pi_05_02_01

PDVSA N TTULO

REV. FECHA DESCRIPCIN PAG. REV. APROB. APROB.

APROB. FECHAAPROB.FECHA

VOLUMEN 3

PDVSA, 1983

PI050201 PROTECCIN CATDICA POR CORRIENTEIMPRESA (FASE DE INSTALACIN)

APROBADA

Youhad Kerbaje Ral RiveroMAR.02 MAR.02

PROCEDIMIENTO DE INSPECCIN

DIC.91

MAR.02 O.N.

V.L.

1

0

REVISIN GENERAL 10

8

Y. K.

D.G.

R.R.

R.R.

MANUAL DE INSPECCIN

ESPECIALISTAS

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INSPECCION

PROTECCION CATODICA POR CORRIENTEIMPRESA (FASE DE INSTALACION) MAR.021

PDVSA PI050201

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.Men Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

ndice1 OBJETIVO 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 ALCANCE 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 REFERENCIAS 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 DEFINICIONES 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Electrolito 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Electrodo 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Proteccin Catdica 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Ctodo 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5 Transformacin/Rectificador (T/R) 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6 Corriente Impresa 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.7 nodos 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8 Camas o Lecho de nodos 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.9 nodos Colgantes 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.10 Cajas de Distribucin de Negativos 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.11 Caja de Distribucin de Positivos 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.12 Interconexin 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.13 Punto o Estacin de Prueba 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.14 Material de Relleno 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.15 Tipos de Cables Conductores 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.16 Conexiones Elctricas 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.17 Tubos de Venteo 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.18 Centradores de nodos 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.19 Bridas y Accesorios Aislantes 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCIN 5. . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 SUPERVISIN DE LA CONSTRUCCIN 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 INSPECCIN Y MANEJO 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1 Inspeccin 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2 Previsiones Durante la Instalacin 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8 PUNTO DE PRUEBA 8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1 Instalacin 8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2 Puesta en Marcha 9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9 OTRAS CONSIDERACIONES 9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.1 Aislamiento Elctrico 9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.2 nodos Sumergidos/Enterrados 10. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1 OBJETIVOEste procedimiento establece las prcticas de inspeccin que deben seguirse enla instalacin de un sistema de proteccin catdica por corriente impresa(SPCCI).

2 ALCANCEEste procedimiento cubre los aspectos tcnicos para la instalacin de lossistemas de proteccin catdica por corriente impresa que deben ser aplicadasen todas las Areas Operacionales de PDVSA.

3 REFERENCIASPDVSA PI050202 Proteccin Catdica Corriente Impresa (Fase de

Operacin).PDVSA EM2807/04 Anodos de Hierro Silicio y Hierro Silicio Cromo

por Corriente Impresa.PDVSA 90618.1.072 Proteccin Catdica.NACE Std RP0169 Control of External Corrosion on Underground or

Submerged Metallic Piping System.U.S. Department of Transportation Pipe Line Safety

Standard.

4 DEFINICIONES

4.1 ElectrolitoMedio en el cual se encuentra el nodo y el ctodo. Sustancia qumica o mezcla,usualmente lquida o slida, que contiene iones que migran en un campoelctrico. Para efectos de esta especificacin el trmino electrolito se refiere alsuelo o lquido adyacente y en contacto con la estructura metlica enterrada osumergida, incluyendo humedad, sales y otros qumicos contenidos en l.

4.2 ElectrodoDispositivo cuyo potencial a circuito abierto es constante bajo condicionessimilares de medicin. Son usados como patrn de referencia para medir lospotenciales de otros electrodos.

4.3 Proteccin CatdicaEs una tcnica para reducir la tasa o velocidad de corrosin de un metal, queconsiste en la aplicacin de corriente directa de alguna fuente externa (nodosgalvnicos/corriente impresa), con el fin de minimizar el flujo de corriente desdela (s) estructuras (s) enterradas (s) / sumergida (s), (reas andicas), hacia elelectrolito. Ver norma PDVSA 90618.1.072 Proteccin Catdica.

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4.4 CtodoZona del metal en la celda corrosiva que no se deteriora o corroe. En esta zonase produce la reduccin.

