito a lo largo de la traza y a la profundidad de la estructura.

Información geológica (tipos de suelo y profundidades) Variabilidad de la humedad (estacional) Variabilidad de la temperatura Variación del pH

b) Interferencia eléctrica

Deben revisarse la presencia, ubicación y características de operación de los siguientes sistemas:

Sistemas de protección catódica por corriente impresa en tuberías ajenas u otras estructuras.

Sistemas electrificados de transporte, líneas de alto voltaje DC, trabajos de soldadura, y cualquier otro sistema eléctrico que directa o indirectamente utilice la tierra como camino para conducir corriente.

Sistemas de transmisión o distribución de corriente alterna paralelos a la tubería o cuyas puestas a tierra eléctricas o patas de las torres sean adyacentes a la nueva tubería

Estructuras metálicas ajenas y su susceptibilidad a ser dañadas por interferencia

Susceptibilidad de la tubería a las corrientes telúricas u oceánicas.

3.2.3 Otros datos necesarios

Establecer los criterios de protección apropiados Características de polarización para establecer el requerimiento de

corriente Características de atenuación de la estructura Requerimientos regulatorios y de permisos

3.3 Determinación del requerimiento de corriente

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Para determinar la densidad de corriente requerida para un pilote de un muelle marino se dividirán el pilote en tres zonas:

1. Zona 1, donde el pilote está expuesta al agua aireada y agitada de la superficie (zona splash). En esta zona la densidad requerida de corriente (iz1) es mayor debido a la despolarización de la estructura por el oxígeno del agua agitada o aireada.

2. Zona 2, donde el agua es calmada y menos agitada a medida que aumenta la profundidad. En este tramo la densidad requerida de corriente (iz2) es menor al de la zona 1 por tener menor despolarización de la estructura por estar en una zona menos agitada.

3. Zona 3, el lodo o lecho marino en la base del pilote. En esta zona la densidad requerida de corriente (iz3) es menor al de la zona 2.

Para determinar la densidad de corriente requerida de las diferentes zonas del pilote del muelle marino se puede conseguir en la bibliografía o realizando pruebas de corriente experimentales. Para el proyecto utilizaremos la tabla 4.1 “Requerimientos de Corriente Aproximados para la Protección Catódica del Acero” del manual del NACE CP3 para determinar densidades de corriente requeridas para estructuras sumergidas en el mar.

Para calcular el requerimiento de corriente total de cada pilote simplemente se multiplica la densidad de corriente por el área expuesta en cada zona.

I= IZ1+ IZ2+IZ3 (1)

Donde: I= Corriente total requerida para un pilote IZ1=Corriente requerida para la zona 1 y es igual a iz1*A z1 (2)IZ2=Corriente requerida para la zona 2 y es igual a iz2*A z2 (3)IZ3=Corriente requerida para la zona 3 y es igual a iz3*A z3 (4)

Donde A z1 es el área del tramo de longitud de la zona 1A z2 es el área del tramo de longitud de la zona 2A z3 es el área del tramo de longitud de la zona 3

An=π*D*Ln (5)

DondeAn= es el área de superficie expuesta para la zona n D= es el diámetro de cada pilote piloteLn= es la longitud de la superficie expuesta para la zona n

3.4 Seleccionar el tipo de ánodo, sus dimensiones y su resistencia

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METALES ANÓDICOS

El uso de ánodos galvánicos para protección catódica es una simple aplicación de las celdas de corrosión de metales diferentes. La tubería de acero se conecta eléctricamente a un metal más alto en la serie de fuerza electromotriz y ambos están en un electrolito común como es el agua de mar, el metal más activo se corroe y descarga corriente en el proceso. El magnesio, el zinc y el Aluminio son estos metales. Si la cantidad de corriente que se necesita para una aplicación de protección catódica dada se conoce, sistemas de ánodos se pueden diseñar usando suficiente material de ánodo para producir la salida de corriente deseada continuamente a través de un número deseado de años (Peabody, 2001).

La naturaleza corrosiva de los ambientes enterrados puede causar auto corrosión del material del ánodo. Corrientes eléctricas producidas por esta auto corrosión no resultan en la formación de corriente de protección catódica. La proporción entre el metal gastado en la producción de corriente de protección catódica útil con relación al total de metal gastado se conoce como “eficiencia del ánodo”.

Los metales más comúnmente usados como ánodos galvánicos son el Magnesio, el Cinc y el Aluminio, éste último tiene teóricamente un contenido mayor de energía que los dos primeros y una gran aplicación en estructuras sumergidas en agua de mar (Cantor y Pinzón, 1995).

