Estación de protección catódica y método para medir el potencial de protección catódica.

Estación de protección catódica y método para medir el potencial de protección catódica.

La estación de protección catódica comprende un dispositivo transfo-rectificador de corriente (7) encargado de suministrar corriente continua a un lecho anódico que provee de electrones a una estructura metálica bajo protección ubicada sustancialmente próxima al transfo-rectificador (7) y al lecho anódico y, al menos, un electrodo de referencia (1) en comunicación con el dispositivo transfo-rectificador de corriente (7) y configurado para medir el potencial de protección catódica de una localización especifica donde dicha estación comprende un módulo emisor (12) ubicado sustancialmente próximo a la localización especifica de medida de potencial de protección catódica y un módulo receptor (13) ubicado en una localización remota con el que dicho módulo emisor (12) establece una comunicación vía radio, el módulo emisor (12) comprendiendo el electrodo de referencia (1) y el módulo receptor (13) comprendiendo el transfo-rectificador de corriente (7).

Estación de protección catódica y método para medir el potencial de protección catódica.

Objeto de la invención La presente invención tiene aplicación dentro del sector industrial dedicado a la protección de depósitos, tuberías o estructuras ya estén sumergidas en agua o enterradas en lechos carbonáceos que sean susceptibles de corrosión. También tiene aplicación en plantas industriales, tales como: centrales nucleares, centrales térmicas, industrias petroquímicas, instalaciones portuarias y similares.

Más concretamente, la invención se refiere a una estación de protección catódica, y de forma específica, a un sistema de protección catódica descentralizada con monitorización remota capaz de realizar un control de parámetros y un ajuste de funcionamiento en tiempo real.

Es pues objeto de la invención proveer a una estación de protección catódica de los medios necesarios para permitir que la estación pueda ubicarse de forma idónea en relación a los requisitos técnicos de cada dispositivo que integra la estación, realizando para ello tareas de monitorización remotas con el fin de dotar a la estación de la rapidez necesaria para la variación y adaptación de parámetros para un correcto funcionamiento.

Asimismo es objeto de la invención proporcionar un sistema de protección con funcionamiento en tiempo real donde dicho sistema está descentralizado y realiza comunicaciones remotas vía radio.

También es objeto de la invención proporcionar un sistema de protección alternativo y complementario a las estaciones convencionales de protección catódica. De esta forma, la invención permite aportar una mayor seguridad al funcionamiento de las estaciones de protección.

Un último objeto de la invención es proporcionar un sistema autónomo capaz de continuar su funcionamiento ante posibles fallos de alimentación del sistema.

Antecedentes de la invención La protección catódica se refiere a un método para combatir la corrosión electroquímica de metales enterrados, expuestos a la acción del agua o de cualquier medio con el que interaccione. Por su parte, se entiende por corrosión electroquímica a la interacción de ese metal con el medio que lo rodea produciendo el consiguiente deterioro de sus propiedades físicas y químicas.

La corrosión electroquímica ocurre en presencia de un electrolito, ocasionándose regiones anódicas y regiones catódicas. Una reacción de oxidación sería una reacción anódica, en la que los electrones se liberan y se dirigen a las regiones catódicas de forma que en la región anódica se produce la disolución o corrosión del metal y, consecuentemente, en la región catódica, la inmunidad del metal. El hecho de que un metal tienda a presentar un estado primitivo de mínima energía, correspondiente a un estado de corrosión, constituye el motivo por el que se hace necesaria la protección catódica de las instalaciones o estructuras industriales que se encuentran enterradas o sumergidas.

De esta forma, la protección catódica aprovecha el principio electroquímico de la corrosión transportando los cátodos a la estructura metálica a proteger.

Una estación de protección catódica es el sistema eléctrico/electrónico destinado a realizar dicha protección catódica. Una estación convencional comprende un transfo-rectificador, un lecho anódico y un electrodo de referencia y su cometido consiste en inyectar la cantidad necesaria de corriente continua capaz de evitar el riesgo de corrosión electroquímica de la estructura metálica bajo protección. Para ello, el transfo-rectificador suministra corriente continua de forma interrumpida al lecho anódico, el cual, difunde la corriente suministrada en una dirección tal capaz de producir la migración de electrones hacia la estructura metálica a proteger. El electrodo de referencia es el elemento que proporciona al transfo-rectificador la señal o valor de referencia que indica la cantidad de corriente que es necesaria ser inyectada en la estructura en cada momento.

El correcto funcionamiento de todos los elementos de la estación de protección catódica es vital para conseguir la protección de la estructura. En relación a ello, existen dos condicionantes para el funcionamiento de la estación de protección, por un lado, el hecho de que el transfo-rectificador habitualmente necesita para su funcionamiento, una alimentación en corriente alterna (monofásica del orden de los 220Vac o trifásica del orden de los 380 Vca) y, por otro lado, el hecho de que el electrodo de referencia debe estar ubicado en el punto de la estructura que realmente se desea medir y debe comunicarse en tiempo real y de una forma segura con el transfo-rectificador.