4.5 Transformacin/Rectificador (T/R)Es la fuente de energa de un sistema de proteccin catdica por corrienteimpresa, capaz de transformar la corriente alterna en continua.

4.6 Corriente ImpresaCorriente directa suplida por una fuente externa de energa (ej. rectificador) a lacama o lecho de nodos.

4.7 nodosMetal donde se produce la oxidacin, corrosin o disolucin de su superficie,asimismo, son los componentes de un sistema de proteccin catdica porcorriente impresa utilizados para introducir la corriente directa al electrolito (aguao suelo), a fin de proteger la estructura metlica. Los ms utilizados son FeSiCr,grafito, niobio platinizado, titanio platinizado, xido metal mezclado (MMO) ymallas de titanio.

4.8 Camas o Lecho de nodosConjunto de nodos agrupados y espaciados simtricamente para ser enterradoso sumergidos. Generalmente son unidos y empalmados a un cable principal oconectados independientemente en una caja de distribucin.

4.8.1 Lechos de nodos Profundos

Tipo de lecho de nodos instalado en un hoyo vertical, cuya profundidad varaentre 30 y 400 mts. Los objetivos que se persiguen con este tipo de lecho son:obtener baja resistencia en el sistema, distribucin de corriente uniforme yminimizar la interferencia elctrica andica.

4.9 nodos ColgantesGrupo de nodos, utilizados para proteger estructuras sumergidas, tales como;plataformas subacuticas, tuberas, pilotes metlicos de las fundaciones,internos de tanques de agua, etc. Normalmente en los Sistemas de ProteccinCatdica por Corriente Impresa se utilizan aleaciones FeSiCr, Ti/Pt, MMO.

4.10 Cajas de Distribucin de NegativosDispositivos utilizados para distribuir y controlar la corriente proveniente de lasdiferentes estructuras conectadas a los mismos, que retornan del negativo T/R.

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4.11 Caja de Distribucin de PositivosDispositivos utilizados para distribuir y controlar la corriente proveniente delpositivo de T/R, la cual es drenada por los diferentes lechos de nodos, o por losdiferentes nodos de un mismo lecho.

4.12 InterconexinPuente metlico, usualmente un cable de cobre, utilizado para interconectar lasestructuras, bsicamente forneas, al Sistema de Proteccin Catdica. Seutilizan estas interconexiones para evitar cambios apreciables en el potencial deun punto con respecto a otro o nivelarlos.

4.13 Punto o Estacin de PruebaDispositivo conectado elctricamente a la estructura a proteger. Se instalan enla trayectoria de la lnea o estructura para obtener mediciones de potencial yevaluar el nivel de proteccin, patrones de interferencia y drenaje de corriente alos sistemas de tuberas protegidos catodicamente.

4.14 Material de RellenoMaterial absorbedor de humedad, de baja resistencia elctrica que rodea alnodo enterrado, utilizado con el propsito de incrementar el rea efectiva decontacto con el suelo y por lo tanto reducir la resistencia de contacto con el mismo.Los materiales ms usados en lechos de nodos son; coque metalrgico ycalcinado de petrleo.

4.15 Tipos de Cables ConductoresLos cables usados en los nodos y lneas hacia las cajas de distribucin, debenser del tipo TTU o doble chaqueta de polietileno, perfectamente aislados. Estosconductores deben ser inspeccionados cuidadosamente durante la instalacin,rechazando o encapsulando cualquier defecto en la chaqueta o aislamiento. Sedebe seleccionar un material de relleno fino, sin piedras o materiales extraosque daen fsicamente el aislamiento.

4.16 Conexiones ElctricasLas conexiones elctricas entre el cable del nodo y el cable principal o dedistribucin, deben ser de muy baja resistencia para mantener la continuidaduniforme. Una vez hecha la conexin, se debe aislar para evitar la entrada dehumedad y evitar las fugas de corriente.

Los mtodos ms usados son: soldadura autofundente (cadweld), soldadura deplata (soldering), phoscopper (brazing), conectores a compresin y conectoressplitbolt. Todas las juntas deben ser aisladas del ambiente con masilla epxica.

