Ivano Magnifico

A cura di Ivano Magnifico, Product Manager AUTOMA
Dall’intervento “Back to the future: quando il passato è già il futuro”
SMART GRID DAYS 2025, 8 – 9 ottobre 2025.

Stiamo utilizzando come dovremmo i dati che riceviamo dai sistemi di monitoraggio della protezione catodica? Per comprenderlo, procediamo a fare un riassunto della storia, dell’attualità e del futuro del monitoraggio delle condotte, ponendo in particolare l’attenzione su ciò che diamo per scontato e ci sembra normale perché lo vediamo ogni giorno.

In questo articolo e nel precedente ti parliamo quindi delle modalità di monitoraggio e di come è possibile ottimizzare la trasmissione dei dati, mostrandoti anche dei casi concreti.

Con questi contenuti ci rivolgiamo soprattutto ai lettori stranieri, che hanno delle gestioni diverse da quelle che abbiamo in Italia. Ma, in ogni caso, il recap può essere utile anche per noi italiani per vedere se stiamo lavorando al meglio delle nostre possibilità.

Monitoraggio remoto al servizio della protezione catodica

Per una definizione di monitoraggio remoto ti rimandiamo qui.

Vediamo ora come le informazioni raccolte possono aiutarci a svolgere la nostra attività quotidiana. Per avere una protezione catodica efficace ed efficiente, la prima cosa da fare è verificare che i dispositivi che utilizziamo (es. alimentatori, dispositivi di disaccoppiamento, dispositivi di mitigazione ecc.) stiano funzionando correttamente. La norma ISO 15589-1 ci dà un’indicazione dei dispositivi che devono essere controllati per garantire la protezione catodica:

• Alimentatori di protezione catodica
• Stazione di drenaggio unidirezionale
• Collegamenti a strutture terze (resistive o dirette)
• Dispositivi di disaccoppiamento AC/DC
• Anodi galvanici
• Punti Misura

Alimentatore: parametri di monitoraggio

Sotto sono riportati i parametri da monitorare nell’alimentatore per poter essere sicuri che stia funzionando correttamente.

• Corrente di uscita DC
• Tensione di uscita DC
  • Tensione di uscita AC: allarme se il valore medio > soglia definita
• Presenza/mancanza dell’alimentazione principale (allarme in tempo reale)
• Potenziale DC struttura e Tensione AC
• Potenziale OFF su struttura
• Instant-off su coupon per misura del potenziale IR-free
  • Densità di corrente DC e AC su coupon

Quando parliamo di distribuzione gas-reti all’interno delle città, uno degli aspetti più critici è il tempo di vita del dispersore: finché il dispersore è operativo, riusciamo a dare corrente, quando invece si consuma è un problema, perché ci possono volere anche uno o due anni prima di riuscire a ottenere i permessi per fare i lavori. Quindi, sarebbe comodo se, oltre alle altre informazioni che ci arrivano, potessimo anche sapere se e quando il dispersore sta arrivando a fine vita.

Alimentatore: valutazione dello stato del dispersore

Nel grafico sotto, non stiamo misurando l’impedenza (rapporto fra tensione e corrente) per valutare la resistenza totale del circuito, ma stiamo misurando solo la tensione di uscita su un alimentatore che ha sempre lavorato a corrente costante; quindi, l’andamento della tensione ricalca l’andamento dell’impedenza totale vista dall’alimentatore. Il periodo di riferimento è 2012-2020. Osservando il grafico, riconosciamo chiaramente l’andamento stagionale, quindi il cambio di resistenza del terreno tra periodo estivo e periodo invernale. Tuttavia, si riesce anche a riscontrare una certa linearità che è data dall’andamento della perdita di volume del dispersore nel tempo. Quando ci avviciniamo al fine vita, perdiamo questo andamento lineare che tende a diventare esponenziale e questo può aiutarci a prevedere anche con un paio di anni di anticipo il momento in cui sarà necessario un nuovo dispersore.

Drenaggio unidirezionale

In prossimità di una linea ferroviaria, nel punto in cui l’interferenza crea sulla nostra condotta una zona anodica di corrente che ritorna al circuito originale, avremo bisogno di un drenaggio, se non ci sono altri modi di ovviare al problema.

Lo scopo del drenaggio è quello di permettere alla corrente, che noi assorbiamo in zona catodica dalla linea del treno, di tornare attraverso un percorso elettrico alla rotaia e alla sottostazione di appartenenza. Chiaramente, vogliamo che questa corrente possa solo tornare verso la sottostazione e non viceversa.

Altro parametro interessante è la differenza di potenziale tra la struttura e la rotaia: quando la struttura è più positiva della rotaia, ci aspettiamo che ci sia della corrente che va drenata, ritornando al circuito originale; mentre, quando la polarizzazione è inversa, quello che ci aspettiamo è che non ci sia corrente attraverso il diodo, perché questo è polarizzato inversamente.

I parametri di monitoraggio sono:

• Corrente di drenaggio DC
  • Condizione normale: Ir ≥ 0
  • Allarme se Ir < 0 (diodo danneggiato)
• Potenziale tubo – rotaia (Erail)
  • Condizione normale: -V < Erail < 0,7 V + Ir (Rb+Rpr)
    (Rpr = resistenza parassita del diodo)
• Potenziale DC struttura e Tensione AC
• Potenziale OFF su struttura
• Instant-off su coupon per misura del potenziale IR-free
  • Densità di corrente DC e AC su coupon

Casi reali

Drenaggio unidirezionale: rilevamento guasto del diodo

Guardiamo degli esempi pratici. Sotto vedete l’andamento della corrente del diodo per una serie di giorni: la corrente è sempre e solo in un verso fino al 22 maggio. Come mostrato, successivamente al guasto, la nostra condotta staricevendo 55A, 134A, 68A dalla rotaia attraverso un collegamento elettrico: questa corrente deve però tornare al suo circuito originale. Generalmente, la corrosione non è un fenomeno rapido, ma in questo caso può diventarlo. Pertanto, è fondamentale ricevere un allarme per poter intervenire prontamente.

