corrientes vagabundas en embarcacion monte condega

5/16/2018 Corrientes Vagabundas en Embarcacion Monte Condega. - slidepdf.com

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Óxido, es la forma más estable en que la mayoría de los metales usados en la industria se

encuentra en la naturaleza. Es también, el estado de materia al que tienden muchas de las

partes metálicas que componen la maquinaria moderna, causando durante este proceso

natural, enormes pérdidas de energía que traducido a divisas, seguridad, tiempo y producción

representa un importante gasto anual para la economía de cualquier país industrializado o en

vías de desarrollo.

La pérdida de metal en una estructura de acero, representa un claro ejemplo de cómo la

misma vuelve, progresivamente, al estado en que se encontraba en la naturaleza.

Afortunadamente, existen formas sencillas, eficaces y económicas de contrarrestar este

fenómeno, sin poner en riesgo la estructura y con un mínimo impacto ambiental. Corrosión.

La corrosión es un hecho cotidiano, totalmente asumido por el ser humano, que en ocasiones

pasa desapercibido o es aceptado como algo irremediable, parecido a nuestro envejecimiento.

Sin embargo, puede definirse como un proceso electroquímico, relacionado con el flujo de

iones y electrones entre un ánodo y un cátodo. La pérdida de metal (corrosión) ocurre en el

ánodo, en el cátodo no se pierde metal, permanece inalterable y es quien cede iones al

electrolito. La corrosión electroquímica, se relaciona con la transferencia de electrones a

través de las interfaces metal/electrolito, la misma tiene lugar dentro de una celda de

corrosión.

La corrosión en una estructura, se puede acelerar considerablemente, si en la zona donde estála inmersa la misma, existen corrientes de interferencia, que se pueden definir como cualquier

perturbación eléctrica en una estructura metálica causada por una corriente vagabunda.

Corriente vagabunda.

Puede definirse como un flujo de electrones, impulsado por una diferencia de potencial que

circula por un conductor (estructura metálica) y que no forma parte del circuito eléctrico

previsto. Para que haya corrosión a causa de las corrientes vagabundas, debe haber un

intercambio de corriente entre una estructura metálica y un medio electrolítico.

Las corrientes vagabundas continuas, en oposición a las alternas (AC), tienen el efecto másdañino para las estructuras, la corriente continua (DC) circula siempre en una misma dirección,en cambio, la corriente alterna (energía comercial alterna AC de 50/60 Hz) invierte su dirección100 veces en un segundo, con algunas excepciones, las corrientes alternas no generan unacorrosión significativa en los materiales estructurales comunes, no obstante, la corriente alternapuede constituir un serio peligro para la seguridad de las personas.

Según la Ley de Faraday, el peso de metal corroído, es proporcional a la cantidad de corriente

que se descarga desde el metal hacia el electrolito, la corrosión por corrientes vagabundas es

un problema, ya que a rasgos generales, suelen se corrientes muy grandes, mientras que la

corrosión natural puede generar algunos miliamperios de corriente, una corriente vagabundapuede ser de varios cientos de amperes, una corriente de 100 amperes (perfectamente




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razonable para algunos sistemas de transporte ferroviarios) destruiría 9,100 kg de acero en un

año, por lo tanto, al encontrar una corriente vagabunda, es necesario encontrar la fuente que la

origina e implementar una solución. Es evidente que, si no se controla, una corriente vagabunda

puede destruir una estructura muy rápidamente.

Foto Nº 1. Corrosión localizada

Tipos de Corrientes Vagabundas.

Podemos identificar dos tipos de corrientes vagabundas:

Corrientes Vagabundas Dinámicas, que varían continuamente de amplitud y cambian la

dirección del flujo de corriente, las mismas, pueden ser generadas de forma artificial onatural. Corrientes Vagabundas Estáticas, son las que mantienen amplitud y dirección con

respecto al tiempo, las mismas, se dividen en:

Corrientes de interferencia catódica, es la corriente de gradiente negativo y sedesprende de la estructura ajena protegida, regresando a su punto de origenutilizando como conductor, una estructura cercana, a la que perjudica cuandoregresa al circuito del que se desprendió.