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4.17 Tubos de VenteoCualquier instalacin de lechos de nodos profundos en tierra debe poseerinstalado el tubo de venteo para liberar a la atmsfera los gases producidos porlos nodos. Estos tubos son normalmente de 1 2 de dimetro y de materialPVC Schedule 40, perforados cada 6 con orificios de 1/4 de dimetro.

4.18 Centradores de nodosDispositivos instalados para asegurar la uniformidad del relleno entre el nodo yla tierra y prevenir daos a los nodos durante la instalacin y operacin.

4.19 Bridas y Accesorios AislantesSon empacaduras, arandelas y ferrules (mangas) fabricados con materialesaislantes no metlicos, que se instalan en las bridas de las tuberas para aislarelctricamente las estructuras que no estn asociadas al Sistema de ProteccinCatdica.

5 ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCINTodos los trabajos que se ejecuten en los sistemas de proteccin catdica serealizarn de acuerdo con las especificaciones tcnicas de diseo elaboradas porel Ingeniero de diseo o especialista de corrosin y debern ser inspeccionadosdetalladamente con el fin de asegurar la operabilidad de los mismos.

6 SUPERVISIN DE LA CONSTRUCCIN6.1 Todos los trabajos de construccin e instalacin que se ejecuten en los sistemas

de proteccin catdica, se harn bajo la supervisin de un inspector entrenadoy calificado. Ser responsabilidad del inspector que la actividad se ejecute enestricto acuerdo con los planos y las especificaciones de construccin.

6.2 Todas las modificaciones deben ser aprobadas por escrito por el ingeniero dediseo o por el especialista de corrosin.

6.3 Todas las variaciones de especificaciones de construccin se anotarn en losplanos respectivos y, al finalizar la obra, se debern modificar los planos comoconstruidos con su respectivo sello.

6.4 Ser responsabilidad del inspector verificar la calidad y la cantidad de losmateriales utilizados en la instalacin del sistema. La descripcin de los mismosdebe cumplir con las especificaciones de construccin.

6.5 Se debern hacer mediciones de potenciales y ajustar finalmente el sistema, afin de garantizar una adecuada proteccin de la lnea y/o estructuras enterradaso sumergidas.

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7 INSPECCIN Y MANEJO

7.1 Inspeccin

7.1.1 Los nodos adquiridos debern cumplir con las especificaciones de la normaPDVSA EM2807/04 en cuanto a peso, dimensiones, composicin qumica ydefectos externos e internos para nodos de FeSiCr. Para nodos de Ti MMOTi/Pt y grafito, deben inspeccionarse de acuerdo con la especificacin delfabricante.

Ser funcin del inspector asegurarse de que esta condicin se cumpla, yrechazar cualquier material defectuoso.

7.1.2 El cable conductor del nodo debe estar conectado debidamente a ste y deberinspeccionarse en toda su extensin para garantizar que no est deteriorado.

7.1.3 El inspector deber medir la resistencia nodocable, para asegurarse que lamisma cumple con los valores indicados en la norma PDVSA EM2807/04.Aquellos nodos donde se observe falta de continuidad (alta resistencia),debern ser rechazados. El equipo utilizado deber ser capaz de registrarmedidas de resistencia en milliohmios.

7.1.4 La conexin nodocable deber estar sellada con resina epxica u otro materialque garantice la hermeticidad del sello.

7.1.5 En aquellos casos donde la conexin nodocable est protegida con unacpsula termocontrctil, la misma deber inspeccionarse para determinar lapresencia de roturas, agrietamiento y falta de adherencia de la cpsula en lacabeza del nodo.

7.1.6 El embalaje de los nodos, para su transporte, deber ser realizado de maneraque asegure la proteccin contra daos fsicos o mecnicos. Los contenedoresde despacho o mtodos de empaque, debern cumplir con la regulacin detransportistas aplicables al modo de transporte, indicado por PDVSA.

7.1.7 Se debern inspeccionar los rectificadores, a fin de tener seguridad que lasconexiones internas estn mecnicamente seguras, que su polaridad sea lacorrecta y que no hayan daos en el mismo. Las caractersticas de losrectificadores debern cumplir con las especificaciones de construccin. Sedeber tener extremo cuidado durante su manejo e instalacin.

