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OBRAS COMPLEMENTARIAS Nº 1 DE LAS OBRAS DE MEJORA DEL ABASTECIMIENTO A LA CIUDAD DE CÁCERES Y LOCALIDADES DEL ENTORNO DESDE EL EMBALSE DE PORTAJE (CÁCERES)
ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA Pág. 1
ÍNDICE
1. OBJETO ................................................................................................................................................... 2
2. NORMATIVA APLICABLE ...................................................................................................................... 2
3. CONCEPTO DE PROTECCION CATODICA .......................................................................................... 2
4. CARACTERÍSTICAS DE LAS TUBERIAS ............................................................................................. 3
5. TRAZADO DE LA TUBERIA ................................................................................................................... 3
6. MEDIDAS DE CAMPO ............................................................................................................................. 3
6.1.- MEDIDAS DE RESISTIVIDADES ...................................................................................... 3 6.2.- INFLUENCIAS CON OTRAS INSTALACIONES ............................................................... 3
7. INFLUENCIAS DE LÍNEAS ELÉCTRICAS AÉREAS DE ALTA TENSIÓN SOBRE TUBERÍAS METÁLICAS ENTERRADAS ............................................................................................... 4
8. AISLAMIENTO DE LA TUBERÍA ............................................................................................................ 6
9. CONTINUIDAD ELÉCTRICA DE LA TUBERIA ...................................................................................... 6
10. CORRIENTE DE PROTECCIÓN NECESARIA ....................................................................................... 7
11. DISEÑO DEL SISTEMA DE PROTECCIÓN CATÓDICA ....................................................................... 7
11.1.- ESTACIONES DE PROTECCIÓN CATÓDICA (EPC) ...................................................... 7 11.2.- TOMAS DE POTENCIAL O PUNTOS DE CONTROL .................................................... 10 11.3.- JUNTAS AISLANTES ...................................................................................................... 10 11.4.- SISTEMAS DE MITIGACION Y CONTROL DE INFLUENCIAS
EXTERNAS ...................................................................................................................... 11 11.5.- SISTEMA DE PROTECCIÓN CATÓDICA PROVISIONAL ............................................. 11 11.6.- SISTEMA DE TELEVIGILANCIA ..................................................................................... 11
12. DIMENSIONAMIENTO DE LOS EQUIPOS DE PROTECCIÓN CATÓDICA ......................................12
12.1.- VIDA UTIL ........................................................................................................................ 12 12.2.- ESTACIONES DE PROTECCION CATODICA ............................................................... 12 12.3.- PROTECCION CATODICA PROVISIONAL .................................................................... 13 12.4.- SISTEMA MITIGACION INFLUENCIA LINEA ELECTRICA ........................................... 13
13. EMPLAZAMIENTO ELEMENTOS SISTEMA DE PROTECCIÓN CATÓDICA ....................................14
13.1.- ESTACIONES DE PROTECCIÓN CATÓDICA ............................................................... 14 13.2.- SISTEMA DE MITIGACIÓN DE INFLUENCIAS LINEA ELÉCTRICA
(SMILE) ............................................................................................................................ 15 13.3.- TOMAS DE POTENCIAL (TP) O PUNTOS DE CONTROL ........................................... 15 13.4.- TOMAS DE POTENCIAL ESPECIALES (TPE) ............................................................... 15 13.5.- JUNTAS AISLANTES ...................................................................................................... 15 13.6.- ELECTRODO DE REFERENCIA ESTÁNDAR ............................................................... 15 13.7.- ELECTRODO PROBETA ESTÁNDARD ......................................................................... 15 13.8.- ELECTRODO PROBETA ESPECIAL DE ALTERNA ...................................................... 15 13.9.- PROTECCIÓN CATÓDICA PROVISIONAL. ÁNODOS DE MAGNESIO ....................... 15 13.10.- SISTEMA DE TELEVIGILANCIA ..................................................................................... 15
14. ESPECIFICACIONES DE EQUIPOS Y MATERIALES ........................................................................ 16
14.1.- TRANSFORRECTIFICADOR ........................................................................................... 16 14.2.- LECHO DISPERSOR DE CORRIENTE........................................................................... 16 14.3.- ELECTRODO DE REFERENCIA PERMANENTE ........................................................... 17 14.4.- CAJAS DE TOMA DE POTENCIAL ................................................................................. 17 14.5.- CONDUCTORES ELÉCTRICOS ..................................................................................... 17 14.6.- CONEXIONES .................................................................................................................. 18 14.7.- ELECTRODO PROBETA ................................................................................................. 18 14.8.- JUNTAS AISLANTES ....................................................................................................... 18 14.9.- VIA DE CHISPAS ............................................................................................................. 18 14.10.- PICAS DE ZINC ............................................................................................................... 18 14.11.- ÁNODOS DE MAGNESIO ............................................................................................... 18 14.12.- EQUIPO DE TELEVIGILANCIA ....................................................................................... 19
15. NORMAS DE INSTALACIÓN ............................................................................................................... 20
15.1.- ESTACIÓN DE PROTECCIÓN CATÓDICA .................................................................... 20 15.2.- ANODOS DE SACRIFICIO DE MAGNESIO .................................................................... 21 15.3.- CONEXIÓN DE LOS CABLES A LA TUBERÍA ............................................................... 21 15.4.- TENDIDO Y CONEXIONADO DE LOS CABLES ............................................................ 21 15.5.- SISTEMA DE MITIGACION DE INFLUENCIAS LINEAS ELECTRICAS
(SMILE) ............................................................................................................................ 21 15.6.- CAJAS DE TOMA DE POTENCIAL TP Y TPE ................................................................ 21 15.7.- INSTALACIÓN DE JUNTAS AISLANTES........................................................................ 22 15.8.- ELECTRODOS PROBETA .............................................................................................. 22
16. PUESTA EN MARCHA INSTALACIÓN PROVISIONAL ...................................................................... 22
17. PUESTA EN SERVICIO DEL SISTEMA DE PROTECCIÓN CATÓDICA ............................................ 22
18. MANTENIMIENTO ................................................................................................................................. 23
APÉNDICES
Apéndice 1.- Tablas
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1. OBJETO
El presente anejo tiene por objeto el estudio del sistema de protección catódica para la conducción.
Se definen el equipo de protección catódica, número y situación de Estaciones de Protección Catódica (EPC) así
como la ubicación más idónea de los distintos elementos de control y regulación como son las tomas de potencial
simples (TP) y especiales (TPE), juntas dieléctricas, tomas de tierra, electrodos probeta, etc.
Asimismo, el presente trabajo calcula las posibles influencias sobre la tubería debidas a la proximidad con líneas
eléctricas de alta y media tensión y otras fuentes de corriente continua, indicando las medidas especiales a llevar
a cabo para reducir su efecto peligroso sobre la tubería.
La situación de los distintos elementos de protección catódica a instalar y de las medidas de campo realizadas,
base del cálculo utilizado en el presente anejo, se incluyen en los planos y tablas que se adjuntan.
2. NORMATIVA APLICABLE
En la confección del presente estudio se aplicará la siguiente normativa:
UNE-EN 12954 "Protección catódica de estructuras metálicas enterradas o sumergidas. Aplicación a tuberías
protegidas catódicamente".
UNE-EN 13509 “Técnicas de Medida en Protección Catódica”.
UNE-EN 50162:2005 “Protección catódica contra la corrosión provocada por corrientes vagabundas
provenientes de sistemas de corriente continua”.
UNE-CEN/TS 15280 IN “Evaluación del riesgo de corrosión por corriente alterna de las tuberías enterradas.
Aplicación a tuberías protegidas catódicamente.”
Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión.
3. CONCEPTO DE PROTECCION CATODICA
La protección catódica es un sistema activo de protección contra la corrosión de estructuras metálicas enterradas
o sumergidas.
La protección contra la corrosión de la estructura se consigue polarizándola negativamente a base de enviar
corriente continua a toda su superficie desde un punto externo ajeno a la misma.
Cuando se trata de estructuras de gran superficie como es el caso de la tubería de la conducción del
Abastecimiento a Cáceres, el sistema más adecuado tanto técnica como económicamente es por corriente
impresa.
Este sistema consta básicamente de un transforrectificador al que se conecta un conjunto de electrodos o ánodos
enterrados a cierta distancia de la estructura y conectados a su polo positivo; al polo negativo se le conecta la
estructura a proteger, enterrada en el mismo terreno.
Al aplicar una tensión entre el polo positivo y el negativo del equipo, da lugar a la circulación de una corriente a
través del terreno desde los ánodos hasta la estructura. Esta corriente al entrar en la estructura por los fallos del
revestimiento da lugar a un aumento de la polarización negativa de la misma hasta un valor determinado (criterio
de protección) en el que la velocidad de corrosión se considera nula al no ser posibles termodinámicamente las
reacciones de oxidación.
Como en el presente caso, en ocasiones debido a la longitud y la superficie de la tubería a proteger, se precisa
instalar más de un equipo.
Mediante medidas del potencial de la estructura respecto a un electrodo de referencia se sabe cuando se alcanza
la inmunidad contra la corrosión de la misma.
Un sistema de protección catódica (protección activa) asociado a un revestimiento (protección pasiva) garantiza la
protección contra la corrosión de una estructura metálica enterrada o sumergida y es la opción económicamente
más interesante.
Con el fin de verificar la efectividad del sistema de protección catódica, es preciso poder medir el potencial de las
tuberías a lo largo del recorrido.
Para ello se instalarán Puntos de Control o Tramos de Potencial distribuidos a lo largo de las tuberías.
Criterio de Protección
De acuerdo con la norma UNE-EN 12954, una estructura enterrada de base de hierro está protegida
catódicamente contra la corrosión para un potencial electroquímico igual o más negativo a -850 mV medido
respecto a un electrodo de referencia de Cu/SO4Cu.
Para el caso de terrenos anaeróbicos con riesgo de presencia de bacterias sulforreductoras, este valor será de -
950 mV.
Estos valores se entienden libres de caídas I x R.
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4. CARACTERÍSTICAS DE LAS TUBERIAS
El sistema de abastecimiento está constituido por dos tuberías ambas construidas en acero al carbono:
La conducción Principal con origen en el Embalse de Portaje y final en el Embalse de Guadiloba y
La conducción de Recarga que discurre entre el Canal del Alagón y conecta a la tubería principal.
El tramo inicial de la Conducción Principal hasta la conexión de la Conducción de Recarga en el PK 9+908, el
diámetro es de 800 mm; el resto de tubería hasta el embalse de Guadiloba es de 1000 mm. El espesor de la
tubería varía a lo largo de su longitud entre 7,1 y 20 mm. La longitud total de la tubería es de 59.300 metros
aproximadamente
La Conducción de Recarga tiene un diámetro constante de 1000mm. y un espesor constante de 8 mm. La
longitud es de 11.800 metros.
El revestimiento de las tuberías es de polietileno extruido tricapa aplicado en fábrica de 2,5 mm de espesor.
Los extremos de los tramos de tubo irán desprovistos del revestimiento en una longitud de 10 cm
aproximadamente para realizar la soldadura. Una vez realizada se revestirá la zona desprotegida con
revestimiento de las mismas características.
5. TRAZADO DE LA TUBERIA
La conducción principal discurre de norte a sur a través prácticamente de toda la provincia de Cáceres.
Tiene su origen en la Estación de Bombeo situada en el Embalse de Portaje; en el pk 9+908 conecta la tubería de
recarga y a continuación desemboca en una arqueta de rotura situada en el pk 10+574.