Corrientes de interferencia anódica, es la corriente de gradiente positivo este

tipo de corriente entra con gradiente positivo, haciendo uso de la puesta atierra del pantalán volviendo ánodo todas las estructuras metálicas de laembarcación y retornando a su punto de origen por el electrolito común “Agua

de Mar”.

Identificación del problema.

La embarcación de recreo “Monte Condega”, es un yate Sea Ray 270 Sundancer, que monta

una cola Mercury Bravo Two y atraca en uno de los puertos deportivos del norte de España. El

propietario de la embarcación está visiblemente preocupado porque, en un período de 6




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meses ha tenido que cambiar, en dos ocasiones, la cola de su embarcación. Las mismas, se

han corroído de una forma rápida y catastrófica, como se aprecia en las fotos.

Foto Nº 2. Colas Corroídas.

El puerto deportivo donde atraca la embarcación consta de varios pantalanes unidos conpasarelas desde tierra firme, la embarcación atraca en el pantalán designado con la letra “P” y

en el punto de atraque 45.

Para identificar el problema, el personal técnico de ZINETI ha procedido a hacer mediciones “In

Situ” valiéndonos de un Logger de Datos y distintos electrodos de referencia de Plata/Cloruro

de Plata, y así llegar hasta la fuente que origina la corriente vagabunda que está destruyendolas colas de la embarcación.

Las pruebas realizadas fueron las siguientes:

Toma de potenciales a la altura de los puntos de atraque P-45 y P-47 entre izquierda yderecha de la pasarela del Pantalán P, ver figura Nº 1.




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Fig. Nº 1. Mediciones hechas en Pantalán P, entre izquierda y derecha de la pasarela la altura de P-45.

La medición de la figura Nº 1 se ha realizado a la altura del punto de atraque P-45 en el pantalánP y haciendo uso de dos electrodos de referencia de Plata/Cloruro de Plata, registrando valores,cada 10 segundos. Tal como se aprecia en el gráfico de la figura en cuestión, existe una pequeñadiferencia de potencial que fluctúa desde -1,40 mV hasta -24,60 mV y por el signo negativo detodas las mediciones, se puede afirmar que el punto de entrada de la corriente es en el bornenegativo del aparato de medición, que coincide con la izquierda de la pasarela, viendo hacia elfinal de la misma. Esta diferencia de potencial, se puede considerar normal.

Toma de potenciales a babor y estribor de la embarcación atracada en P-49, ver figuraNº 2.

Fig. Nº 2. Potenciales a Br y Er de P-49




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En las mediciones hechas por el personal técnico de ZINETI, S.A.U. y reflejadas en la figura Nº 2,se han realizado, haciendo uso de dos electrodos de Plata/Cloruro de Plata. Los valores oscilanentre 5,6 mV y 9,70 mV, todos con valores positivos, en esta etapa de medición, se hareubicado el electrodo más lejano, el de la izquierda de la pasarela y se ha sumergido a babor

de P-49, la entrada de corriente es en el borne positivo del aparato y coincide con babor de laembarcación.

Por los comentarios resultantes, de la entrevista que ha tenido el personal técnico deZINETI con el cliente y las autoridades del puerto, se ha decidido hacer mediciones enla torreta donde se conecta la embarcación que atraca en P-89, ver figura Nº3.

Fig. Nº 3. Potencial entre cable de tierra de la embarcación y electrodo de referencia.

En la gráfica se observa que en esta embarcación existe una derivación de potencial a tierra, losvalores son negativos, pues la toma de potencial se ha hecho tomando como entrada depotencial, el borne negativo del aparato de medición y el borne positivo es el que correspondeal electrodo de referencia. No obstante, se siguieron haciendo más pruebas hasta tener algo enclaro.




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Toma de potenciales entre P-70 y P-89, ver figura Nº 4.

Fig. Nº 4. Potenciales entre P-70 y P-89.

En este gráfico se observa que el potencial ha aumentado drásticamente en la zona donde serealiza la medición, se demuestra la actividad de la fuente de potencial, los valores sonpositivos, oscilando entre 412 y 586 mV.

Lectura de potencial en todas las torretas en las que habían embarcacionesconectadas, ver tabla Nº 1.