El Magnesio y el Cinc son principalmente utilizados en estructuras enterradas por su alta eficiencia en suelos e inapropiados para estructuras sumergidas en agua de mar. Para este en éste proyecto no será considerado el Magnesio y el Cinc. Generalmente, los ánodos de aluminio necesitan que haya iones cloruro en el electrolito para funcionar adecuadamente. A medida que disminuye la cantidad de iones cloruro por debajo de las concentraciones normales en el agua de mar (3.5% o 35,000 ppm), disminuye la capacidad de corriente de este ánodo, y su potencial se hace más noble (NACE CP3, 2007). Por la anterior se debe utilizar los ánodos de aluminio que nos proporcionara la corriente galvánica necesaria para proteger la estructura sumergida del muelle marino.

CALCULO DE VIDA UTIL, RESISTENCIA Y CORRIENTE DRENADA DEL ÁNODO

Para calcular la vida útil del ánodo recurrimos a la ecuación de Faraday:

t=(W*E)/(I*Cr) (6)

Donde t= es la vida útil del ánodoW= es el peso consumido del ánodoE= es la eficiencia del ánodoI= es la corriente requerida para proteger la estructura

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Cr= es la velocidad de consumo del ánodo

Para calcular la corriente drenada de cada ánodo de sacrificio recurrimos a la ecuación de la ley de Ohm:

Ia=Va/Ra (7)

DondeIa= es la corriente drenada de cada ánodoVa= es el diferencia de potencial entre el ánodo y el criterio de protección o potencial mínimo polarizado de la estructura sumergida para ser protegido.Ra= es la resistencia del ánodo para drenar la corriente al electrolito (Agua de mar).

El diferencia de potencial entre el ánodo y el potencial mínimo de polarización de la estructura a ser protegida (Va) se calcula restando el potencial natural del ánodo (Pa) al criterio de protección de la estructura (Pp).El potencial natural del ánodo se obtiene del catálogo del fabricante de estos ánodos y el potencial mínimo polarizado de la estructura sumergida para ser protegido se puede hallar de la norma NACE SP-0176-2007. “Corrosion Control of Submerged Areas of Permanently Installed Steel Offshore Structures Associated with Petroleum Production” que habla de un potencial mínimo de -800 mV con respect a un electrode de referncia de plata cloruro de plata (Ag/AgCl) inmersa en agua de mar SW (sea water).

La resistencia del ánodo (Ra) se determina con la ecuación consignada en la tabla 2, ecuación Mc Coy de la revisita del instituto de investigación FIGMMG.

Ra= 0,315r/√Aa (8)

Dónde:

r=es la resistividad del electrolito (Agua de mar)Aa es el área superficial del ánodo. Debido a que una forma comercial del ánodo de Aluminio es la de un paralepipedo recto; entonces el área superficial es igual:

Aa=(2a +2H)*L + (2WL) (9)

Donde:

a= es el ancho del ánodoH= es la altura del ánodoL= es la longitud del ánodo

En la figura 3 se puede observar las dimensiones del ánodo comercial de Aluminio (Catálogo de CORRPRO).

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Figura 3. Ánodo de Aluminio para estructuras sumergidas en agua mar.

CALCULO DEL NUMERO DE ANODOS REQUERIDOS POR MASA ANÓDICA Y CORRIENTE DRENADA

El número de ánodos requeridos con base en el requerimiento de masa anódica (Na) se calcula con la ecuación 10.

Nm=W/wa (10)

El número de ánodos requeridos con base en el requerimiento de corriente drenada por ánodo (Ni) se calcula con la ecuación 11.

Ni=I/Ia (11)

Finalmente se aproximando al entero más grande de la cantidad de ánodos N y se escoge la mayor cantidad de ánodos requeridos para proteger la estructura.

4. Memoria de cálculo del diseño de protección catódica con ánodos de sacrificio de aluminio para un muelle marino

4.1.1 Datos de la estructura (muelle marino) a proteger

Se necesita proteger los pilotes de un muelle marino con un sistema de protección catódica por corriente galvánica y un tiempo de vida de t=20 años.

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El muelle marino a proteger consta de 33 pilotes de acero, cada uno tiene una longitud de 38 metros y 16” (0,406m) de diámetro. Los pilotes presentan un regular estado del revestimiento y las longitudes de las diferentes zonas expuestas son las siguientes:

Zona 1: Zona agitada longitud de 4 metros; L1=4mZona 2: Zona de agua menos agitada, longitud de 29 metros L2=29mZona 3: Base del pilote en el lecho marino, longitud de 5 metros L3=5m

4.1.2 Información del electrolito

Los datos de resistividad del electrolito que en este caso es el agua de mar se determinó experimentalmente mediante la medida el equipo Nilsson 400. Ver ilustración 1 y 2.

Ilustración 1. Medida de la resistividad del agua de mar con el Nilsson 440.

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Ilustración 2. Medida de la resistividad para el agua de mar.

El valor experimental medido para el agua de mar es de 35 Ω-cm y teóricamente esta en el rango entre 19 a 530 Ω-cm.