En el pk 20+250 cruza la línea férrea Madrid – Lisboa y a escasa distancia la futura línea del AVE.
La tubería discurre paralela a la autovía A-66 y aproximadamente en el PK 25+000 cruza el río Tajo y en el
37+100 el río Almonte. En ambos casos la tubería va fijada sobre el puente de la carretera, aislada eléctricamente
de la estructura.
En el último tramo, antes de llegar al punto final en el Embalse de Guadiloba, la tubería mantiene paralelismo con
una línea eléctrica de alimentación y a la conducción de acero del actual abastecimiento a Cáceres.
A lo largo del recorrido mantiene cortos paralelismos y aproximaciones con líneas de baja y media tensión y
cruces con tres líneas de alta tensión de REE.
En los pk 33+19 y 40+940 están previstas las derivaciones a Monroy y a Casar respectivamente y prácticamente
en el final, la derivación a Santa Marta de Magasca.
La conducción de Recarga tiene su origen en la Estación de Bombeo junto al Canal del Alagón y finaliza en su
conexión con la tubería Principal.
Ambas tuberías realizan los cruces con carreteras por el interior de hincas construidas en hormigón armado.
6. MEDIDAS DE CAMPO
6.1.- MEDIDAS DE RESISTIVIDADES
Se han medido resistividades del terreno frente a todas las torres de líneas eléctricas próximas y zonas en las
que se ha detectado cambios de terreno a profundidades de 0,5, 1, 1,5 y 2 metros.
Asimismo se han medido resistividades a dichas profundidades en las zonas previstas instalar estaciones de
protección catódica en las estaciones de bombeo y a profundidades de hasta 40 metros en dos puntos
intermedios previstos inicialmente para instalar otras estaciones
Las mediciones se han realizado según el método Schlumberger con un medidor de tierras NILSSON, que
contiene un vibrador alimentado por una batería de 12 V proporcionando una tensión alterna de 108 Hz y que
rectifica la tensión de medida para el galvanómetro.
A pesar de que la resistividad no es el único factor que determinará la agresividad del suelo, sí es el más
importante. Existe una clasificación comunmente aceptada del carácter corrosivo de un suelo en función de su
resistividad que se indica en la Tabla I del Apéndice 1.
Los valores de resistividad obtenidos en campo se recogen en la Tabla II.
Del análisis de la tabla se observa que la tubería discurre por terrenos muy heterogéneos tanto en superficie
como en profundidad, predominando valores más elevados en el primer tramo de la conducción Principal y
tubería de Recarga, con valores de resistividad superiores a los 370.000 ohmxcm en el PK 8+117.
Los valores de resistividad son relativamente elevados en las EB de Portajes y Guadiloba, lo cual dará lugar a
lechos anódicos de dimensiones importantes.
6.2.- INFLUENCIAS CON OTRAS INSTALACIONES
Líneas eléctricas
A lo largo de la Conducción Principal existen diversas líneas eléctricas de baja y media tensión que se cruzan y
mantienen paralelismos de escasa longitud.
En el PK 15+840 cruza una línea eléctrica de muy alta tensión de REE de 380 o 400 KV. También hay un cruce
con otra línea de alta tensión de 220 KV en el Pk 35+150 y en el PK 54+280 con dos líneas paralelas también de
REE posiblemente de 132 KV.
En apartados posteriores se calculan las influencias sobre la tubería debidas a estas líneas eléctricas y se
diseñan sistemas de mitigación.
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Vías de ferrocarril
La conducción Principal cruza la línea de ferrocarril convencional Madrid – Lisboa en el PK 20+250 y la futura
línea L.A.V en el PK 21+815
Otras tuberías
En el inicio y final de su recorrido, la tubería mantiene paralelismo y se cruza con las actuales tuberías de
abastecimiento y que deberán quedar fuera de servicio.
7. INFLUENCIAS DE LÍNEAS ELÉCTRICAS AÉREAS DE ALTA TENSIÓN SOBRE TUBERÍAS METÁLICAS
ENTERRADAS
Los perjuicios ocasionados sobre las tuberías metálicas enterradas provistas de revestimiento de gran calidad,
debido a la proximidad de líneas de alta tensión pueden ser de dos clases:
a) Daños mecánicos sobre la tubería. Las elevadas tensiones a las que puede estar expuesta una tubería por
dichas influencias puede llegar a deteriorar gravemente el revestimiento aislante e incluso a perforar la
propia tubería.
Para que estas tensiones lleguen a producir riesgos en la tubería es preciso que se produzca una
perturbación en la línea debido a un defecto de aislamiento a tierra o cortocircuito pues en funcionamiento
normal las influencias no suelen ser importantes para la tubería.
b) Daños por corrosión en la tubería. También existe un riesgo de corrosión de la tubería cuando las
tensiones inducidas de forma permanente pueden superar los 4 V o los 10 V, en función de la resistividad
del suelo.
c) Daños sobre personas. Las tensiones inducidas sobre la tubería incluso en funcionamiento normal de la
línea eléctrica pueden llegar a ser peligrosas para las personas en contacto con la tubería durante la
construcción, explotación o mantenimiento de la misma.
Los riesgos serán lógicamente mucho mayores si coincide con cortocircuito o similar.
Las influencias más características que pueden aparecer son:
Influencias por conducción.
Influencias por inducción.
Influencias por conducción
Darán lugar a una elevada tensión en la tubería debido a la descarga eléctrica a través de las puestas a tierra de
los apoyos de la línea eléctrica. Esta descarga vendrá originada por un cortocircuito de la línea.
En el momento en que se produce un cortocircuito en la línea, la toma de tierra del apoyo es el camino por el que
se produce la descarga de la corriente, reproduciéndose en el terreno un gradiente de tensión.
Si dicho gradiente alcanza a la tubería se produce entre el suelo y la conducción metálica una diferencia de
tensión. La tensión máxima admisible, para tuberías con un revestimiento normal de 2,5 mm no debe superar los
5 kV, según valor que se indica en la normativa indicada.
Influencias por inducción
La asimetría entre las fases de la línea eléctrica con la tubería enterrada da lugar a una corriente homopolar, que
crea un campo magnético el cual origina una tensión inducida en la tubería.
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CÁLCULO DE INFLUENCIAS DE LINEAS ELECTRICAS SOBRE LA TUBERÍA
Los paralelismos existentes de líneas eléctricas con la tubería son en todos los casos con líneas de media
tensión. Al no existir paralelismos con líneas de alta no existirán riesgos de influencias por inducción. Solo se
calcularán las influencias por conducción.
Influencias por conducción
Se calculará la tensión sobre la tubería frente a los apoyos de líneas de alta tensión debido a la influencia por
conducción.
El gradiente de tensión entre el suelo y la conducción metálica no deberá superar los 5 KV.
Para el cálculo de la tensión sobre la tubería se utiliza la expresión:
(1) K X 2
R
V = V
P
PX
Siendo: Vp= Potencial en el pie del apoyo
= Resistividad del terreno
Rp= Resistencia a tierra del apoyo
X = Distancia tubería - apoyo
K = Coeficiente
La resistencia máxima de las tomas de tierra de los apoyos admitida por las compañías eléctricas es de entre 10
y 20 . Para los cálculos se toma el valor de 20 .
El coeficiente K es igual a 0,7 cuando el apoyo dispone de cable guarda.
Cálculo
En la Tabla IV se indica el valor de todos aquellos parámetros que intervienen en el cálculo de la tensión sobre la
tubería por conducción y el valor de la tensión sobre la tubería calculada a partir de la expresión (1). De acuerdo
con la normativa, el valor de la resistividad del terreno que se aplica es el más desfavorable de los medidos en
cada punto.
En la tabla se observa que la tensión máxima admisible de 5 kV sólo se supera frente a la torre de la línea de 45
KV situada frente al PK 11+950 de la Conducción Principal.
El valor obtenido es de 18,25 KV.
Distancias mínimas admisibles
La primera medida para evitar que esta tensión sobre la tubería supere los 5 kV, sería aumentar la distancia entre
la tubería y el apoyo.
La modificación de este parámetro hasta la distancia de seguridad es la que mayor garantía ofrece para mitigar la
sobretensión sobre la tubería.
Esta distancia mínima calculada a partir de la expresión (1) para un valor de V = 5 kV es de 19 metros.
En el caso de que no pudieran respetarse estas distancias, deberá instalarse un Sistema de Mitigación de
Influencias Líneas Eléctricas (SMILE) a base de apantallamiento con picas de zinc conectadas a la tubería
mediante vía de chispas.
El diseño de estos sistemas se indica en el apartado 12.4.
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8. AISLAMIENTO DE LA TUBERÍA
Revestimiento
El revestimiento de polietileno extruido posee una elevada rigidez dieléctrica que garantiza un buen aislamiento
del metal de la tubería del terreno, minimizando la superficie metálica expuesta a corrosión y optimiza el sistema
de protección catódica.
Durante las diversas fases por las que transcurre la tubería desde el transporte, descargas, almacenamiento,
montaje, etc., el revestimiento está expuesto a pérdidas de características dieléctricas y a riesgos de
desperfectos.
Durante todo el proceso se establecerá un sistema de control del estado del revestimiento que garantice el
correcto estado final del mismo. Se reparará cualquier desperfecto que pueda aparecer de acuerdo con el
procedimiento indicado por el fabricante.
Antes del tapado de la tubería se realizará un control mediante chispómetro y una vez tapada y asentado el
terreno se efectuará una revisión del revestimiento por el sistema DCVG (Direct Currente Voltage Gradient) o
similar.
Aislamiento eléctrico
Para que no existan fugas de corriente a otras estructuras metálicas y pierda efectividad el sistema de protección
catódica, la tubería deberá estar aislada eléctricamente de cualquier estructura metálica.
Los principales elementos que deberán aislarse de la tubería son:
Instalaciones de origen y final.
La tubería se aislará de las estaciones de bombeo mediante juntas aislantes del tipo monobloc.
Existe el tipo embridado con mayores riesgos de fallos de aislamiento y de puenteo interno de la corriente a
través del agua.
Las juntas aislantes se instalarán aéreas o en el interior de arqueta.
En el apartado 13.5 se indica con exactitud la ubicación de las juntas aislantes.
Cruces bajo hinca.
Se garantizará que la tubería no quede en contacto con ninguna parte metálica de las hincas. Un fallo de
aislamiento en esos puntos dará lugar a una distorsión de la distribución de la corriente pudiendo llegar a anular
la efectividad del sistema de protección catódica.
Entrada y salida de arquetas.
Se respetará un perfecto aislamiento de la tubería respecto de las armaduras de las distintas arquetas existentes
en el trazado. Para ello se construirán “ventanas” en las paredes de la arqueta para el paso de la tubería que se
acabarán de tapar con hormigón en masa.
Puesta a tierra elementos electromecánicos.
Cualquier elemento electromecánico intercalado en la tubería que deba estar conectado a un sistema de puesta a
tierra, éste será independiente y construido a base de picas de zinc y cable de cobre revestido o de acero
galvanizado desnudo. Ver esquema CRA-418.
En el caso de elementos electromecánicos ubicados próximos a las EB, se situarán entre la instalación en
cuestión y la junta aislante. Ver esquema CRA-419.
9. CONTINUIDAD ELÉCTRICA DE LA TUBERIA
Con el fin de que el sistema de protección catódica influya sobre la totalidad de tubería de acero deberá existir
continuidad eléctrica en toda la superficie a proteger.
