En la actualidad tenemos dos tipos de sistemas de protección catódica que son:
- Por medio de ánodos galvánicos o ánodos de sacrificio.
- Por medio de corriente impresa.
Estos sistemas pueden ser utilizados en forma individual o combinados.
5.3.1 ÁNODOS DE SACRIFICIO
Se emplea el sistema de ánodos de sacrificios para la protección catódica de estructuras de pequeño tamaño.
La fuente de corriente que utiliza este sistema es la originada por la diferencia de potencial que se da entre el material de ánodo y la estructura a proteger.
Estos sistemas utilizan ánodos de galvánicos, que se encuentran realizados en material de magnesio o zinc en forma de barras, se instalan los ánodos enterrados directamente en el suelo rodeados de una mezcla química y empacada en sacos especiales.
56 Se encuentran conectados en forma individual o grupal, adicionalmente se encuentran limitados en su corriente de salida por el voltaje del sistema y la resistencia del circuito.
Los materiales más utilizados para este tipo de protección son:
• Aleaciones de magnesio con alto potencial
• Aleaciones de magnesio estándar
• Aluminio
• Zinc
Todos estos materiales se los encuentran disponibles en el mercado en diversos tamaños, pesos y configuraciones, los cuales pueden venir desnudos o empacados con material de relleno especial. La diversidad de pesos nos ayuda a cubrir los distintos requerimientos del diseño, de acuerdo a la corriente de salida y la vida útil del ánodo.
Cuando se instale en suelos de alta resistividad (0 a 5000 Ω-cm) es recomendable usar un material de relleno especial, que consiste en una mezcla de yeso, bentonita y sulfato de sodio, que reduce la resistencia e incrementa el área de contacto del ánodo con el suelo.
La cantidad de ánodos que se requieren para la protección catódica de tanques de almacenamiento sobre el suelo, depende del requerimiento total de corriente y de la corriente de descarga promedio individual a los ánodos en el suelo.
Se debe distribuir los ánodos uniformemente alrededor del tanque o si es una nueva construcción debajo de este.
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Gráfico 5.1: Protección Catódica por Ánodos de Sacrificio
5.3.2 CORRIENTE IMPRESA
Se emplea el sistema de corriente impresa para la protección catódica de estructuras de gran tamaño.
Los ánodos para corriente impresa deben ser fabricados con materiales como: a) Ánodo de Grafito
El grafito es el material más empleado para la instalación de dispositivos anódicos en tierra, por su gran conductividad y bajo consumo en la mayoría de los suelos. Uso en todo tipo de suelo.
b) Ánodo Platinizado
El platino siendo un buen conductor presenta un consumo prácticamente nulo a cualquier densidad de corriente. Pero debido a su alto costo su uso es muy restringido. Uso en forma de recubrimiento sobre otro metal base como la plata o el titanio.
c) Ánodo de acero al alto silicio
Este tipo de ánodos son más conocidos como de “Ferro-silicio” y se producen en dos aleaciones de acero al alto silicio cuyas características son:
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• Ánodo de acero al alto silicio (ferro silicio), uso en terrenos de baja resistividad
• Ánodo de acero al alto silicio y cromo, uso en condiciones de muy baja resistividad y agua salada.
d) Ánodo de mezcla de óxidos metálicos
Son fabricados de un sustrato de titanio el cual es recubierto con un catalizador de mezcla de óxidos metálicos. Debido a que el sustrato de titanio es protegido en forma natural por una capa oxidante, el ánodo conserva sus dimensiones durante el tiempo de vida del sistema. La conducción de la corriente se lleva a cabo a través del catalizador de mezcla de óxidos metálicos, el cual es altamente conductivo y totalmente oxidante por lo que se pueden lograr corrientes de alta intensidad.
Se encuentran conectados en forma individual o grupal (que forman una cama anódica) y se instalan desnudos con material de relleno especial como el grafito pulverizado, con alto contenido de carbón.
Para este sistema se necesita una fuente de corriente directa y un ánodo adicional o grupos de ánodos inertes, situados a cierta distancia de la estructura a proteger. En la terminal positiva de la fuente de corriente directa se conecta la cama anódica mediante conductores aislados y en la negativa se conecta la estructura a proteger, por lo que la corriente fluye del ánodo a través de la estructura.
Cada material de ánodo tiene una densidad de corriente óptima que da una máxima vida de servicio al ánodo.
Estos ánodos pueden ser localizados cerca, abajo o alrededor de la estructura que se va a proteger.
Para un correcto diseño los ánodos deben cumplir lo siguiente:
• Evitar interferencias físicas con las estructuras existentes, particularmente con los sistemas de tierra física.
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• Evitar interferencias de corrientes parasitas de estructuras adyacentes. La cantidad de ánodos para un diseño particular se determina por el requerimiento total de corriente de las estructuras por proteger y por la densidad de corriente optima del material seleccionado para el ánodo.
CORRIENTE DE RETORNO
ANODO GALVANICO CON MATERIAL DE RELLENO FONDO DEL TANQUE
CORRIENTE DE CORROSION. SE RECOMIENDA INTERCALAR EN ESTE CABLE, UN DISPOSITIVO DE MONITOREO DE CORRIENTE
Gráfico 5.2: Protección Catódica por Corriente Impresa