4.2 Requerimiento de corriente para el muelle marino

La densidad requerida de corriente se toma de la tabla 4.1 del manual NACE CP3 para los pilotes de un muelle marino con un regular estado del revestimiento y con los valores más conservadores se tiene:

Para la zona 1 el requerimiento de corriente es de iz1=20 mA/m2, Para la zona 2 el requerimiento es de iz2=12,5 mA/m2 Para la zona 3 el requerimiento es de iz3=11 mA/m2.

A continuación se calculará el requerimiento total para cada pilote utilizando las ecuaciones de la 1 a la 5.

A z1= π*D*L1

A z1= (3,141)*(0,406m)*4

A z1= 5,10 mA z2= 37,0 mA z3= 6,37 mIZ1=iz1*A z1 IZ1=(20 mA/m2)*(5,10 m)

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IZ1=102 mAIZ2=462,5 mAIZ3=70,1 mAIt= IZ1+ IZ2+IZ3 It= 102+462,5+70,1It=634,6 mA requerimiento total para cada pilote.

4.3 Selección del tipo de ánodo

Debido a que el ánodo que mejor se ajusta a las condiciones del electrolito es el ánodo de Aluminio, se procede a escoger un ánodo de aleación de Aluminio tipo III de referencia comercia H240 y con peso nominal de wa=108,9 Kg.

Las dimensiones del de Aluminio tipo III 25,4 cm X 25,4cm X 61 cm y con potencial natural de Pa= -1040 mVSSC.La velocidad de consumo es de Cr=3,46 kg/A*año y una eficiencia de 85%.

En la ilustración 3 tenemos la tablas de dimensiones y el peso nominal para cada tipo de ánodo comercial de Aluminio (Catálogo de CORRPRO).

Ilustración 3. Tabla de dimensiones y pesos nominales de los diferentes tipos de ánodo de Aluminio.

CÁLCULO DE ÁNODOS POR LA MASA ANÓDICA REQUERIDA

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La corriente total requerida y calculada para proteger un pilote es de 634,6 mA y con sobre diseño del 25% la corriente (I) necesaria seria:

I=(1,25)*(634,6 mA)I=793,2 mA

Para el cálculo de la masa anódica (W) necesaria en kg para cumplir con el tiempo de vida requerido del sistema de protección catódica utilizamos la ecuación 6 con la vida útil (t) en años, la corriente necesaria (I) en Amperios, la velocidad de consumo (Cr) em Kg/A*años y la eficiencia electroquímica (E) del ánodo de Aluminio.

t=(W*E)/(I*Cr) W=(t*I*Cr)/(E)

W=(20años)*(0,7932A)*(3,46kg/A*años)/(0,85)W=64,5 kg

Cálculo del número de ánodos para cubrir la necesidad por masa anódica (Nm):

Nm=W/waNm46,6/108,9Nm=0,43 ánodos de Aluminio tipo III (H240)

CÁLCULO DE ÁNODOS POR LA CORRIENTE REQUERIDA

El área de la superficie expuesta del ánodo se calcula a partir de sus dimensiones

Aa=Área superficial del ánodo Aa=(2a+2H)*L + (2WL) Aa=(2*25,4+2*25,4)*61+(2*25,4*25,4)Aa=7488 cm2 La resistencia del ánodo (Ra) en ohmios se calcula a partir de su área y la resistividad del electrolito r en Ω-cm.

Ra= 0,315r/√Aa Tabla N° 2 Ecuación de Mc Coy. Revista del instituto de investigación FIGMMG, Vol. 7, N° 13, 37-44 (2004) Ra= 0,315*35/√7488

Ra=0,127 Ω

La corriente drenada por ánodo (Ia) en Amperios se calcula con el desplazamiento de potencial del ánodo y su resistencia.

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Pa=-1090mVssc (Manual CORRPRO)Pp=-800mVssc (NACE SP-0176-2007)

Ia=(Potencial del criterio de protección-potencial natural de ánodo)/RaIa= (-800mVSSC+1040mVSSC)/0,127 ΩIa=2283 mA

Con la corriente drenada por ánodo se calcula la cantidad de ánodos para la corriente requerida (Ni) y así compararla con la cantidad de ánodos requeridos por necesidad de masa anódica (Nm):

Ni=I/IaNi=793,2/2283Ni=0,35 ánodos de Aluminio tipo III (H240)

Aproximando al entero más grande de la cantidad de ánodos N, Se escoge la mayor cantidad de ánodos requeridos para el pilote de 16”.

N=ánodos requeridos para cada piloteN=1 ánodos de Aluminio tipo III (H240)Nt= El número total de ánodos para el muelle marinoNt=(33 pilotes)*NNt=(33 pilotes)*1

Nt=33 ánodos para el muelle marino

5. Resultados y análisis de resultados.

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A continuación en la tabla 1 se presenta el cuadro resumen del cálculo de masa anódica y números de ánodos requeridos para proteger catódicamente los pilotes del muelle marítimo acorde a las consideraciones y metodologías expuestas.