Para cumplir con el primer condicionante, la ubicación de la estación de protección catódica ha de disponerse próxima a un punto donde exista o donde sea factible el establecimiento de una acometida eléctrica. Mientras que para cumplir con el segundo condicionante, el electrodo debe instalarse en aquel lugar de la estructura que le permita recoger la información necesaria para la protección de la estructura. En caso de que el electrodo de referencia no se ubique convenientemente, la referencia que le llega al transfo-rectificador no sería la adecuada y se originarían inyecciones de corriente desmesuradas o escasas, pero en ningún caso la que precisa la estructura bajo protección en ese determinado instante. En cierta parte, la limitación de ubicación del electrodo de referencia se debe a la presencia de perturbaciones conocidas como corrientes vagabundas, erráticas o extrañas del terreno mientras que la limitación de ubicación del transfo-rectificador se fundamenta en motivos económicos, la estación debe ubicarse donde pueda disponerse de energía eléctrica a un precio razonable.

Las limitaciones de ubicación impuestas por estos dos elementos de la estación de protección catódica se resuelven mediante tiradas de cable eléctrico de hasta 5000m. Es por ello que el actual funcionamiento de las estaciones de protección catódica, en el mejor de los casos, demanda instalaciones de cableado extensivo mientras que, en otros casos, ocasiona un funcionamiento inadecuado causado por la ubicación imprecisa del electrodo de referencia.

Por otra parte, son conocidas distintos tipos de estaciones o aparatos de protección catódica, por ejemplo, el divulgado en la solicitud europea 0324440, la cual describe un dispositivo de intercambio de calor provisto de distintos tipos de recubrimientos en las paredes de algunas de sus cámaras y de medios de protección catódica, concretamente ánodos de sacrificio, dispuestos localizaciones específicas con el fin de reducir la corrosión en los aparatos sumergidos en el mar o que involucran procesos de circulación de agua. Sin embargo, dichas estaciones o aparatos de protección catódica no solucionan la necesidad de cablear la instalación a proteger.

No obstante, ninguna de las estaciones de protección catódica conocidas dispone de los medios necesarios para el funcionamiento de las mismas de forma adecuada salvando las limitaciones intrínsecas de su funcionamiento, ni ninguna de las estaciones de protección conocidas proporciona los medios necesarios para disponer de un funcionamiento complementario a las actuales estaciones.

Descripción de la invención La presente invención se refiere a una estación de protección catódica y a un método para medir el potencial de protección catódica de una estructura o instalación metálica mediante una estación de protección catódica descentralizada provista de medios para permitir una comunicación remota vía radio entre elementos de la estación de protección catódica y una monitorización de parámetros y un ajuste de funcionamiento en tiempo real.

La estación de protección catódica descrita en la presente invención permite ubicar el transfo-rectificador próximo a una acometida eléctrica y el electrodo de referencia en una localización especifica que permita la obtención de una medición fiable y precisa. Así, la estación de la presente invención resuelve las limitaciones existentes en el estado de la técnica disponiendo ambos elementos en ubicaciones remotas y preferentes y estableciendo comunicación entre ellos sin necesidad de cablear ambos elementos. Para ello, la estación de la presente invención incorpora un módulo de emisor que comprende, además del electrodo de referencia, un dispositivo de adaptación y codificación próximo a la localización especifica y preferente del electrodo de referencia, y un módulo receptor que comprende, además del transfo-rectificador de corriente, un dispositivo de decodificación y adaptación ubicado en una localización remota próxima...

1. Estación de protección catódica que comprende un dispositivo transfo-rectificador de corriente (7) encargado de suministrar corriente continua a un lecho anódico que provee de electrones a una estructura metálica bajo protección ubicada sustancialmente próxima al transfo-rectificador (7) y al lecho anódico y, al menos, un electrodo de referencia (1) en comunicación con el dispositivo transfo-rectificador de corriente (7) y configurado para medir el potencial de protección catódica de una localización especifica caracterizada por que comprende un módulo emisor (12) ubicado sustancialmente próximo a la localización especifica de medida de potencial de protección catódica y un módulo receptor (13) ubicado en una localización remota con el que dicho módulo emisor (12) establece una comunicación vía radio, el módulo emisor (12) comprendiendo el electrodo de referencia (1) y el módulo receptor (13) comprendiendo el transfo-rectificador de corriente (7) .