Se tendrá en cuenta lo siguiente:
En la Arqueta de Rotura se realizará un puenteo de la tubería de entrada con la de salida. Para ello se
interconectarán con un cable de 70 mm2 de sección mínima.
En cualquier pieza de dilatación con elementos aislantes intercalada en la tubería se puenteará el elemento
aislante con un cable de la sección indicada más arriba.
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10. CORRIENTE DE PROTECCIÓN NECESARIA
Definición del potencial de inmunidad
Para obtener la protección contra la corrosión de una tubería enterrada, es preciso rebajar su potencial hasta
valores inferiores a -850 mV medidos respecto a un electrodo de referencia de Cu/CuSO4. Según se indica en la
norma UNE-EN 12954, este valor de potencial será libre de caídas I x R.
En previsión a la existencia eventual de bacterias sulforreductoras y pilas geológicas, el potencial mínimo de
protección se fijará en -950 mV respecto a dicho electrodo de referencia.
Densidad de corriente
El valor de la densidad de corriente (δ) a aplicar a la tubería para obtener el criterio de protección indicado
depende fundamentalmente de la buena calidad y del estado del revestimiento. También influye la corrosividad
del terreno y el riesgo de presencia de terrenos anaerobios con presencia de bacterias sulforreductoras.
Dada la buena calidad del revestimiento y previendo el buen tratamiento dado durante los trabajos de instalación
de la tubería, reparando aquellos desperfectos que se hayan podido producir así como un esmerado control
eléctrico del mismo antes de colocación en zanja, se selecciona un valor de densidad de corriente de 0,15 mA/m2.
Este valor incluye un margen de seguridad que cubre los pequeños desperfectos que puedan aparecer en la
puesta en zanja y tapado de la tubería y la pérdida de características dieléctricas con el paso de los años.
Corriente de protección
La superficie total a proteger será de m2 aproximadamente.
La intensidad de protección necesaria será:
I (mA) = δ (mA / m2) ·S (m
2)
Siendo: δ.- densidad de corriente
I (mA) = 0,20 (mA/m2) x 216.236 m
2 = 43.248 mA
Se realizará el diseño de protección catódica para una corriente total de 65 amperios.
11. DISEÑO DEL SISTEMA DE PROTECCIÓN CATÓDICA
Básicamente el sistema de protección catódica estará constituido por:
Cinco (5) Estaciones de Protección Catódica (EPC) a base de: transforrectificador, lecho anódico y electrodo
de referencia permanente.
Un conjunto de tomas de potencial repartidas a lo largo de las tuberías para control de la efectividad del
sistema.
Electrodos-probeta tipo estándar y de alterna para obtener los potenciales reales sobre la tubería.
Juntas aislantes para el aislamiento eléctrico de la tubería respecto de otras instalaciones y mitigación de
corrientes vagabundas.
Sistema de Mitigación de Influencias Eléctricas para mitigar las influencias de una líne eléctrica sobre la
tubería.
Sistema de Protección Catódica provisional.
En los apartados siguientes se ubican y dimensionan los distintos elementos.
11.1.- ESTACIONES DE PROTECCIÓN CATÓDICA (EPC)
Con el fin de conseguir una correcta distribución de la corriente a lo largo de las tuberías, se instalará un total de
cinco (5) estaciones de protección catódica. Los transforrectificadores serán de 50 V según recomendación del
Reglamento de Baja Tensión.
UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES DE PROTECCIÓN CATÓDICA (EPC)
Las EPC’s se ubicarán en zonas en la que sea factible disponer de energía eléctrica para alimentar el
transforrectificador y que la implantación del armario del equipo y la construcción del lecho anódico no sea
complicada. También será necesario que la resistividad del terreno no sea excesivamente desfavorable.
Las EPC´s se instalarán en los siguientes puntos:
Conducción Principal
EPC.1.- en el origen PK 0+000 (Embalse Portaje)
EPC.2.- en el PK 25+750
EPC.3.- en el PK 39+017
EPC.4.- en el final, PK 59+300. (Embalse Guadiloba)
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Conducción de Recarga
EPC.5.- en el origen PK 0+000 (EB.Alagón)
Los ánodos dispersores de la corriente deberán instalarse a una distancia mínima de 50 metros de la tubería para
conseguir una correcta distribución de la corriente y por lo tanto una protección homogénea a lo largo de la
tubería.
Los únicos lugares de la instalación en los que además de la disponibilidad de energía eléctrica existe espacio
suficiente para mantener los 50 metros de separación entre lecho anódico y tubería son en los extremos de las
tuberías, en las cercanías de las EB o embalses. Los lechos anódicos en estos puntos serán del tipo horizontal
continuo.
Ante la falta de espacio para que se mantenga esa distancia en las EPC´s propuestas a lo largo de la línea
(EPC.3 y EPC.4) los lechos anódicos serán del tipo pozo profundo. En este tipo de lecho la separación ánodos –
tubería se consigue en profundidad.
El lecho anódico podrá construirse en la proximidad de la tubería en zona expropiada. Ver esquema CRA-91.
En ambos puntos será preciso contratar una acometida eléctrica de una potencia no inferior a 3,3 KVA.
El rectificador montado en armario de poliéster irá alojado en interior de caseta a construir para tal efecto.
En los Apartados 12.1 y 14 se calculan los lechos anódicos y se indican las características de los materiales a
instalar.
ATENUACIÓN DE CORRIENTE
Para determinar que el emplazamiento propuesto de las EPC es adecuado deberá comprobarse que su influencia
en el punto más alejado de la tubería a proteger es suficiente, sin alcanzar valores de sobreprotección en el punto
más próximo a ellas.
El potencial en el punto de inyección no alcanzará los -3,0 V para conseguir un valor de -1,0 V en el punto más
alejado. Para ello se calculará la Atenuación de corriente.
Se realizará el cálculo en dos suposiciones:
a) Que las 5 EPC´s estén en funcionamiento
b) Que quede fuera de servicio una de las EPC´s, siendo el caso más desfavorable por distancias entre ellas
en que sea la EPC.3
El potencial en el punto de inyección se obtendrá aplicando la fórmula:
l a cosh E = Ei a
Siendo:
RL = Resistencia longitudinal tubería [/Km]
RA = Resistencia transversal revestimiento [·Km]
RK = Resistencia característica []
Ea = Potencial en el punto más alejado.
Ei = Potencial en el punto de inyección.
l = Distancia punto más alejado.
a = Constante de atenuación en Km-1
.
Para obtener el potencial respecto el electrodo de referencia de Cu/CuSO4 deberemos sumar al Ei obtenido, 0,32
V correspondientes a la diferencia entre el potencial absoluto y el referido a ese electrodo.
La corriente en el punto de inyección se obtendrá a partir de:
R
E = I E
ii
Siendo RE la resistencia equivalente de la tubería cuya expresión es:
l a T
R = R
H
KE
Los cálculos se realizarán para una resistencia específica del revestimiento nuevo de 50.000 m2 y de 20.000
m2 una vez envejecido.
a) Cálculo para el caso de que las 5 EPC´s estén en funcionamiento.
La mayor distancia entre EPC´s es entre la EPC.2 y la EPC.3, en que la distancia es de 27,65 Kms, por lo que la
distancia de cálculo será la correspondiente al punto medio entre las dos, o sea 13,825 Kms. El diámetro de la
tubería es de 1000 mm y el espesor inferior de todo ese tramo de 7,9 mm.
Para una tubería de estas características su resistencia longitudinal será:
RL = 0,0075 /Km
Para 50.000 m2
La resistencia transversal de revestimiento será:
RA = 15,92 Km
0,347 = R R = R ALK
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA Pág. 9
La constante de atenuación será:
0,022 = R
R = a
K
L
El potencial en el punto de inyección:
V0,71 = Ei
Este potencial equivale al medido respecto al electrodo de Cu/CuSO4 de -1,03 V. La corriente en el punto de
inyección será:
R
E = I E
ii
Siendo:
Ω1,19 = RE
A0,60 = Ii
Para 20.000 m2
Llevando a cabo las mismas operaciones que para el caso anterior obtenemos:
Km Ω6,37 = RA
0,220 Ω = R R = R ALK
La constante de atenuación será:
Km1-0,034 =
RK
RL = a
El potencial en el punto de inyección:
V 0,76- = Ei
Este potencial medido respecto al electrodo de Cu/CuSO4 equivale a -1,08 V.
La corriente en el punto de inyección será:
R
E = I E
ii
Siendo:
Ω0,49 = RE
1,53A = Ii
b) Cálculo para el caso de fallo de la EPC.2
El punto de influencia de la tubería más alejado en este caso se encuentra a la mitad de la distancia entre la EPC
3 y la EPC 5 que es de 20.455 Km.
Para realizar el cálculo se tomarán los mismos parámetros que en la anterior.
Para una tubería de estas características su resistencia longitudinal será:
RL = 0,0075 /Km
Para 50.000 m2
La resistencia transversal de revestimiento será:
RA = 15,92 Km
Ω0,347 = RA RL = RK
La constante de atenuación será:
Km0,022 = R
R = a 1-
K
L
El potencial en el punto de inyección:
V0,71 = Ei
Este potencial equivale al medido respecto al electrodo de Cu/CuSO4 de -1,03 V.
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA Pág. 10
La corriente en el punto de inyección será:
RE
Ei = Ii
Siendo:
Ω0,83 = RE
0,903A = Ii
Para 20.000 m2
Llevando a cabo las mismas operaciones que para el caso anterior obtenemos:
Km Ω6,37 = RA
0,220 Ω = RA RL = RK
La constante de atenuación será:
Km1-0,034 =
RK
RL = a
El potencial en el punto de inyección:
V 0,86- = Ei
Este potencial medido respecto al electrodo de Cu/CuSO4 equivale a -1,18 V.
La corriente en el punto de inyección será:
RE
Ei = Ii
Siendo:
Ω0,36 = RE
2,371A = Ii
CONCLUSIÓN
En los dos casos estudiados se comprueba que la atenuación de corriente obtenida asegura una correcta
protección en el punto más alejado sin potenciales de sobreprotección en el más cercano a la EPC considerada.
11.2.- TOMAS DE POTENCIAL O PUNTOS DE CONTROL
La medida del potencial con los electrodos de referencia convencionales, ya sean portátiles o permanentes,
incluyen errores correspondientes a las caídas I x R generadas por la circulación de corriente por el terreno. El
origen de estas corrientes puede ser el propio sistema de protección catódica, otros sistemas de protección
catódica, líneas férreas electrificadas o las propias corrientes de compensación entre puntos de la tubería.
Para que el potencial medido sea exacto, exento de estas caídas, es preciso realizar la medición con electrodos
probeta que se instalarán en distintos puntos repartidos a lo largo de la conducción.
El potencial medido con este tipo de electrodo es el de la probeta metálica polarizada como la tubería, en el
momento de ser desconectada de la misma.
Con el fin de poder medir el potencial de la tubería y/o controlar otros parámetros se instalarán a lo largo de toda
la conducción, cajas de toma de potencial o puntos de control.
Se intentará que las cajas queden instaladas en el interior de arquetas existentes.
Toma de potencial simple (TP)
En esta caja se conectará un cable conectado a tubería y de un electrodo de referencia tipo probeta. Estas cajas
se instalarán perfectamente en arquetas de ventosa.
Toma de potencial especial (TPE)
En esta caja, además de los elementos mencionados en la TP se conectarán otros correspondientes a distintas
instalaciones a realizar, como son: vía de chispas, cables de continuidad de tubería, etc.