7.1.8 Se debe inspeccionar cuidadosamente el aislamiento del cable y el nodo,rechazando cualquier defecto observado, ya sea rasgamiento, partiduras,agrietamiento, solapes, pliegues.

7.1.9 El material de coque utilizado como relleno del nodo deber estar conforme conla especificacin tcnica del Sistema de Proteccin Catdica.

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7.1.10 Los criterios de aceptacin o rechazo de discontinuidades sern los establecidosen el procedimiento PDVSA EM2807/04.

7.2 Previsiones Durante la Instalacin

7.2.1 El rectificador se instalar de manera apropiada y con seguridad que evite laposibilidad de daos o vandalismo.

7.2.2 Se deber verificar que el rectificador disponga de pararrayos en la entrada y enla salida.

7.2.3 El cableado hacia los rectificadores deber cumplir con los cdigos elctricosnacionales e internacionales.

7.2.4 Se deber proveer un interruptor de corriente alterna, externo en el cable dealimentacin al rectificador.

7.2.5 La caja del rectificador se deber aterrar apropiadamente.

7.2.6 Los nodos pueden enterrarse verticalmente, horizontalmente o en pozosprofundos, segn lo indiquen las especificaciones tcnicas del Sistema deProteccin Catdica; en todo caso, el material de relleno se debe compactarsuavemente para asegurar que no queden vacos alrededor de los nodos. Sedebe tener mucho cuidado durante la operacin de relleno para evitar daos alnodo y al cable. Durante la instalacin de nodos verticales, se deber utilizarun centralizador alrededor del nodo, para asegurar que el relleno cubrauniformemente el espacio anular entre el nodo y el electrolito. En caso de nivelfretico alto se debe encapsular el nodo con el relleno en un tubo construdo delmina de acero galvanizado.

7.2.7 EL conductor o cable negativo se deber conectar a la estructura, como se indicaen el punto 8.1, Seccin 8. Antes de energizar el rectificador, se debe verificarque el conductor negativo est conectado a la estructura por proteger y elconductor positivo a los nodos. Despus que se haya energizado el sistema,siguiendo la autorizacin del ingeniero o del especialista de corrosin, se tomarnlas medidas de potenciales correspondientes, tal y como se indica en elprocedimiento PDVSA PI050202 Proteccin Catdica por Corriente Impresa(Fase de Operacin) de este manual, para verificar que los niveles de proteccinsean adecuados.

7.2.8 Las conexiones entre el cable matriz y los conductores de los nodos, deben sermecnicamente seguras y elctricamente conductoras.

7.2.9 En estructuras subacuticas, los nodos colgantes debern instalarse de maneraque su radio de accin no sea interferido por pilotes, soportes de plataforma, etc.

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7.2.10 Se debe tener cuidado cuando se instalen los cables directos de los nodos paraevitar daos al aislamiento, dejndose suficiente holgura para evitar tensin enlos mismos. El material del relleno alrededor del cable debe estar libre de rocasy de material extrao que puedan causar daos al aislamiento cuando el cablese instale en la zanja.

7.2.11 Se debe tener cuidado cuando se instalen los cables de enterramiento directo delos nodos para evitar daos al aislamiento, dejndose suficiente holgura paraevitar tensin en los mismos. El material del relleno alrededor del cable debeestar libre de rocas y de materia extraa que pueda causar dao al aislamientocuando el cable se instale en la zanja.

7.2.12 Se debe mantener la integridad del aislamiento en el cable matriz enterrado osumergido, incluyendo los empalmes, con el fin de evitar corrosin acelerada yposterior rotura del mismo.

7.2.13 Cuando en un Sistema de Proteccin Catdica por Corriente Impresa estnconectados mas de un tanque de almacenamiento de similar o diferentesdimetros, el cable negativo de cada uno de los tanques debe interconectarse enuna caja de negativos por las siguientes razones:

a. Para aislar uno de los tanques en el momento que uno de ellos salga fuerade servicio por mantenimiento.

b. En caso que uno de los tanques muestre elevado consumo de corriente conrespecto al otro, es conveniente instalar un restato en la caja de negativospara balancear el consumo y distribuir uniformemente la corriente.

8 PUNTO DE PRUEBA

8.1 Instalacin

8.1.1 Antes de la soldadura cableestructura (ctodo) de cualquier punto de prueba,se deber obtener el correspondiente permiso de trabajo en caliente.

