Autor:

Luiz Paulo Gomes
Engenheiro de Equipamentos de Petróleo pela
PETROBRAS e diretor da IEC – Instalações
e Engenharia de Corrosão Ltda.

A Importância da Proteção Catódica

A proteção catódica é uma tecnologia fantástica, de vital importância para o mundo moderno, uma vez que permite proteger contra a corrosão instalações metálicas enterradas ou submersas como os oleodutos, gasodutos, alcooldutos, polidutos, adutoras, tanques, plataformas de petróleo, navios e embarcações, além das armaduras de aço das estruturas de concreto armado ou protendido de pontes, via dutos, instalações portuárias e edificações de um modo geral.

Sem a tecnologia da proteção catódica seria impossível operar com segurança essas instalações importantes e em especial os dutos de aço enterrados, quase sempre sujeitos à problemas de interferências elétricas e eletromagnéticas.

As figuras 01 e 02 mostram um gasoduto en terrado em fase de construção e o esquema típico de funcionamento de seu sistema de proteção catódica.

As interferências elétricas e eletromagnéticas causadas pelos cruzamentos ou paralelismos com estradas de ferro eletrificadas e linhas de transmissão elétrica em alta tensão são extrema mente prejudiciais e perigosas para a segurança operacional das tubulações de aço enterradas.

Nesses casos os sistemas de proteção catódica precisam ser complementados com equipamentos e dispositivos especiais, como os equipamentos de drenagem, para as interferências elétricas e os dispersores de potenciais elevados, para as interferências eletromagnéticas.

Fig. 01 – Tubulação de gás enterrada em fase de construção

Interferências Elétricas em Corrente Contínua

As interferências elétricas ocorrem quando a tubulação enterrada fica sujeita à influência de sistemas que operam com corrente contínua, como as ferrovias eletrificadas, os metrôs, os veículos leves sobre trilho (VLT), os sistemas de proteção catódica de terceiros e outros.

As interferências elétricas causam problemas sérios de corrosão eletrolítica nas tubulações enterradas, como pode ser visto na figura 03, que ilustra um caso clássico, muito comum de ocorrer, onde um gasoduto enterrado corre paralelo à uma estrada de ferro eletrificada com corrente contínua.

Como pode ser visto, nas áreas de retorno (áreas anódicas) a corrente elétrica causa corrosão eletrolítica severa, fazendo com que a tubulação funcione como o anodo ativo de uma cuba eletrolítica, podendo furar em muito pouco tempo, se providências de proteção não forem adotadas com a devida rapidez. A figura 04 ilustra um desses vazamentos.

Fig. 02 – Esquema típico de funcionamento de um sistema de proteção catódica por corrente impressa

Para eliminar as correntes de interferência elétrica a solução prática consiste, basicamente, em instalar dispositivos especiais de drenagem elétrica e reforçar o sistema de proteção catódica da tubulação enterrada.

Essas situações requerem grande experiência dos engenheiros de corrosão, que precisam atuar com eficiência e no menor tempo possível, uma vez que o processo de corrosão eletrolítica é bastante rápido, podendo furar a tubulação em muito pouco tempo.

Os exemplos práticos mais importantes são os sistemas de tração eletrificada, muito utilizados nas grandes cidades, como as ferrovias, os metrôs e os veículos leves sobre trilho (VLT), que operam com corrente contínua.

Esse fenômeno pode provocar furos por corro são eletrolítica e acidentes nos dutos enterrados se os sistemas de proteção catódica e de proteção contra as interferências elétricas não forem cuidadosamente projetados, instalados e mantidos em operação normal.

Importante observar que, somente com a instalação e a manutenção cuidadosa dos sistemas de proteção catódica, os trens tracionados com corrente contínua podem operar com segurança e conviver pacificamente com as tubulações de aço enterradas. De outra maneira essa convivência seria impossível, o que inviabilizaria, ou a condução de fluidos em dutos de aço enterrados, ou o transporte de pessoas e cargas em trens eletrificados com corrente contínua.

Fig. 04 – Vazamento em uma tubulação de água, causado por corrosão eletrolítica

Fig. 03 – Esquema típico da interferência das estradas de ferro eletrificadas sobre dutos enterrados

Interferências Eletromagnéticas

As interferências eletromagnéticas ocorrem quando a tubulação enterrada cruza ou fica paralela a uma ou mais linhas de transmissão elétrica em alta tensão. A figura 05 mostra uma tubulação enterrada sendo construída junto às torres de uma linha de alta tensão, aproveitando a sua faixa de servidão, situação muito comum de acontecer no mundo inteiro.

A linha de alta tensão é capaz de gerar potenciais elevados na tubulação enterrada, que podem causar danos ao revestimento externo, afetar a segurança das pessoas nas proximidades e provocar problemas de corrosão por cor rente alternada, a chamada corrosão AC.

Essas interferências são também muito preocupantes, exigindo estudos cuidadosos de identificação e diagnóstico com adoção de medidas eficazes de proteção tais como: modificações das características da linha de transmissão elétrica e do projeto de construção do duto (quando isso é possível), instalação de um sistema de dispersão de potenciais perigosos com a utilização de dispositivos desacopladores do tipo Dairyland, utilização de cupons para monitorar a corrosão e os potenciais dos tubos em relação ao solo (potenciais tubo/solo) e melhorias do sistema de proteção catódica da tubulação.

Cumpre destacar que os sistemas de proteção catódica também podem causar interferências e problemas de corrosão eletrolítica nas fundações metálicas das linhas de transmissão elétrica, exigindo que estudos cuidadosos e providências de proteção sejam tomadas em tempo hábil, antes e durante a construção do duto, da linha de alta tensão ou de ambos.

Veja abaixo um caso clássico de instalação de um desacoplador do tipo Dairyland, associado a um sistema de dispersão de potenciais perigosos, com o objetivo de eliminar um problema de interferência eletromagnética de um oleoduto enterrado.

Conclusões

O aço carbono é um material excelente, que possui alta resistência mecânica, pode ser cortado, dobrado e soldado com facilidade e possui baixo custo de produção, razão pela qual é largamente utilizado em estruturas metálicas utilizadas nas indústrias de um modo geral e em especial na indústria de petróleo e gás.

Todas as grandes obras de engenharia do mundo inteiro utilizam o aço carbono, não sendo exagero afirmar que o mundo é feito de aço.

O único problema do aço é que ele se corrói com facilidade, em especial quando sujeito a problemas de interferências elétricas e eletromagnéticas. Nessas situações, somente a instalação dos sistemas de proteção catódica conseguem garantir a operação segura e eficiente dos oleodutos, gasodutos, minerodutos, adutoras, polidutos e tubulações enterradas de um modo geral.

Se não existisse a tecnologia da proteção catódica seria impossível operar com segurança essas tubulações, em especial as construídas nas proximidades dos sistemas de tração eletrificada e perto das linhas de transmissão elétrica em alta tensão, situação que ocorre com frequência no mundo inteiro.

Fig. 05 – Tubulação de aço enterrada em fase de construção na mesma faixa de servidão de uma

linha de transmissão elétrica em alta tensão.

Fig. 06 – Esquema típico de instalação de sistema de dispersão de potenciais perigosos

em um oleoduto enterrado com a utilização de um desacoplador Dairyland.

O artigo abaixo foi publicado pelo diretor da IEC, Luiz Paulo Gomes, na revista da ABRACO. Nesta sessão, compartilhamos apenas o artigo, no entanto, é possível acessar a revista inteira pelo link:

Ano 16, nº 69, out/nov/dez 2019