AtraqueVoltaje

mVAtraque

Voltaje

mVAtraque

Voltaje

mVAtraque

Voltaje

mV

P-1 N/C P-26 N /C P-51 N/C P-76 N/C

P-2 214 P-27 N/C P-52 N/C P-77

P-3 150 P-28 N/C P-53 N/C P-78 N/C

P-4 77 P-29 N/C P-54 N/C P-79 N/C

P-5 N/C P-30 120 P-55 N/C P-80 N/C

P-6 69 P-31 N/C P-56 N/C P-81 N/C

P-7 N/C P-32 N/C P-57 N/C P-82 225

P-8 N/C P-33 N/C P-58 N/C P-83 N/C




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P-9 N/C P-34 18 P-59 N/C P-84 N/C

P-10 N/C P-35 N/C P-60 N/C P-85 N/C

P-11 43 P-36 N/C P-61 N/C P-86 N/C

P-12 N/C P-37 40 P-62 213 P-87 N/C

P-13 N/C P-38 25 P-63 19 P-88 N/C

P-14 N/C P-39 N/C P-64 7,7 P-89 10.380,00

P-15 N/C P-40 200 P-65 19 P-90 N/C

P-16 N/C P-41 N/C P-66 N/C P-91 N/C

P-17 N/C P-42 N/C P-67 N/C P-92 436

P-18 N/C P-43 N/C P-68 N/C P-93 N/C

P-19 N/C P-44 N/C P-69 N/C P-94 N/C

P-20 N/C P-45 En Mtto. P-70 320 P-95 N/C

P-21 N/C P-46 N/C P-71 N/C P-96 N/C

P-22 N/C P-47 280 P-72 103 P-97 N/C

P-23 218 P-48 N/C P-73 16 P-98 220

P-24 97 P-49 N/C P-74 N/C P-99 N/C

P-25 N/C P-50 N/C P-75 N/C P-100 N/C

Tabla Nº 1. Lectura de potencial en las tomas de corriente donde habían embarcaciones conectadas.

En la tabla anterior, se aprecia que la única embarcación con una fuga de corriente importantees la que atraca en el punto de atraque P-89, en ese momento la fuga de corriente era de10.380,00 mV (10,38 V), esta diferencia de potencial es bastante importante porque fluye por

un conductor con resistencia bastante baja, siendo portador de una cantidad de corriente delorden de 3 Amperios, en el supuesto que la resistencia del cable sea de 3,50 Ω (Ohmios).




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Toma de potencial entre P-17 y P-21, ver figura Nº 5.

Fig. Nº 5. Diferencia de potencial entre P-17 y P-21.

En la gráfica de la figura Nº 5, se aprecia una fuerte influencia de corrientes erráticas, los valoresfluctúan desde 7,50 mV hasta -4,40 mV se aprecia que la corriente entra y sale de los bornespositivo y negativo, el aparato se alineo con la popa del barco en que se posicionó, es decir, elborne positivo equivale a estribor.

Toma de potencial en la torreta donde se conecta P-89, ver figura Nº 6.

Fig. Nº 6. Potencial en torreta equivalente a P-89




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Para seguir comprobando, el personal técnico de ZINETI llevó a cabo nuevas mediciones en latorreta donde se conecta P-89, en esta ocasión, se ha extendido el tiempo de toma de lecturasa intervalos de 1 minuto, la diferencia de potencial se mantenía estable en 12,5 V.

Para estar totalmente seguros de que la diferencia de potencial es la que perjudica a“Monte Condega”, que atraca en P-45, el personal técnico de ZINETI decidió hacer unaprueba haciendo uso de un trozo de chapa de aluminio naval Aleación 5083, colgarlocon un cabo de acero a diferentes profundidades y conectarlo directamente a la tomade tierra de la torreta equivalente a ese punto de atraque, en la prueba se observo:

Mientras más se profundizaba con la chapa, la diferencia de potencial disminuíaa cantidades totalmente tolerables y normales.

Cuando la chapa estaba a flor de agua, la diferencia de potencial aumentaba acantidades peligrosas, más, la chapa se ha dejado por un periodo de 2 horas aflor de agua y se empezó a observar pequeños puntos de pitting en una de las

caras, tal y como se observa en las fotos.