8.1.2 La estructura y los cables de prueba debern estar limpios, secos y libres dematerial extrao en los puntos de conexin, antes de efectuar la soldaduracorrespondiente; de manera que permanezcan mecnicamente seguras yelctricamente conductivas. El inspector deber verificar que el diseo de la juntaest de acuerdo con las especificaciones de diseo.

8.1.3 Se debern instalar suficientes puntos de prueba para el control de la corrosin,a intervalos equidistantes a fin de obtener una verdadera indicacin de laefectividad de la proteccin catdica.

8.1.4 Se deber dejar suficiente holgura al cable en la zanja, para evitar esfuerzos detensin en la soldadura cableestructura durante el proceso de relleno.

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8.1.5 El tipo de conexin soldada (cableestructura) por utilizar, quedar a criterio delingeniero de diseo o del especialista en corrosin.

8.1.6 Durante la soldadura de los puntos de prueba se deber evitar la generacin deesfuerzos residuales en la tubera, aplicando el tratamiento trmicocorrespondiente, donde sea requerido.

8.1.7 Cada punto de prueba instalado en conductores rgidos deber estardebidamente aislado del conductor.

8.1.8 Los conductores debern ser debidamente identificados de acuerdo con laestructura asociada.

8.1.9 Las estaciones de prueba debern estar sobre la superficie del suelo consuficiente holgura en los cables para facilitar las conexiones de prueba.

8.1.10 En el caso de tablaestacados de acero en agua de mar, se deben instalar puntosde toma de potenciales y cabillas de acero inoxidable a lo largo del muelle en susrespectivas cajas.

8.1.11 En el caso de pilotes de concreto armado en agua de mar, se deben colocarpuntos de toma de potenciales alternos con cabillas de acero inoxidable, a lo largodel muelle, en sus respectivas cajas.

8.1.12 En el caso de pilotes de acero en agua de mar, se debe verificar que cada pilotelleve soldada una cabilla de acero inoxidable.

8.1.13 En el caso de tuberas subacuaticas los puntos de pruebas deben seridentificados apropiadamente, para facilitar su posterior ubicacin.

8.2 Puesta en MarchaSe debe verificar, tal y como se indica en las especificaciones de diseo, que elsistema se energice en forma escalonada con ajustes variables, y se tomen cadauna de las lecturas de potenciales y de drenaje de corriente por lecho de nodoo por nodos. Esto es de extrema importancia, ya que indica los niveles deproteccin alcanzado y los problemas existentes.

9 OTRAS CONSIDERACIONES

9.1 Aislamiento Elctrico

9.1.1 Cada tubera sumergida o enterrada debe estar elctricamente aislada decualquier otra estructura metlica, al menos que la tubera y la otra estructuraestn conectadas elctricamente y protegidas catdicamente como una solaunidad.

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9.1.2 Deben instalarse empacaduras aislantes, para facilitar el control de la corrientede proteccin.

9.1.3 Deben realizarse inspecciones mediante pruebas elctricas (continuidad) paraasegurar la efectividad del aislamiento.

9.1.4 No se deben instalar sistemas aislantes en reas donde se pueda anticipar unaatmsfera peligrosa, al menos que se tomen las precauciones para evitar el arcoelctrico.

9.1.5 Se debern utilizar separadores aislantes entre la tubera matriz y la camisa, entodo cruce de carretera, para asegurarse que no habr contacto metlico entrela camisa y el tubo matriz.

9.1.6 Si el cruce perforado contempla el uso de respiradores en la camisa, stos debenser protegidos de manera tal que se permita la entrada de agua.

9.1.7 Los extremos de la junta camisa/tubo deben ser debidamente sellados para evitarla penetracin de agua.

9.1.8 Antes de proceder a rellenar la zanja, el inspector deber asegurarse que el tubomatriz y la camisa estn completamente aislados, a travs de la medicin deresistencia en la junta. Se deber obtener una resistencia igual a infinito.

9.2 nodos Sumergidos/Enterrados

9.2.1 Todo nodo enterrado o sumergido deber estar cubierto en un 100% por elelectrolito.

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