Se instalarán en las arquetas de las juntas aislantes y puntos especiales que se definen más adelante.
11.3.- JUNTAS AISLANTES
Se instalarán juntas aislantes del tipo monobloc para conseguir el aislamiento eléctrico de la EB de Portaje, EB de
Alagón y en el Embalse de Guadiloba.
En el apartado 14.8 se indican sus características.
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA Pág. 11
11.4.- SISTEMAS DE MITIGACION Y CONTROL DE INFLUENCIAS EXTERNAS
Atenuación de influencias por corriente alterna
Según se indica en el Apartado 7, la tubería puede estar sometida a riesgos de sobretensión por conducción
frente a un apoyo de línea eléctrica ubicado en el PK 11+950.
Para mitigar estas influencias será preciso diseñar un Sistema de Mitigación de Influencias de Líneas Eléctricas
(SMILE).
Este sistema tiene el objeto de captar las corrientes de defecto del apoyo de la línea de alta tensión para evitar el
deterioro del revestimiento de la tubería frente a él.
Para ello se dimensionará un sistema de puesta a tierra a base de picas de zinc que se instalará a modo de
apantallamiento entre el apoyo de la línea eléctrica y la tubería y se conectará a la misma intercalando una vía de
chispas.
El sistema se complementará con la instalación de un electrodo probeta especial para corriente alterna.
11.5.- SISTEMA DE PROTECCIÓN CATÓDICA PROVISIONAL
En el caso de que pudieran transcurrir varios meses desde la instalación de los primeros tramos de tubería hasta
la puesta en marcha definitiva del sistema de protección catódica por corriente impresa (duración de la obra,
retrasos en la contratación de la alimentación eléctrica, etc.), deberá llevarse a cabo una instalación provisional
de protección catódica para disminuir el riesgo de corrosión de la tubería desde el mismo momento de su
enterramiento.
Esta instalación provisional será a base de ánodos de magnesio, de poco peso, que se conectarán por grupos en
las cajas de toma de potencial a instalar y/o arquetas previstas.
En la tubería ya enterrada se conectarán a la tubería en el interior de arquetas ya construidas, y en las tomas
pendientes de construcción se instalarán simultáneamente con la tubería con el objeto de que la tubería esté
protegida a partir del primer momento de su enterramiento. Los ánodos se conectarán a la tubería en aquellos
puntos en los que con posterioridad existirán arquetas; esto permitirá cortar la conexión una vez se disponga del
sistema de protección catódica por corriente impresa definitivo.
Para que este sistema sea efectivo la tubería deberá estar aislada o no conectada a las estaciones de bombeo.
11.6.- SISTEMA DE TELEVIGILANCIA
Tal como se indica en la norma UNE-EN 12954, para que un sistema de protección catódica sea eficaz deben
realizarse ciertas operaciones periódicas de control y mantenimiento.
Este sistema de control mediante televigilancia está especialmente indicado en este tipo de tuberías en el que
algunos de los equipos de protección catódica no están instalados en el interior de instalaciones como estaciones
de bombeo, ETAP, etc. y no puede ser fácilmente controlados.
De acuerdo con la normativa, el sistema debe poder controlar el funcionamiento de los rectificadores, obtener
valores de potencial libres de caídas IxR y de alterna a lo largo de la tubería, particularmente de aquellos puntos
en los que pueden estar bajo la influencia de otras instalaciones como son líneas eléctricas, tuberías ajenas
provistas de protección catódica y ferrocarril.
La televigilancia de la protección catódica mejora cualitativamente el control de la protección de la tubería y del
funcionamiento de los equipos e indirectamente también del buen estado de los elementos de aislamiento de la
misma.
Este sistema, reduce los costes y el tiempo empleados en realizar las medidas manuales a pie de obra.
Para facilitar el control, los equipos estarán diseñados especialmente para la monitorización automática e
inalámbrica de los elementos de protección catódica tomando valores como potenciales ON-OFF, valores de
alterna, intensidades y tensiones.
El sistema de televigilancia a instalar será el tipo MINITRANS de Weilekes
En el apartado 13 se indica la ubicación de los distintos elementos del sistema. En el Anexo 4 se adjunta amplia
información técnica sobre el sistema MINITRANS.
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12. DIMENSIONAMIENTO DE LOS EQUIPOS DE PROTECCIÓN CATÓDICA
12.1.- VIDA UTIL
El sistema de protección catódica por corriente impresa se calcula para una vida útil de 20 años.
12.2.- ESTACIONES DE PROTECCION CATODICA
TRANSFORRECTIFICADORES
Para la protección de la tubería se prevé la instalación de cinco (5) transforrectificadores.
A partir de la superficie de tubería a proteger y los valores de resistividad medidos en los lugares seleccionados
para la ubicación de las Estaciones de Protección Catódica, se decide que los equipos sean de 10 y 15 amperios.
La tensión de salida de los equipos será de 70 V; así pues los rectificadores a instalar tendrán las siguientes
características:
EPC PK RECTIFICADOR
CONDUCCIÓN PRINCIPAL
01 0+000 70V – 10A
02 25+750 70V – 15A
03 39+017 70V – 15A
04 59+300 70V – 15A
CONDUCCIÓN DE RECARGA
05 0+000 70V – 10A
LECHOS ANÓDICOS
Los lechos anódicos se dimensionarán para la intensidad nominal de los rectificadores.
Para dimensionar los lechos anódicos, deberá tenerse en cuenta la duración deseada, la corriente total y la
resistividad del terreno en el que se deben instalar.
Los lechos anódicos de las EPC 1, 4 y 5 serán del tipo horizontal continuo en el interior de zanja. Los lechos de
las EPC 2 y EPC 3, serán del tipo profundo en el interior de un pozo
Cálculo lechos anódicos tipo horizontal continuo
Para calcular la longitud de los lechos anódicos horizontales se utilizará la expresión siguiente:
Siendo:
R = Resistencia a tierra
ρ = Resistividad terreno
L = Longitud lecho
t = Profundidad
d = Diámetro equivalente
A partir de los valores de resistividad obtenidos en las EB y Embalse de Guadiloba, las longitudes de los lechos
anódicos de cada EPC serán:
EPC LONGITUD TOTAL LECHO
ANÓDICO UBICACIÓN
EPC-01 50 m EB Portaje
EPC-04 50 m Embalse Guadiloba
EPC-05 30 m EB Alagón
Número de ánodos
EPC NUMERO Y DIMENSIONES ANODOS
EPC-01 7 ánodos de 1000x20x3mm
EPC-04 7 ánodos de 1000x20x3mm
EPC-05 5 ánodos de 1000x20x3mm
Cálculo lechos anódicos en pozo profundo
Para calcular la longitud activa de cada lecho anódico en pozo profundo, se utilizará la siguiente expresión:
R= ρ / 2πL . ln8L/D-1
Siendo:
R – Resistencia a tierra (ohms)
ρ – Resistividad terreno (ohms x cm)
L – Longitud (m)
D – Diámetro (m)
El diámetro de la perforación será de 220 mm y estará entubado íntegramente con camisa de chapa metálica de
180 mm de diámetro.
Los lechos anódicos de las EPC tendrán las siguientes características:
EPC LONGITUD TOTAL LECHO ANÓDICO
02 45 m
03 50 m
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA Pág. 13
Número de ánodos
El tipo y las dimensiones del ánodo a instalar en el interior de los pozos profundos será el mismo que en los
lechos anódicos horizontales.
En cada lecho anódico se instalarán:
EPC NUMERO Y DIMENSIONES ANODOS
EPC-02 6 ánodos de 1000x20x3mm
EPC-03 6 ánodos de 1000x20x3mm
Ver esquemas CRC-2323 y CRC-2324.
12.3.- PROTECCION CATODICA PROVISIONAL
Para el dimensionamiento del sistema de protección catódica provisional no se aplicarán coeficientes de
seguridad dado el corto plazo para el que se prevé dicha protección y el buen estado del revestimiento recién
instalado.
Seleccionamos un valor de densidad de corriente de 0,01 mA/m2.
Este valor aplicado a la superficie total a proteger de 216.236 m2 da lugar a una corriente de protección
provisional de 2.163 mA.
El ánodo de magnesio de tipo WIGE R-05 seleccionado saca una corriente de 5,7 mA en un terreno de una
resistividad media obtenida de las diferentes mediciones realizadas, de 15.000 Ωxcm.
El número total de ánodos será de 380.
12.4.- SISTEMA MITIGACION INFLUENCIA LINEA ELECTRICA
Cálculo:
Para el dimensionamiento del sistema de puesta a tierra para captación (TTC) de la corriente de defecto se
utilizarán los siguientes criterios:
La resistencia a tierra del sistema de captación (TTC) será inferior a la que ofrece un tramo de tubería de 50 m
revestido, con una resistencia de aislamiento del revestimiento envejecido o sea a partir de 10.000 Ωxm2.
La resistividad del terreno que se utilizará será la media de los valores obtenidos en cada punto.
El número mínimo de picas a instalar será de 3.
Para una tubería de 1000 mm de diámetro, la resistencia lateral de un tramo de 50 m para una resistencia del
revestimiento envejecido de 10000 Ωxm2 es de 63 Ω.
Así pues, el sistema de puesta a tierra a dimensionar tendrá una resistencia inferior a este valor.
El sistema de puesta a tierra constará de un conjunto de picas de zinc de 1520 mm de longitud, montadas en
sacos rellenos de mezcla activadora de dimensiones exteriores 1800 x Ø 150 mm y separadas 5 metros entre sí.
Para dimensionarlo se utilizará la expresión que permite calcular la resistencia de un conjunto de electrodos. Esta
expresión es:
N0.656ln
s
L21
d
L8ln
L2π
ρR(6)
Siendo:
ρ - resistividad en Ω x cm.
L - longitud en cm.
d - diámetro en cm.
s - separación entre electrodos en cm.
N - nº de electrodos.
Para obtener esa resistencia a tierra mínima se precisan para el Sistema de Captación de corriente (TTC)
previsto en el PK 11+950, 8 picas separadas 5 m entre sí.
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA Pág. 14
13. EMPLAZAMIENTO ELEMENTOS SISTEMA DE PROTECCIÓN CATÓDICA
Ver emplazamiento de los distintos elementos en los planos del anexo 5.
13.1.- ESTACIONES DE PROTECCIÓN CATÓDICA
EPC-1 PK 0+000 Conducción Principal EB PORTAJE
La EPC 1 se situará en las proximidades de la EB de Portaje.
El rectificador se instalará en el interior de caseta a construir junto al armario eléctrico existente en la presa del
embalse. Se alimentará a 230 VAC.
El lecho anódico, en el interior de una zanja de 50 metros de longitud, se construirá a lo largo del camino de
acceso ala EB, manteniendo una distancia de 50 metros respecto de una tubería de camisa de chapa que hay en
ese lugar y de la conducción principal a proteger. Ver esquema CRC xxx.
El electrodo de referencia se instalará enterrado junto a la tubería y se cableará hasta el rectificador.
EPC-2 PK 25+750 Conducción Principal
La instalación se ubicará junto al poste de línea eléctrica existente provisto de un transformador de BT
correspondiente a la línea de suministro al puente Tunning, del cruce de la A-66 con el río Tajo.
La ubicación del rectificador, el pozo del lecho anódico, la conexión de la tubería y el electrodo de referencia
quedará concentrada en una superficie mínima dentro de la zona de expropiación de la tubería.