2. Estación, según la reivindicación 1, caracterizada por que el módulo emisor (12) comprende un dispositivo de adaptación y codificación (5) que a su vez comprende:

unos primeros medios de adaptación (2) configurados para recibir el potencial de protección catódica medido por el electrodo de referencia (1) y convertirlo a una señal intermedia; unos medios de codificación (3) configurados para recibir la señal intermedia de los primeros medios de adaptación (2) y producir una señal de potencia relacionada con dicha señal intermedia; unos primeros medios de comunicación (4) encargados de transmitir las señales de potencia procedente de los medios de codificación (3) ; y por que el módulo receptor (13) comprende un dispositivo de decodificación y adaptación (10) que a su vez comprende:

unos segundos medios de comunicación (11) encargados de recibir las señales de potencia procedentes de los primeros medios de comunicación (4) ; unos medios de decodificación (8) configurados para obtener una señal intermedia relacionada con las señales de potencia recibidas por los segundos medios de comunicación (11) ; unos segundos medios de adaptación (9) configurados para recibir las señales intermedias de los medios de decodificación (8) y convertirlas a potencial. 3. Estación, según la reivindicación 2, caracterizada por que el módulo receptor (13) comprende un electrodo de referencia adicional (6) conectado a través de un cable conductor (14) con los segundos medios de adaptación (9) del módulo receptor (13) configurado para medir el potencial de protección catódica de una localización remota.

4. Estación, según la reivindicación 3, caracterizada por que los segundos medios de adaptación (9) del módulo receptor (13) están configurados para seleccionar una de entre las dos medidas de potencial de protección catódica procedentes del electrodo de referencia (1) y del electrodo de referencia adicional (6) .

5. Estación, según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada por que las señales de potencia son emitidas en la band.

86. 868 MHz en 16 canales, a una velocidad de transmisión de 19200 bps y con una potencia de emisión de 500mW.

6. Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el módulo emisor (12) comprende unos medios de alimentación (15) formados por placas solares (16) y baterías (17) encargados de la alimentación del módulo emisor (12) .

7. Método para medir el potencial de protección catódica mediante una estación de protección catódica que comprende suministrar corriente continua, procedente de un dispositivo transfo-rectificador de corriente (7) , a un lecho anódico encargado de proveer de electrones a una estructura metálica bajo protección, ubicada sustancialmente próxima al transfo-rectificador (7) y al lecho anódico y, medir el potencial de protección catódica de una localización especifica, por, al menos, un electrodo de referencia (1) dispuesto en comunicación con el dispositivo transforectificador de corriente (7) caracterizado por que la comunicación se realiza vía radio entre un módulo emisor (12) , ubicado sustancialmente próximo a la localización especifica de medida de potencial de protección catódica, y un módulo receptor (13) , ubicado en una localización remota, el módulo emisor (12) comprendiendo el electrodo de referencia (1) y el módulo receptor (13) comprendiendo el transfo-rectificador de corriente (7) .

8. Método, según la reivindicación 7, caracterizado por que el módulo emisor (12) comprende un dispositivo de adaptación y codificación (5) configurado para:

recibir, unos primeros medios de adaptación (2) , el potencial de protección catódica medido por el electrodo de referencia (1) y transformar, dichos primeros medios de adaptación (2) , el potencial medido a una señal intermedia; recibir, unos medios de codificación (3) , la señal intermedia de los primeros medios de adaptación (2) y producir, dichos medios de codificación (3) , una señal de potencia relacionada con dicha señal intermedia; transmitir, unos primeros medios de comunicación (4) , las señales de potencia producidas por los medios de codificación (3) ;

y por que el módulo receptor (13) comprende un dispositivo de decodificación y adaptación (10) configurado para: recibir, unos segundos medios de comunicación (11) , las señales de potencia procedentes de los primeros medios de comunicación (4) ; 5

obtener, unos medios de decodificación (8) , una señal intermedia relacionada con las señales de potencia recibidas por los segundos medios de comunicación (11) ; recibir, unos segundos medios de adaptación (9) , las señales intermedias de los medios de decodificación (8) y convertirlas a potencial.

9. Método, según la reivindicación 8, caracterizada por que el módulo receptor (13) comprende la etapa de medir el potencial de protección catódica de una localización remota por medio de un electrodo de referencia adicional (6) conectado a través de un cable conductor (14) con los segundos medios de adaptación (9) del módulo receptor (13) .

10. Método, según la reivindicación 9, caracterizada por que los segundos medios de adaptación (9) del módulo 15 receptor (13) comprenden la etapa de seleccionar una de entre las dos medidas de potencial de protección catódica procedentes del electrodo de referencia (1) y del electrodo de referencia adicional (6) .

11. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizada por que las señales de potencia se emiten en la band.

86. 868 MHz en 16 canales, a una velocidad de transmisión de 19200 bps y con una potencia 20 de emisión de 500mW.

12. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizada por que el módulo emisor (12) comprende la etapa de alimentar dicho módulo emisor (12) mediante unos medios de alimentación (15) formados por placas solares (16) y baterías (17) .