Corrosión de tuberías por corrientes vagabundas
Escrito por Jesús Mateo Robledo, Vicepresidente de YWP.
La coexistencia de diversas infraestructuras es algo habitual en los grandes núcleos poblacionales de todo el mundo. Muchas de ellas, son básicas para proveer a la población de servicios esenciales como son: el acceso a agua potable, electricidad, gas, etc. Por ello, es importante identificar las influencias negativas que pueden producir unas infraestructuras en otras.
Desde el punto de vista del sector del agua, una de las influencias más significativas es la corrosión de tuberías metálicas debido a la existencia de corrientes vagabundas. Este tipo de corrosión se debe fundamentalmente a infraestructuras que precisan de fuentes de energía eléctrica de corriente continua, por ejemplo, el ferrocarril convencional, tranvías, sistemas de protección catódica ajenos a las tuberías, etc.
Ilustración 1.- Corrientes vagabundas producidas por ferrocarril. Fuente: blog electricidad Derio S.L.U.
La corrosión de tuberías producida por las “Corrientes vagabundas”, es causada por corrientes que pertenecen a un determinado circuito de corriente continua (ferrocarril o tranvía) y se deriva a otro circuito ajeno (red de tuberías), circulando a través de ellas hasta que en algún punto las abandonan para cerrar el circuito (subestación). En la zona de la tubería donde entra y sale la corriente, es donde tendrá lugar un proceso de corrosión que será tanto más grave cuanto mayor sea la corriente y menor sea la superficie de metal por la que sale (elevada densidad de corriente).[1]
Las consecuencias más habituales derivadas de este tipo de corrosión son las pérdidas de agua y problemas de resistencia en las tuberías por disminución de espesor. Todo ello, puede provocar graves problemas que ponen en riesgo la garantía de suministro de agua potable y afecciones importantes a otras infraestructuras o daños estructurales en viviendas.
Ilustración 2.- Efectos de las corrientes vagabundas en tuberías enterradas. Fuente: elaboración propia.
Con el fin de evitar la aparición de estados graves de corrosión, existen multitud de herramientas que se pueden implementar en los planes de mantenimiento predictivo de las redes de tuberías enterradas. Una técnica sencilla y altamente eficaz, es llevar a cabo mediciones periódicas del potencial de las tuberías con respecto al terreno y su posterior análisis.
Los equipos necesarios para realizar las mediciones mencionadas anteriormente son: un electrodo de referencia (Cu/CuSO4) y un polímetro de alta impedancia (con capacidad de almacenamiento). En la ilustración número 3, se detalla cómo se debe realizar la conexión de los equipos para medir el potencial de la tubería correctamente, posicionando el electrodo en el terreno lo más cercano posible de la generatriz de la tubería.
Ilustración 3.- Conexión de equipos para medir potencial en tuberías. Instrumentos necesarios para la medición. Fuente: elaboración propia.
A continuación, se muestra un ejemplo de una medición de potencial realizada en una tubería en la que se pretende evaluar la existencia de corrientes vagabundas. Como se puede observar, el potencial de la tubería tiene una gran fluctuación a lo largo del tiempo y se estabiliza en torno a un valor constante en una franja horaria concreta. Comparando estos valores con los horarios habituales de una vía ferroviaria cercana al punto de medición, se llega a la conclusión de que existen “Corrientes vagabundas”, que pueden provocar graves procesos de corrosión en la infraestructura hidráulica.
Ilustración 4.- Gráfico del registro de mediciones de potencial en una tubería enterrada. Fuente: elaboración propia.
Una solución para mitigar la influencia de las “Corriente vagabundas” en la tubería analizada, podría ser la instalación de elementos aislantes que eviten la continuidad eléctrica a lo largo de la traza de la tubería. Esto facilitaría que la tubería no sea un camino preferencial para las corrientes vagabundas, evitando así la aparición de fenómenos electroquímicos ligados a la corrosión en las paredes de las tuberías metálicas.
Ilustración 5.- Aislamiento de secciones de tubería en conexiones de tipo brida. Fuente: elaboración propia.
Ilustración 6.- Aislamiento de secciones de tuberías con uniones soldadas. Fuente: elaboración propia.
De forma complementaria, se podría elaborar un estudio de viabilidad para acometer la instalación de un drenaje unidireccional de corriente entre la línea ferroviaria y la red hidráulica afectada. Con ello, se garantizaría la protección frente a las corrientes vagabundas de la sección de la tubería más afectada por ellas. También, cabe mencionar que esta solución adquiere una mayor complejidad por la gestión de permisos administrativos con los gestores de las infraestructuras ferroviarias.
Ilustración 7.- Esquema de conexión drenaje unidireccional.
Como se muestra en las imágenes número 7 y 8, un drenaje unidireccional es simplemente la conexión eléctrica a través de conductores entre las vías ferroviarias y las tuberías. Dicha conexión dispondrá de elementos de electrónica de potencia como diodos, para facilitar el retorno de las corrientes vagabundas a su camino natural hasta las subestaciones ferroviarias. Estos sistemas deberán ser dimensionados en función de las características de cada aplicación.
Ilustración 8.- Detalle del conexionado de cables entre vías y tuberías de un drenaje unidireccional de corriente. Fuente: elaboración propia.
Ilustración 9.-Esquema equipo de drenaje unidireccional de corriente. Fuente.
Como conclusión, la corrosión debida a corrientes vagabundas en tuberías metálicas enterradas es un peligro silencioso que afecta a importantes infraestructuras hidráulicas. Esto representa un gran desafío al que se enfrentan las empresas que gestionan redes de abastecimiento de agua potable en grandes núcleos poblacionales. Por ello, será tanto más importante cuanto más rápido sea el diagnostico de las infraestructuras afectadas y la instalación de sistemas de protección frente a este tipo corrosión en las tuberías.
Referencias bibliográficas:
[1] Adrián Gomila Vinent. Sistemas de protección catódica en tuberías enterradas. Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico del Agua (CIDTA), Universidad de Salamanca.
[2] Paola Andrea Postigo Rojas. Influencia de corrientes vagabundas del tren metropolitano CBBA sobre las tuberías enterradas de acero de transporte de hidrocarburos con protección catódica. Sociedad de ingenieros de Bolivia. Septiembre 2022.