El transforrectificador se instalará preferentemente en el interior de una caseta de obra que se construirá para tal
efecto o bien a la intemperie sobre una bancada de obra por cuyo interior accederán los cables al rectificador. Ver
esquema CRA-219.
El rectificador irá montado en armario de poliéster IP-54.
El lecho anódico se instalará en el interior de un pozo se construirá en el límite de la zona de expropiación de la
tubería o si es posible algo más alejado de la tubería.
En la parte alta del pozo se construirá una arqueta en cuyo interior se instalará la caja de conexionado de los
cables anódicos y el tubo de venteo.
En el punto de la tubería más próximo al rectificador se conectarán dos cables (cables de negativo de potencia y
de referencia) y se enterrará el electrodo de referencia a 20 cms de separación de la tubería.
Desde ese punto, el cable del electrodo y los de los negativos de trabajo y referencia se canalizarán en una zanja
por el interior de tubulares hasta el rectificador.
EPC-3 PK 39+017 Conducción Principal
La instalación se ubicará junto al poste de línea eléctrica existente provisto de un transformador de BT
correspondiente a la línea de suministro al puente del cruce de la A-66 con el río Almonte.
La ubicación del rectificador, el pozo del lecho anódico, la conexión de la tubería y el electrodo de referencia
quedará concentrada en una superficie mínima dentro de la zona de expropiación de la tubería.
El transforrectificador se instalará preferentemente en el interior de una caseta de obra que se construirá para tal
efecto o bien a la intemperie sobre una bancada de obra por cuyo interior accederán los cables al rectificador.
El rectificador irá montado en armario de poliéster IP-54.
El lecho anódico se instalará en el interior de un pozo se construirá en el límite de la zona de expropiación de la
tubería o si es posible algo más alejado de la tubería.
En la parte alta del pozo se construirá una arqueta en cuyo interior se instalará la caja de conexionado de los
cables anódicos y el tubo de venteo.
En el punto de la tubería más próximo al rectificador se conectarán dos cables (cables de negativo de potencia y
de referencia) y se enterrará el electrodo de referencia a 20 cms de separación de la tubería.
Desde ese punto, el cable del electrodo y los de los negativos de trabajo y referencia se canalizarán en una zanja
por el interior de tubulares hasta el rectificador.
EPC-4 PK 59+300 Conducción Principal Embalse Guadiloba
La EPC 4 se situará en las proximidades de la Estación de Control del embalse.
El rectificador se instalará en el interior del edificio de la Estación o bien en el exterior en caseta a construir. Se
alimentará a 230 VAC.
El lecho anódico, en el interior de una zanja de 50 metros de longitud, se construirá a lo largo del camino de
acceso a Guadipark, manteniendo una distancia mínima de 70 metros respecto de la actual tubería de acero de
abastecimiento y de la conducción principal a proteger. Ver esquema CRC xxx.
El electrodo de referencia se instalará enterrado junto a la tubería y se cableará hasta el rectificador.
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA Pág. 15
EPC-5 PK 0+000 Conducción de Recarga EB Alagón
La EPC 5 se situará en las proximidades de la EB 3 de Alagón.
El rectificador se instalará en el interior del edificio de la estación y se alimentará a 230 VAC.
El lecho anódico, en el interior de una zanja de 30 metros de longitud, se construirá a lo largo del camino del
canal, una vez cruzado el mismo. Ver esquema CRC xxx.
El electrodo de referencia se instalará enterrado junto a la tubería y se cableará hasta el rectificador.
13.2.- SISTEMA DE MITIGACIÓN DE INFLUENCIAS LINEA ELÉCTRICA (SMILE)
Se instalará SMILE frente al apoyo de línea eléctrica cuya tensión por conducción superan los 5 KV admisibles
que es la torre situada en el PK 11+950 de la Conducción Principal.
13.3.- TOMAS DE POTENCIAL (TP) O PUNTOS DE CONTROL
Con el fin de poder medir el potencial de la tubería se instalarán a lo largo de toda la conducción, cajas de toma
de potencial (TP) o puntos de control.
Se colocarán en lugares de fácil acceso y de acuerdo con la normativa la separación entre ellas no superará los 3
km de distancia.
En los planos de la conducción que se adjuntan, se han situado las TP y en la Tabla III del Anexo 1 se indica su
ubicación aproximada. También se adjunta el esquema lineal, CRC-2322, en los que se indica de forma resumida
la ubicación de los diferentes elementos.
13.4.- TOMAS DE POTENCIAL ESPECIALES (TPE)
Con el fin de proteger y controlar las juntas aislantes se instalará en cada una de ellas una caja de toma de
potencial especial (TPE) provista de un descargador tipo vía de chispas. Ver esquema CRA-391.
Puntos especiales
Esa misma caja con una vía de chispas se instalará en la conexión del SMILE con la tubería. Ver esquema
CRA-361
En la arqueta de rotura se instalará una caja aérea de tipo TPE en cuyo interior se conectarán los cables que
darán continuidad eléctrica a la conducción principal.
La situación de las TPE se indica en los planos y en la Tabla III del Anexo 1 su ubicación aproximada.
13.5.- JUNTAS AISLANTES
Las juntas aislantes serán del tipo monobloc, de características las que se indican en el Apartado 14.8.
Se instalarán juntas aislantes del tipo monobloc en los siguientes puntos:
En la Conducción Principal
PK 0+000 En la conexión de la tubería con la EB de Portaje.
PK 59+300 En la conexión de la tubería con el Embalse de Guadiloba
En la Conducción de Recarga
PK 0+000 En la conexión de la tubería con la EB de Alagón.
13.6.- ELECTRODO DE REFERENCIA ESTÁNDAR
Se instalará este tipo de electrodo para gobernar en modo automático los rectificadores de las cinco EPC’s.
13.7.- ELECTRODO PROBETA ESTÁNDARD
Se instalarán electrodos probeta en todos aquellos puntos en los que se instalen cajas de tipo TP.
En la tabla III y en los planos del trazado de la tubería adjuntos se detallan los puntos en los que se instalarán los
electrodos probeta.
13.8.- ELECTRODO PROBETA ESPECIAL DE ALTERNA
Con el fin de valorar el riesgo de corrosión en la tubería debido a las influencias por corriente alterna, se
instalarán electrodos probetas especiales de alterna frente al apoyo de línea eléctrica del PK 11+950, proximidad
a la línea de 380KV de REE y cerca del cruce con la L.A.V.
13.9.- PROTECCIÓN CATÓDICA PROVISIONAL. ÁNODOS DE MAGNESIO
Se instalará un total de 380 ánodos de magnesio del tipo WIGW R-05 distribuidos en grupos repartidos a lo largo
de las tuberías.
13.10.- SISTEMA DE TELEVIGILANCIA
Para conseguir un correcto control del nivel de protección de las tuberías y de funcionamiento del sistema de
protección catódica se recomienda instalar los siguientes equipos:
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA Pág. 16
En las EPC´s
Cinco (5) unidades de adquisición, registro y emisión de datos, alimentados a tensión alterna, una en cada
rectificador.
A lo largo de la tubería
Tres (3) unidades de adquisición registro y emisión de datos provistos de interruptor y alimentados mediante
batería a instalar junto al punto de control (TP o TPE) correspondiente en los siguientes emplazamientos:
Conducción Principal
En el PK 10+574 Arqueta de Rotura (tramo aislado)
En el PK 18+717
En el PK 50+994
El número y emplazamiento de estos equipos se puede modificar en función de los datos aportados tanto por la
puesta en marcha del sistema como por posteriores revisiones.
14. ESPECIFICACIONES DE EQUIPOS Y MATERIALES
14.1.- TRANSFORRECTIFICADOR
Características:
Elemento regulador, puente rectificador de 4 tiristores.
Control electrónico por corte de fases con rampa de sincronismo.
Tomas medias de baja tensión en equipos < 15 Amp.
Selector encendido retardado (pre-acondicionamiento).
Regulación de tensión máxima y mínima.
Regulación de intensidad máxima.
Dos modos de funcionamiento:
- Automático: Estabilización voltaje consigna 0 / 10 V
- Manual: Tensión o intensidad continua estabilizada
Panel de controles dotado de:
- Voltímetro, amperímetro, voltímetro de consigna.
- Selectores de modo de funcionamiento.
- Potenciómetro de regulación de precisión, con enclavamiento.
- Convertidor 0-10 / 4-20 mA.
Protección contra descargas atmosféricas Blitzductor VT KKS
Conforme a: CEE89/336 (compatibilidad electromagnética)
Armario metálico IP-54.Dimensiones externas: 1000 x 600 x 300 mm (Ver esquema CRA-217)
14.2.- LECHO DISPERSOR DE CORRIENTE
Ánodos
Los lechos de ánodos estarán constituidos a base de ánodos de titanio grado 1 activado a base de una capa de
una mezcla de óxidos de distintos metales aplicada electrocatalíticamente sobre su superficie.
El ánodo del tipo Stp. 1.0 tiene una longitud de 1.000 mm, 20 mm de anchura y 3 mm de grueso.
Para una máxima densidad anódica de 100 A/m2, el ánodo Stp 1.0 tiene una capacidad máxima de corriente de 4
Amperios en lecho de backfill de carbón de coke de petróleo
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA Pág. 17
Cada ánodo irá conectado a un cable del tipo HMWPE de 10 mm2 de sección, resistente al medio agresivo que
puede generarse en las proximidades del ánodo.
En el caso de los ánodos en pozo profundo la intensidad de cada ánodo con su cable independiente podrá ser
regulada y equilibrada desde el exterior del lecho anódico con el fin de que nunca pueda sobrepasar la intensidad
máxima admisible.
Backfill
El backfill en el que estarán instalados los ánodos será de carbón de coke de petróleo de las siguientes
características:
Granulometría: de 3 a 8 mm
Resistividad: 5 a 25 x cm
Máxima densidad de corriente: 5 A/m2
Contenido en carbono: 98%
Conexiones cable-ánodo
La conexión del cable al ánodo se realizará mecánicamente y se protegerá con resina epoxy o manguito
termorretráctil.
14.3.- ELECTRODO DE REFERENCIA PERMANENTE
El electrodo de referencia permanente se instalará para el control del transforrectificador de la EPC.
El electrodo está constituido por una varilla en espiral de cobre electrolítico montado en el interior de un recipiente
cerámico poroso, relleno de sulfato de cobre.
El proveedor suministrará el electrodo con una longitud de cable suficiente para que no sean precisos empalmes.
Ver esquema CRA-164.
14.4.- CAJAS DE TOMA DE POTENCIAL
Serán de dos tipos:
Tipo TP simple, se utilizará para la toma de potencial de la tubería respecto a un electrodo de referencia.
La caja estará construida en PVC o policarbonato de dimensiones 170x135x85 mm provista de tres
prensaestopas y un grado de protección IP-55 según UNE 20324.
Las cajas se instalarán en las arquetas indicadas en los planos y tabla III o en lugares próximos a ellas que sean
de fácil acceso.
Tipo TPE especial, se utilizará para conectar los cables de los diferentes elementos instalados a lo largo de la
tubería para mitigar influencias y vías de chispas para la protección de las juntas aislantes.
Cuando vaya instalada en el interior de arqueta, la caja estará construida en PVC o policarbonato de dimensiones
270x220x105 mm provista de prensaestopas y grado de protección IP-55 según UNE 20324.
Las cajas se instalarán en los lugares indicados en los planos y tabla III o en lugares próximos a ellos que sean
de fácil acceso.
Cuando las cajas sean aéreas, serán de aleación de aluminio de 320x320x145 mm y soportadas en un tubo de
acero galvanizado de 2”.