NOMBRE VARIABLE VALORCorriente requerida (mA) para un pilote I 1196

Vida útil (año) t 20Masa por ánodo de Aluminio tipo III H240 (kg) wa 108,9

Masa anódica requerida W 97,4Velocidad de consumo del ánodo kg/A*año Cr 3,46Área de superficie expuesta del ánodo cm2 Aa 7488

Resistividad del electrolito Ω-cm r 35Resistencia de ánodo vertical Ω-cm R 0,13

Corriente drenado por cada ánodo mA Ia 1846Número de ánodos requeridos por corriente mA Ni 1

Número de ánodos requeridos por masa mA Na 1Número de ánodos para un pilote de 16” N 1

Número de ánodos para los 33 pilote de 16” del muelle

Nt 33

Tabla 1. Resumen cálculo masa anódica pilotes de 16” para el diseño del muelle marítimo.

A continuación en el siguiente enlace se puede visualizar la hoja de cálculo para el diseño del sistema de protección catódica del muelle marino utilizando ánodos de Aluminio, como se puede observar en la ilustración 4.

HOJA DE CÁLCULO DISEÑO SPC.xlsx

Con la hoja de cálculo se pueden calcular los números de ánodos de una manera fácil, práctica y eficiente.

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Ilustración 4. Hoja de cálculo para el diseño del sistema de protección catódica del muelle marino utilizando ánodos de Aluminio.

Realizando el mismo procedimiento utilizando las mismas variables para los pilotes iniciales pero con la componente que no estén revestidos los pilotes, se realiza el cálculo de ánodos con la hoja de cálculo en Excel obtenemos lo siguiente:

Ilustración 5. Hoja de cálculo para el diseño del sistema de protección catódica del muelle sin revestimiento.

Al calcular los números de ánodos para los pilotes sin revestimientos; podemos observar el requerimiento mayor de ánodos (Nt=165 ánodos para el muelle marino) en comparación a los pilotes con revestimiento.

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6. Conclusiones

Las densidades requeridas de corrientes fueron halladas a partir de las tablas referenciadas del manual NACE CP3 donde las densidades de corriente varían de acuerdo a la profundidad de la estructura del pilote, siendo la zona 1 o splash la de mayor densidad, seguido de la zona 2 que es la parte sumergida y por último la zona 3 o sección enterrada del pilote.

El requerimiento de corriente se dio en la zona 2 o sumergida debido a la mayor área expuesta a proteger catódicamente. Se dio un sobrediseño del 25% a la cantidad de corriente total para cubrir la necesidad de cada estructura.

El valor medido experimentalmente de la resistividad del electrolito (agua de mar) concuerda con los valores teóricos.

En total se necesitan 33 ánodos de Aluminio tipo III (H240) de 108,9 km de peso para proteger catódicamente los 33 pilotes del muelle marítimo.

Debido a que el número de ánodos se calcula por requerimientos de masa anódica y corriente drenada por cada ánodo, se concluye que el mayor requerimiento de ánodo se da por requerimiento de masa anódica y esto se debe al cumplimiento del tiempo de vida estipulado de 20 años y por la baja resistividad del electrolito que hace que drene una mayor cantidad de corriente por ánodo disminuyendo así la cantidad de ánodos para cumplir con la corriente necesaria.

Se concluye que la estructura sin revestimientos requiere un mayor número de ánodos de sacrificio para proteger catódicamente la estructura y menor para un buen revestimiento.

La hoja de cálculo para el diseño del sistema de protección catódica con ánodos de Aluminio facilita el cálculo de corriente y el número total de ánodos de sacrificio requeridos para proteger catódicamente el muelle marino.

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7. Bibliografía.

CANTOR R. Jorge. PINZÓN C. Nelson A. 1995. Programa para el diseño de sistemas de protección catódica con ánodos de sacrificio. Trabajo de grado (Ingeniería Química). Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Química. 6 p.

NACE International, Manual del curso Cathodic Protection Technologist CP3. 2007.

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NACE SP-0176-2007. “Corrosion Control of Submerged Areas of Permanently Installed Steel Offshore Structures Associated with Petroleum Production”.

NACE SP-0169-2007. “Control of External Corrosion on Underground or Submerged Metallic Piping Systems”.

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Revista de Investigación FIGMMG, Vol. 7, N° 13, 37-44 (2004).

Departamento de Mantenimiento Marítimo, Energéticos, Ingeniería básica sistema de protección catódica, memoria de cálculo muelle marítimo de Cartagena.

Manual CORRPRO, Enviroment Energy Infrastructure.

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