Foto Nº3. Corrosión en placa de Aluminio Naval 5083

El personal técnico de ZINETI procedió a hacer la prueba del On – Off con la chapa a nivel del

mar, conectada al Logger de Datos y el mismo conectado a la toma de tierra de la torretaequivalente (P-45), del otro lado, la embarcación que atraca en P –89, estaba conectada a su




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respectiva torreta, consiguiendo los datos que se muestran en la figura Nº 7. En la misma, seobserva que la diferencia de potencial cae a potencial natural cuando se desconectaba de lacorriente la embarcación atracada en P-89, la prueba es concluyente, la embarcación que afectaa “Monte Condega” es la que atraca en P-89.

Fig. Nº 7. Prueba On – Off desde P-89 a P-45 haciendo uso de una chapa de Aluminio Naval 5083




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Conclusiones.

Las corrientes vagabundas pueden generarse gracias a cualquier sistema que conduce una

corriente eléctrica y tiene dos o más puntos de contacto con un electrolito. Estos puntos decontacto deben tener alguna diferencia de potencial entre ellos, más allá de la fuente, lascorrientes que circulan en un electrolito o un conductor producen diferencias de voltaje,gradientes.

Si una estructura metálica (tubo, cable, pilote, embarcación, etc.) cruza un gradiente de voltaje,se generará una corriente en la estructura que puede ser beneficiosa, aunque normalmentesuelen ser catastróficas, es el caso del “Monte Condega” , el cual ha sido bastante excepcional, yciñéndonos las pruebas realizadas, se presume que la embarcación que atraca en P –89 tieneuna fuga de corriente desde el borne positivo del banco de baterías y se descarga por el cablede tierra del puerto, llegando hasta donde “Monte Condega” está conectado, y creando un

circuito equivalente al de los Sistemas de Corriente Impresa, ver figura Nº 8. En donde elterminal positivo de un rectificador de corriente se conecta a un lecho de ánodos dispersores,los mismos, deben de estar inmersos en un electrolito, en este caso, todos las partes metálicasde “Monte Condega” e inmersas en el agua de mar, han hecho las veces de ánodo dispersor deun Sistema de Corriente Impresa, empeorado porque, el material de las colas es aluminio, elaluminio es un metal anfótero, es decir, puede oxidarse en condiciones ácidas o alcalinas, porlo tanto, cuando la corriente se capta en este metal, el pH aumenta, por el aumento de ioneshidroxilo OH-, que son un subproducto de cualquier pila galvánica, desencadenando talcorrosión como la que hemos sido testigos y no sólo en la cola, sino en todas las partesmetálicas del casco que están en contacto directo con el sistema de puesta a tierra de la misma.

Fig. Nº 8. Sistema Básico de Corriente Impresa.




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Recomendaciones.

El personal técnico de ZINETI, recomienda poner al tanto de la situación al armador de la

embarcación que atraca en P-89 con el fin de que revise a fondo el sistema eléctrico de la

misma, se presume un intercambio de polaridades en el sistema de puesta a tierra de la

embarcación y en ningún momento lo ha detectado el circuito diferencial que por

normativa debe ser parte primordial en cualquier circuito eléctrico.

En la serie de pruebas realizadas por ZINETI, se ha detectado que la resistencia eléctrica

de la puesta a tierra del muelle es más alta que lo habitual, del orden de 9,66 MΩ, foto Nº

3, esta resistencia se ha medido entre la terminal de tierra de cualquier torreta, el agua o

cualquiera de los bolardos de la pasarela. También se ha medido desde la cabeza de la

pica o jabalina de tierra y un electrodo de referencia de Plata/Cloruro de Plata inmerso en

el agua del muelle, esta medición ha resultado bastante bien, del orden de 5,42 KΩ.Recordemos que la corriente eléctrica fluirá por el conductor que ofrezca menos

resistencia eléctrica y no hará distinción entre un cable, una puesta a tierra, la cola de una

embarcación y en el peor de los casos, un ser humano.

Foto Nº 4. Resistencia entre terminal de tierra y bolardo.




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Foto Nº 5. Resistencia entre cabeza de la pica de tierra y electrodo de referencia en el agua.

Óscar Rodríguez Peralta

Área Técnica

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Miembro NACE Nº 238291

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