14.5.- CONDUCTORES ELÉCTRICOS
A excepción de los cables anódicos, todos los cables utilizados para la instalación del sistema de protección
catódica serán del tipo RV 0.6/1 KV formados por conductores de Cu, aislados con polietileno reticulado y
cubierta de policloruro de vinilo, fabricados de conformidad con la Norma UNE 21123.
Las secciones que se utilizarán serán las siguientes:
En la EPC
Para los cables individuales de cada ánodo 1 x 10 mm2 (HMWPE en los pozos)
Para la conexión al lecho anódico y a la tubería, sección 1 x 35 mm2
(lechos horizontales) y de 1x25 mm2 en
los lechos en pozo profundo.
Para el electrodo de referencia permanente y negativo de medida de 1 x 6 mm2
En la conducción
Para los electrodos probeta, sección 2 x 2,5 mm2.
Para las TP, sección 1 x 6 mm2.
Para las TPE, los cables a ambos lados de las juntas aislantes, sección 1 x 16 mm2.
Para los puenteos entre TPE’s para dar continuidad eléctrica a la tubería, sección 1 x 70 mm2.
En el sistema de mitigación de influencias eléctricas
Cable flexible de 1x25 mm2 para la conexión del grupo de picas y de 35 mm
2 para la conexión a la tubería.
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14.6.- CONEXIONES
Las conexiones de los cables a la tubería en tramos enterrados se realizarán mediante soldadura aluminotérmica
a una teja de acero, que a su vez irá soldada a la tubería por el constructor mediante soldadura eléctrica.
La teja se aislará del terreno mediante resina epoxy de dos componentes con encapsulación de PVC o elementos
específicos tipo handy-cap o similares. Ver esquema CRA-177
Las conexiones cable-cable se llevarán a cabo con soldadura aluminotérmica y se protegerán del terreno con
encapsulación de plástico rellena de resina epoxy de dos componentes.
14.7.- ELECTRODO PROBETA
Con el fin de medir el potencial real de la tubería (OFF) se instalarán electrodos probeta en todas las tomas de
potencial.
El electrodo probeta consistirá en un electrodo de referencia permanente estándar de Cu/CuSO4, el cual llevará
adosado un testigo metálico junto al punto de contacto del tapón poroso con el terreno.
La probeta del electrodo estándar tiene una superficie de 5 ó 10 cm2
y la de alterna 1 cm2. Ver esquema CRA-
164B
Dos cables, uno del electrodo y el otro de la probeta metálica se conectarán en una caja TP exterior quedando el
cable correspondiente a la probeta permanentemente conectado al cable de la tubería.
14.8.- JUNTAS AISLANTES
Tipo monoblock
Características técnicas:
Temperatura diseño: -10 º a +120 ºC
Resistencia aislamiento eléctrico: > 200 MΩ (1000 VDC)
Resistencia dieléctrica media: > 15 KV
Revestimiento externo: epoxy 300 µm
Revestimiento interno: epoxy alimentario 300 µm
En el Anexo 6 se adjuntan hojas de características de las juntas a instalar.
14.9.- VIA DE CHISPAS
Para la conexión de los sistemas de puesta a tierra de captación y drenaje con la tubería, se instalarán vías de
chispas de separación del tipo KFSU.
Características:
Tensión umbral A.C. (50 Hz): 1.0 KV
Sobretensión umbral (10.2/50): 2.2 KV
Corriente de descarga de sobretensión: 100 KA
Campo de ignición: G4
Material electrodo: TUNGSTENO-cobre
Norma de fabricación: DIN VDE 0185
14.10.- PICAS DE ZINC
Las picas de zinc a instalar en el Sistema de Mitigación de Influencias de Líneas Eléctricas (SMILE) serán de
aleación de alta pureza y dimensiones 1520 mm de longitud y sección 35 x 35 mm.
La pica irá provista de un cable del tipo RV 0.6/1 KV de 1 x 35 mm2 de un metro de longitud. La conexión cable-
pica se realizará con soldadura aluminotérmica y se aislará mediante manguito termorretráctil.
La pica irá rodeada de mezcla activadora a base de 25% yeso, 50% bentonita y 25% sulfato de sodio.
La pica se suministrará montada en interior de un saco de algodón 100%, de dimensiones exteriores 1800 x 120
Ø mm relleno de la mezcla activadora. Ver esquema CRA-18/D2.
14.11.- ÁNODOS DE MAGNESIO
Características técnicas
Denominación: Ánodo de magnesio ensacado
Tipo: WIGE-R05
Esquema: MGB-48
Características físicas:
Ánodo WIGE-R05
Ánodo sin ensacar:
Dimensiones: Ø (70 x 64.5 mm) x 305 mm
Peso: 2,3 Kg.
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA Pág. 19
Ánodo ensacado:
Dimensiones: Ø 150 mm x 500 mm
Peso: 5 Kg.
Características eléctricas
Potencial respecto Cu/CuSO4: -1.70 V
Capacidad (Amp. Hr/Kg): 1230
Rendimiento: 50 %
Composición química ánodo:
Aluminio: 0.01 % máx.
Cobre: 0.02 % máx.
Hierro: 0.03 % máx.
Manganeso: 0.5 – 1.30 %
Níquel: 0.001 % máx.
Magnesio: Resto
Impurezas (total): 0.3 % máx.
Impurezas (cada uno): 0.003 % máx.
Composición mezcla activadora:
Yeso en polvo: 75 %
Bentonita: 20 %
Sulfato Sodio: 5 %
14.12.- EQUIPO DE TELEVIGILANCIA
Sistema constituido por equipos de adquisición, registro y emisión de datos, con posibilidad de medición de
potenciales ON/OFF libres de caídas IxR, alterna, intensidad y tensión y control del propio sistema.
Envío de datos por GSM y sincronización de equipos vía radio señal DCF
Alimentación unidades en transforrectificadores directamente de tensión alterna.
Alimentación unidades en tomas de potencial alimentación por baterías. Duración 3 años.
Protección contra sobretensiones.
Características Software
Programación equipos
Compatible Windows
Posibilidad exportar datos a Excel
Alarmas varias, etc.
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA Pág. 20
15. NORMAS DE INSTALACIÓN
15.1.- ESTACIÓN DE PROTECCIÓN CATÓDICA
Transforrectificador
El transforrectificador se instalará en el interior de un edificio existente fijado en la pared o en una caseta de obra
u hormigón prefabricado que se construirá para tal efecto. En este caso el armario se fijará igualmente a la pared
o bien se ubicará sobre una bancada de obra por cuyo interior accederán los cables por el interior de tubulares de
PVC.
El equipo también puede ir a la intemperie sobre bancada. En este caso el armario será de poliéster.
Se instalarán tres tubulares, una para los cables de alimentación, uno para los de potencia del circuito y otra para
los de señal de referencia.
Alimentación eléctrica
El equipo irá alimentado a tensión alterna monofásica de 230 VAC. La acometida deberá disponer de todos los
elementos de protección de acuerdo con el reglamento vigente.
Para los rectificadores de 10A deberá contratarse una acometida de 2,2 KW y para los de 15A de 3,3 KW
Lecho de ánodos horizontal continuo
Para las EPC 1, 4 y 5 se construirán zanjas de 1,5 metros de profundidad y 0,4 metros de anchura y longitudes
las indicadas en el Apartado 12.2 (50 m, 50 m y 30 m respectivamente).
Se verterá en su interior el 50 % del polvo de grafito previsto repartiéndolo uniformemente en su longitud. A
continuación se colocarán los ánodos según las distancias que se indican en dicho apartado, cuidando que los
cables de los ánodos queden fuera de la zanja.
Se acabará de verter el resto de polvo de grafito asegurándose que cada ánodo quede perfectamente recubierto
del backfill en la misma cantidad.
Sobre el backfill se extenderá la manguera de PVC taladrada, para la evacuación de gases.
Seguidamente se tapará la zanja en una altura de 1 m con las tierras de la propia excavación, se extenderán los
cables de los ánodos y se conectarán los cables anódicos al cable general anódico aislando las conexiones con
torpedo relleno de resina epoxi.
El lecho anódico y el cableado se protegerán mediante una hilera de ladrillos y una banda de cinta plástica.
Finalmente se acabará de tapar la zanja compactándola cada 30 cm.
A ambos lados de la zanja se construirá una arqueta de registro de 0,5x0,5x0,5 m en cuyo interior quedará
alojado el extremo de la manguera.
Lecho de ánodos en pozo profundo
Realización de la perforación.
Para cada EPC se construirá un pozo de 220 mm de diámetro y una profundidad de 45 y 50 metros para la EPC
2 y EPC 3 respectivamente.
Deberán estar interiormente entubados con tubo de chapa de acero de 4 mm de espesor y 180 mm de diámetro,
para evitar el derrumbamiento durante la instalación del lecho anódico.
Previo a los trabajos de perforación, deberá realizarse una excavación en las inmediaciones del lugar designado
para ir vertiendo los lodos que se vayan produciendo durante los trabajos. Se buscará el sistema de evacuar
dichos lodos.
Instalación de los ánodos
Para facilitar la instalación de los ánodos en el interior del pozo y asegurar exactamente la situación de los
mismos, se agruparán formando una cadena, manteniendo la distancia entre ánodos obtenida en los cálculos, de
forma que la longitud total anódica se corresponda con la longitud activa del pozo calculada.
Cada ánodo dispondrá de un centrador que se ajustará a la medida del interior del pozo para conseguir el mejor
centrado posible del conjunto.
A continuación se fijará la manguera flexible de evacuación de gases a la cadena mediante presillas de plástico.
La manguera estará taladrada en todo el tramo inferior correspondiente a la longitud activa del pozo.
En el extremo inferior de la cadena se sujetará un peso que obligue a su tensado durante la instalación en el
interior del pozo.
A continuación se verterá el backfill hasta alcanzar la altura de la longitud activa establecida.
En el exterior se construirá una arqueta en la que se instalará la caja de conexionado y equilibrado de los distintos
cables anódicos y del cable general procedente del rectificador.
Electrodo de referencia permanente
El electrodo de referencia permanente que gobernará la EPC se instalará enterrado a una distancia de 20 cm de
la generatriz lateral de la tubería, en un punto a definir próximo al transforrectificador.
Una vez colocado el saco en el fondo de la excavación se realizará un tapado superficial de 30/40 cm con las
propias tierras de la excavación exentas de piedras y se verterá agua abundante para favorecer el compactado y
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA Pág. 21
humedecimiento de la mezcla activadora del electrodo. A continuación se precederá a tapar totalmente la
excavación.
El cable del electrodo, junto con los negativos de trabajo y referencia conectados a la tubería en las proximidades
del electrodo, se conducirá hasta el transforrectificador.
15.2.- ANODOS DE SACRIFICIO DE MAGNESIO
Los ánodos de magnesio se enterrarán en posición horizontal a una profundidad equivalente a la del diámetro de
la tubería, separados 2 metros entre sí y a 2 m de distancia de la tubería, fuera de la arena de relleno de la zanja.
Ver esquema CRA-167C.
El cable de cada ánodo se conectará a un cable general cuyo extremo se conectará a la tubería o a la caja TP si
existiera.
Antes de taparlos con tierra se humedecerán vertiéndoles un cubo de agua y se compactará la tierra a su
alrededor.
15.3.- CONEXIÓN DE LOS CABLES A LA TUBERÍA
Según se ha indicado más arriba, las conexiones de cable a tubería enterrada se efectuarán mediante soldadura
aluminotérmica, directamente a una teja de chapa de acero conformada al diámetro de la tubería y soldada a la
misma por el constructor de la tubería.
Para cables de 25 y 35 mm2
las cargas de metal de soldadura, de las soldaduras aluminotérmicas, no deberán
ser de más del nº 30. Para cables de 6 a 10 mm2 serán del nº 15.
Una vez soldada la teja, el constructor de la tubería la revestirá con elemento handy-cap y cinta anticorrosiva de
la misma calidad que el revestimiento de la tubería, asegurando que no quedan espacios huecos y que la
adherencia de la cinta al metal es perfecta.
15.4.- TENDIDO Y CONEXIONADO DE LOS CABLES
Los cables pertenecientes a los equipos de protección catódica se instalarán en el interior de un tubo coarrugado
de 80 e irán en zanja de 0,8 m de profundidad, sobre un lecho de arena de 10 cm de espesor y cubiertos con
otro lecho arena del mismo espesor.
Para identificación de estos cables en la zanja, se colocará una hilera de ladrillos o una banda de cinta plástica
sobre la capa de arena superior. Se completará el relleno de la zanja con la tierra extraída de la misma.
Las conexiones a las cajas de potencial se efectuarán utilizando para ello los terminales de presión adecuados
para la sección de los cables.
15.5.- SISTEMA DE MITIGACION DE INFLUENCIAS LINEAS ELECTRICAS (SMILE)
Las picas que se utilizarán serán de zinc en saco de dimensiones 1800 mm x Ø 150 mm.
El conjunto de picas quedará centrado frente al apoyo de la torre eléctrica correspondiente y a dos metros de
separación de la tubería, paralelamente a ella.
Para su instalación, se realizarán tantas excavaciones como picas, de 2.4 m de profundidad y 0.4 m de anchura,
separadas por zanjas de 5 m de longitud y 0.6 m de profundidad. Ver esquema CRA-375.
En cada una de las excavaciones se instalará una pica verticalmente, se mojará abundantemente y se
compactará el terreno de su alrededor hasta la cota -0.6 m.
Una vez instaladas todas las picas, se instalará la pletina de acero galvanizado por la zanja continua resultante, al
que se le conectará el cable correspondiente de cada pica. La conexión se realizará mediante soldadura
aluminotérmica y se aislará del terreno mediante cinta autovulcanizable.
Desde el extremo se realizará una zanja hasta la caja TPE especial a instalar. Una vez conducido el cable hasta
la caja se taparán las zanjas.
En el punto más próximo se realizará una conexión a la tubería de un cable de 1 x 35 mm2 de sección tipo RV
0.6/1 KV revestido y se conducirá hasta la caja. Esta conexión se llevará a cabo según se indica en el apartado
15.3
Para la instalación de la caja se instalará aérea sobre un soporte de acero galvanizado que se incluye en el
suministro y que se fijará al suelo mediante dado de hormigón. Ver esquema CRA-120.
15.6.- CAJAS DE TOMA DE POTENCIAL TP Y TPE
Las cajas de toma de potencial TP y TPE se instalarán en los puntos indicados en los planos que se adjuntan y
en la Tabla III.
Las cajas se instalarán en el interior de las arquetas y se fijarán a la pared mediante tirafondos.
Los cables de masa a tubería y el del electrodo ú otros elementos a conectar en su interior se graparán por la
pared de la arqueta.
Los cables accederán al interior de la caja por los prensaestopas de la misma. Ver esquema CRA-332.
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA Pág. 22
15.7.- INSTALACIÓN DE JUNTAS AISLANTES
Las juntas aislantes serán del tipo monobloc y se instalarán en los puntos indicados en los planos adjuntos.
Para su instalación se seguirán las instrucciones del fabricante evitando en todo momento que el calor en el
entorno de los elementos aislantes supere los 70ºC.
Las juntas serán instaladas por el constructor de la tubería.
15.8.- ELECTRODOS PROBETA
Los electrodos probeta se instalarán enterrados a unos 20 cm de la tubería. Se asegurará un perfecto contacto
con el terreno para lo cual se enterrará con tierra seleccionada con ausencia de piedras y se verterá un cubo de
agua. Posteriormente se compactará manualmente.
El cable del electrodo se introducirá en el interior de la arqueta y se conectará en la caja de conexionado. El cable
del electrodo quedará en un borne libre y el de la probeta se puenteará con el cable de masa de la tubería.
16. PUESTA EN MARCHA INSTALACIÓN PROVISIONAL
Los grupos de ánodos de magnesio se irán conectando a la tubería a medida que se vayan instalando. Antes de
la conexión se habrá medido el potencial natural en ese punto.
La conexión se realizará en aquellos puntos de la tubería donde se construirá la futura arqueta en los tramos
pendientes de construir y en las arquetas existentes indicadas para la tubería ya construida.
Si no existieran las cajas, el extremo del cable se conectará directamente a una pletina de acero soldada a la
tubería, mediante tornillo, tuerca y arandelas.
Si ya estuvieran instaladas las cajas TP, el cable general anódico de cada grupo se conectará en un borne libre y
se puenteará con el de la tubería.
Esta operación la realizará el constructor de la tubería.
17. PUESTA EN SERVICIO DEL SISTEMA DE PROTECCIÓN CATÓDICA
Una vez se disponga de alimentación eléctrica en las Estaciones de Protección Catódica se procederá a su
regulación y puesta en marcha, para lo cual se seguirá el siguiente procedimiento:
1ª Fase:
Se desconectarán los ánodos de magnesio de la protección provisional y se medirá el potencial natural en toda la
conducción anotando todos los valores obtenidos.
Se instalarán registros Data Logger en las diferentes tomas de potencial y en todos aquellos que se observen
oscilaciones de los potenciales naturales. En la probeta se instalará un interruptor ON/OFF programado a 59" ON
y 1" OFF.
Se comprobará el correcto conexionado de todos los cables a las cajas de toma de potencial y de las vías de
chispas.
En los electrodos probeta, antes de conectar la probeta, se comprobará la diferencia de potencial del electrodo
instalado con un electrodo de referencia portátil calibrado. A continuación se medirá el potencial natural de la
probeta y finalmente se puenteará el cable de la probeta al cable de la tubería en el interior de la caja.
2ª Fase
Se procederá a la energización de las EPC regulando a un potencial (ON) de referencia de -1,50 V.
Tras un periodo de polarización se comprobará que los potenciales OFF obtenidos en las probetas están en todo
momento comprendidos entre -0,85 V y -1,20 V.
Si esto no se consiguiera se aumentará la regulación de las EPC´s. Esta operación se repetirá hasta que se
consiga ese potencial de inmunidad. A continuación se medirán los potenciales de polarización en todas las
tomas de potencial.
En el sistema de mitigación de corriente alterna, además de los potenciales se medirá la tensión de corriente
alterna.
3ª Fase
Puesta en marcha de los equipos de televigilancia y verificación de su correcto funcionamiento.
Con todos los datos obtenidos se confeccionará un informe final en que se confirmará la correcta protección del
gasoducto, incluyendo la documentación técnica correspondiente y guía de mantenimiento del sistema.
El sistema de protección catódica quedará validado al cumplirse el criterio de protección descrito en el Apartado
10.
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA Pág. 23
18. MANTENIMIENTO
En el caso de no existir sistema de Televigilancia el mantenimiento general del equipo de protección catódica se
realizará en los siguientes aspectos:
Con asiduidad de 1 a 3 meses
Comprobación del funcionamiento de los rectificadores.
Registros de 24 horas de potencial en aquellos puntos afectados por corriente vagabundas.
Mediciones puntuales ON/OFF en tomas seleccionadas.
Una vez al año
Medición de potenciales ON/OFF en todas la tomas de potencial
Medición de potenciales de alterna ON/OFF en el sistema de mitigación
Comprobación del correcto funcionamiento de los electrodos de referencia fijos comparando su medición con
uno portátil. No se aceptarán errores superiores a ± 5%..
Accionamiento de los distintos componentes del rectificador, comprobando el buen funcionamiento de los
mismos, así como de los módulos manual y automático.
Limpieza y conservación de los distintos elementos del equipo (armario, cajas de potencial, de conexiones,
juntas aislantes, etc.), procediendo a su pintado y a la sustitución de aquellas piezas deterioradas por la
corrosividad ambiental u otras causas. Estas operaciones se realizarán con la asiduidad necesaria
Todos los datos obtenidos en los diversos controles deberán almacenarse ordenadamente de forma que sean de
fácil consulta en caso de anomalías. En función de la criticidad de la instalación, ampliar o reducir el intervalo de
tiempo de las revisiones.
En el caso de que la instalación disponga de sistema de Televigilancia, sólo será preciso realizar las revisiones
anuales pudiendo distanciarse en el tiempo si el funcionamiento de los equipos así lo aconseja.
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA
APÉNDICES
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA
APÉNDICE 1
TABLAS
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA
TABLAS
I. CLASIFICACIÓN DE SUELOS
II. RESISTIVIDADES
III. TABLA UBICACIÓN CAJAS TP/TPE
IV. PARÁMETROS DE CALCULO INFLUENCIAS ELECTRICAS
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA
TABLA I:
CLASIFICACIÓN DE SUELOS
RESISTIVIDAD (ohm x cm) SUELOS
0 - 900
900 - 5.000
5.000 - 10.000
10.000 - 20.000
Superior a 20.000
Muy elevada corrosión (M.E.C.)
Severamente corrosivo (S.C.)
Moderadamente corrosivo (M.C.)
Ligeramente corrosivo (L.C.)
Muy poco corrosivo condicional (M.P.C.)
TABLA II:
RESISTIVIDADES
CONDUCCIÓN DE RECARGA
Nº medida PK Profundidad (m) Resistividad
Clasificación s/
tabla I
Campo eléctrico (mV/m)
1 4+600
0,5 47.124 M.P.C.
1,0 63.146 M.P.C.
1,5 67.858 M.P.C.
2,0 59.690 M.P.C.
2 10+409
0,5 19.792 L.C.
1,0 13.195 L.C.
1,5 6.409 M.C.
2,0 2.042 S.C.
CONDUCCIÓN PRINCIPAL
PK PK Profundidad (m) Resistividad (ohmxcm)
Clasificación s/ tabla I
Campo eléctrico (mV/m)
1 0+100
0,5 13.195 L.C.
57 mV 1,0 16.022 L.C.
1,5 17.907 L.C.
2,0 21.991 M.P.C.
2 0+950
0,5 9.739 M.C.
71 mV 1,0 14.137 L.C.
1,5 15.080 L.C.
2,0 17.907 L.C.
3 1+600
0,5 7.226 M.C.
72 mV 1,0 13.195 L.C.
1,5 11.875 L.C.
2,0 8.168 M.C.
4 1+950
0,5 10.367 L.C.
56 mV 1,0 32.987 M.P.C.
1,5 60.319 M.P.C.
2,0 34.557 M.P.C.
5 3+905
0,5 7.226 M.C.
73 mV 1,0 13.195 L.C.
1,5 11.875 L.C.
2,0 8.168 M.C.
6 6+013
0,5 5.969 M.C.
99mV 1,0 5.372 M.C.
1,5 2.262 S.C.
2,0 43.982 M.P.C.
7 8+117
0,5 122.522 M.P.C.
189 mV 1,0 273.318 M.P.C.
1,5 339.292 M.P.C.
2,0 376.991 M.P.C.
8 10+574
0,5 31.416 M.P.C.
85 mV 1,0 4.430 S.C.
1,5 2.262 S.C.
2,0 5.655 M.C.
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ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA
PK PK Profundidad (m) Resistividad (ohmxcm)
Clasificación s/ tabla I
Campo eléctrico (mV/m)
9 11+260
0,5 31.416 M.P.C.
62 mV 1,0 58.434 M.P.C.
1,5 71.628 M.P.C.
2,0 72.257 M.P.C.
10 11+500
0,5 32.358 M.P.C.
89 mV 1,0 56.549 M.P.C.
1,5 73.513 M.P.C.
2,0 69.115 M.P.C.
11 11+840
0,5 37.699 M.P.C.
75 mV 1,0 65.973 M.P.C.
1,5 84.823 M.P.C.
2,0 78.540 M.P.C.
12 11+950
0,5 37.699 M.P.C.
101 mV 1,0 75.398 M.P.C.
1,5 75.398 M.P.C.
2,0 62.832 M.P.C.
13 12+200
0,5 43.982 M.P.C.
136 mV 1,0 100.845 M.P.C.
1,5 114.982 M.P.C.
2,0 109.956 M.P.C.
14 14+600
0,5 27.960 M.P.C.
85 mV 1,0 60.319 M.P.C.
1,5 96.133 M.P.C.
2,0 53.407 M.P.C.
15 15+840
0,5 20.106 M.P.C.
85 mV 1,0 36.757 M.P.C.
1,5 52.779 M.P.C.
2,0 31.416 M.P.C.
16 19+600
0,5 10.053 L.C.
87 mV 1,0 5.089 M.C.
1,5 4.524 S.C.
2,0 4.084 S.C.
PK PK Profundidad (m) Resistividad (ohmxcm)
Clasificación s/ tabla I
Campo eléctrico (mV/m)
17 20+250
0,5 5.969 M.C.
79 mV 1,0 5.466 M.C.
1,5 4.901 S.C.
2,0 3.770 S.C.
18 21+875
0,5 3.456 S.C.
61 mV 1,0 2.922 S.C.
1,5 3.204 S.C.
2,0 5.027 M.C.
19 25+750
0,5 6.911 M.C.
67 mV 1,0 2.922 S.C.
1,5 3.016 S.C.
2,0 2.670 S.C.
20 34+400
0,5 7.854 M.C.
71 mV 1,0 3.299 S.C.
1,5 3.581 S.C.
2,0 3.456 S.C.
21 35+150
0,5 7.854 M.C.
82 mV 1,0 3.299 S.C.
1,5 3.581 S.C.
2,0 3.770 S.C.
22 37+050
0,5 18.850 L.C.
69 mV 1,0 17.907 L.C.
1,5 18.850 L.C.
2,0 21.991 M.P.C.
23 37+300
0,5 17.279 L.C.
61 mV 1,0 16.022 L.C.
1,5 16.965 L.C.
2,0 25.447 M.P.C.
24 39+200
0,5 10.367 L.C.
72 mV
1,0 9.425 M.C.
1,5 9.425 M.C.
2,0 9.739 M.C.
OBRAS COMPLEMENTARIAS Nº 1 DE LAS OBRAS DE MEJORA DEL ABASTECIMIENTO A LA CIUDAD DE CÁCERES Y LOCALIDADES DEL ENTORNO DESDE EL EMBALSE DE PORTAJE (CÁCERES)
ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA
PK PK Profundidad (m) Resistividad (ohmxcm)
Clasificación s/ tabla I
Campo eléctrico (mV/m)
25 41+780
0,5 10.053 L.C.
65 mV 1,0 11.310 L.C.
1,5 10.556 L.C.
2,0 10.996 L.C.
26 45+650
0,5 4.712 S.C.
55 mV 1,0 4.995 S.C.
1,5 5.089 M.C.
2,0 4.398 S.C.
27 50+700
0,5 5.341 M.C.
62 mV 1,0 7.540 M.C.
1,5 6.597 M.C.
2,0 5.969 M.C.
28 51+150
0,5 4.712 S.C.
67 mV 1,0 4.712 S.C.
1,5 5.655 M.C.
2,0 5.655 M.C.
29 51+900
0,5 4.398 S.C.
73 mV 1,0 4.241 S.C.
1,5 3.770 S.C.
2,0 4.712 S.C.
30 53+040
0,5 6.911 M.C.
87 mV 1,0 6.786 M.C.
1,5 4.147 S.C.
2,0 4.084 S.C.
31 54+150
0,5 11.310 L.C.
76 mV 1,0 8.671 M.C.
1,5 5.278 M.C.
2,0 3.456 S.C.
32 54+280
0,5 10.681 L.C.
91 mV 1,0 8.294 M.C.
1,5 4.712 S.C.
2,0 1.571 S.C.
PK PK Profundidad (m) Resistividad (ohmxcm)
Clasificación s/ tabla I
Campo eléctrico (mV/m)
33 57+000
0,5 17.593 L.C.
91 mv 1,0 16.022 L.C.
1,5 4.901 S.C.
2,0 7.854 M.C.
34 57+800
0,5 16.965 L.C.
74 mV 1,0 16.022 L.C.
1,5 13.195 L.C.
2,0 12.252 L.C.
35 59+100
0,5 17.279 L.C.
72 mV 1,0 16.022 L.C.
1,5 9.425 M.C.
2,0 10.053 L.C.
OBRAS COMPLEMENTARIAS Nº 1 DE LAS OBRAS DE MEJORA DEL ABASTECIMIENTO A LA CIUDAD DE CÁCERES Y LOCALIDADES DEL ENTORNO DESDE EL EMBALSE DE PORTAJE (CÁCERES)
ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA
TABLA MEDIDAS RESISTIVIDADES PARA EPC’S
EB PORTAJE (EPC.1)
Profundidad
(m)
Resistividad
Ωxcm
0,5 30.788
1,0 35.817
1,5 15.080
2,0 10.053
2,5 30.348
PK 25+750 (EPC.2)
Profundidad
(m)
Resistividad
Ωxcm
0,5 6.911
1 2.922
1,5 3.016
2 2.670
4 2.941
6 3.091
8 1.131
. .
. .
. .
30 <1.000
PK 39+050 (EPC.3)
Profundidad
(m)
Resistividad
Ωxcm
0,5 10.367
1 9.425
1,5 9.425
2 9.739
4 8.294
6 7.540
8 7.665
10 7.163
15 11.241
20 4.661
. .
30 <3.000
EB GUADILOBA (EPC 4)
Profundidad
(m)
Resistividad
Ωxcm
0,5 16.965
1,0 16.022
1,5 13.195
2,0 12.252
2.5 11.215
EB ALAGON (EPC 5)
Profundidad
(m)
Resistividad
Ωxcm
0,5 3.770
1,0 2.639
1,5 5.655
2 4.659
2,5 2.351
3,0 6.597
OBRAS COMPLEMENTARIAS Nº 1 DE LAS OBRAS DE MEJORA DEL ABASTECIMIENTO A LA CIUDAD DE CÁCERES Y LOCALIDADES DEL ENTORNO DESDE EL EMBALSE DE PORTAJE (CÁCERES)
ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA
TABLA III:
UBICACIÓN CAJAS TP/TPE
CONDUCCIÓN PRINCIPAL
Nº PK TIPO CAJA
OTROS ELEMENTO
S
INSTALACION TUBERIA
Nº HOJA OBSERVACIONES
1 0+000 TPE JA / VCH /
ER Estación de Bombeo 1/41 Construcción arqueta
2 2+719 TP EP Arqueta ventosa 3/41 ------
3 6+013 TP EP Arqueta ventosa 5/41 ------
4 8+971 TP EP Arqueta ventosa 6/41 ------
5 10+574 TPEE EP Arqueta rotura 7/41 Continuidad eléctrica
tubería
6 11+950 TPE VCH / Zn /
EPa Frente torre L.E. 8/41 Instalación SMILE
7 15+840 TP EPa Frente torre REE 11/41 ------
8 18+717 TP EP Arqueta ventosa 1241 ------
9 20+350 TP EP Arqueta ventosa 1341 Próximo cruce FFCC
10 21+815 TP EPa Arqueta cruce 15/41 Próximo cruce L.A.V.
11 24+589 TP EP Arqueta válvula seccionamiento
17/41 Cruce Rio Tajo
12 25+373 TP EP Arqueta válvula seccionamiento
17/41 Cruce Rio Tajo
28+365 TP EP Arqueta ventosa 19/41 ------
31+030 TP EP Arqueta ventosa 22/41 ------
34+277 TP EP Arqueta ventosa 24/41 -----
36+940 TP EP Arqueta válvula seccionamiento
26/41 Cruce Rio Almonte
37+351 TP EP Arqueta válvula seccionamiento
26/41 Cruce Rio Almonte
41+780 TP EP Arqueta válvula seccionamiento
30/41 Cruce carretera
44+740 TP EP Arqueta desagüe 32/41 -------
47+250 TP EP Arqueta ventosa 34/41 ------
50+994 TP EP Arqueta ventosa 37/41 -------
Nº PK TIPO CAJA
OTROS ELEMENTO
S
INSTALACION TUBERIA
Nº HOJA OBSERVACIONES
53+921 TP EP Arqueta ventosa 38/41 -----
57+671 TP EP Arqueta ventosa 40/41 -----
59+062 TPE EP Cruce tuberías 41/41 Instalación caja aérea.
59+300 TPE JA / VCH /
ER Conexión a Presa 41/41 Construcción arqueta
CONDUCCIÓN RECARGA
Nº PK TIPO CAJA OTROS
ELEMENTOS INSTALACION
TUBERIA Nº HOJA OBSERVACIONES
1 0+000 TPE JA / VCH / ER Estación de bombeo 1/8 Construcción arqueta
2 2+400 TP EP Arqueta ventosa 3/8 -----
3 5+130 TP EP Arqueta ventosa 5/8 -----
4 8+440 TP EP Arqueta ventosa 6/8 -------
LEYENDA
TP Caja de Toma de Potencial Normal
TPE Caja de Toma de Potencial Especial
E.P. Electrodo de Referencia Probeta continua
E.Pa. Electrodo de Referencia Probeta alterna
V.CH. Vía de Chispas
J.A.(Nº) Junta Aislante (diámetro)
ZN Picas de Zinc
MG Anodos de Magnesio WIGE R-09
OBRAS COMPLEMENTARIAS Nº 1 DE LAS OBRAS DE MEJORA DEL ABASTECIMIENTO A LA CIUDAD DE CÁCERES Y LOCALIDADES DEL ENTORNO DESDE EL EMBALSE DE PORTAJE (CÁCERES)
ANEJO 15 PROTECCIÓN CATÓDICA
TABLA IV:
PARÁMETROS CÁLCULO INFLUENCIAS ELÉCTRICAS POR CONDUCCIÓN
Nº PK TENSIÓN L.E.
(KV)
DISTANCIA
L.E.-TUB
(m)
RESISTIVIDAD
(xm)
TENSIÓN SOBRE TUBERÍA
(Vx)
SISTEMA
MITIGACIÓN
CONDUCCIÓN PRINCIPAL
1 11+950 45 30 992,50 4,45 --
2 12+200 45 5 630,00 18,26 Picas de zinc
3 15+840 400 134 355,00 3,41 --
4 19+600 45 20 58,75 0,42 --
5 35+150 220 50 47,50 0,67 --
6 54+280 132 10 64,00 2,72 --
7 54+300 132 15 64,00 1,81 --
RAMAL RECARGA
1 10+650 45 50 105,50 0,30