In riferimento alla Remote Datalogger Unit, è interessante sottolineare che, occasionalmente, possiamo chiedere al dispositivo di scaricare la misura secondo per secondo per analizzare nel dettaglio quello che è successo; ed è quello che abbiamo fatto in questo esempio. Abbiamo scaricato la registrata al secondo del giorno in cui il diodo si è rotto. Sotto possiamo vedere la corrente drenata, il potenziale On e il potenziale tubo-rotaia.

Dispositivo di mitigazione AC: parametri di monitoraggio

Il disaccoppiatore di corrente alternata è un grande condensatore tra il tubo e la messa a terra che consente alla corrente alternata di essere scaricata verso la messa a terra rimanendo invece un circuito aperto per la corrente continua.

Che cosa monitoriamo?

• Corrente AC scaricata;
• Corrente DC:
• Condizione normale: media I_DC= 0
• Allarme se media I_DC ≠ 0
  (disaccoppiatore danneggiato, presenza di percorso resistivo)
• Potenziale della messa a terra (E_gnd):
• Allarme se E_gnd passa a valori più negativi;
• Potenziale DC struttura e Tensione AC;
• Potenziale OFF su struttura;
• Instant-off su coupon per misura del potenziale IR-free;
• Densità di corrente DC e AC su coupon.

Dispositivo di mitigazione AC: rilevamento di un guasto

Il report giornaliero mostra la corrente continua registrata in diversi giorni, fino al giorno in cui il valore medio diventa diverso da zero.

Prendendo in considerazione il potenziale della messa a terra vediamo che la variazione è lieve; questo perché la rete di terra è molto estesa e per generare una variazione significativa di potenziale serve molta corrente. Invece, guardando il grafico a destra, si può notare che il potenziale varia molto, passando da -1,7 V a – 1 V. In questo caso, siamo abbastanza lontani dall’alimentatore, che non si accorge che c’è qualcosa che sta assorbendo corrente. Quindi, l’alimentatore continua a funzionare perdendo 600-700 mV sul potenziale ON.

Pertanto, possiamo identificare il giorno e rilevare la presenza del guasto, analizzando anche l’andamento temporale. Ciò è importante perché se devo fare un’analisi storica dei dati (non solo su questo punto misura ma sugli altri punti del sistema) avere un segnale che mi consenta di capire in che periodo lo scaricatore in alternata non stava funzionando correttamente mi permette di correlare anche gli altri valori.

Protezione catodica efficace

Per assicurarci che la protezione catodica sia efficace, la norma ISO 15589-1 definisce due step:

• Valutazione generale
  • Misure di potenziale ON effettuate su tutti i punti misura o almeno su quelli selezionati.
• Valutazione dettagliata e completa
  • Misure di potenziale OFF effettuate preferibilmente su tutti i punti misura.
  • Quando non è possibile effettuare la misura di potenziale OFF sul tubo, sono richieste misure di potenziale OFF con l’utilizzo di sonde o coupon su intervalli di tempo significativi.

La norma NACE SP0169, che è l’equivalente della 15589-1, stabilisce i seguenti criteri:

• Un minimo di 100 mV di polarizzazione catodica.
• Potenziale struttura-elettrolita pari o più negativo di -850 mV rispetto a un elettrodo di riferimento saturo di rame/solfato di rame (CSE).
  • Questo potenziale può essere una misura diretta del potenziale polarizzato o un potenziale ON.
• Utilizzo di coupon di protezione catodica per stabilire i livelli di densità di corrente, potenziale di corrosione, livelli di polarizzazione

Valutazione del potenziale ON

Dal grafico sotto emerge che durante l’anno siamo protetti. Vi è però un periodo in cui il massimo giornaliero è fuori protezione. Questo non significa che siamo in un serio rischio di corrosione, perché dobbiamo valutare anche le altre informazioni fornite dal report giornaliero (es. tempo fuori protezione).

Potenziale di instant-off su coupon

Tecnica di misura

Facciamo la misura instant-off con il coupon e riusciamo a eliminare la caduta IR. Si tratta di una misura che riusciamo a fare prendendo semplicemente i valori di instant-off: viene fatta su pochi millisecondi e possiamo ripeterla una volta al secondo. Quindi, abbiamo un rapporto 1-1 tra potenziale di instant-off su coupon e potenziale ON.

Report giornaliero

Nel report sotto vediamo i punti di misura, i massimi fuori protezione, e i tempi di fuori protezione. In questo caso, il tempo fuori protezione del potenziale ON è tra le due e le cinque ore. Quindi potrei essere indotto ad andare in campo per capire cosa sta accadendo.

Come accennato prima, qui stiamo valutando se siamo catodici o meno, non siamo in grado di sapere qual è il potenziale IR-free da confrontare con il criterio che applichiamo. I coupon ci aiutano: se prendiamo in esame quegli stessi giorni e la misura di instant-off sul coupon dove abbiamo eliminato l’IR, vediamo che il tempo reale di fuori protezione è invece trascurabile.

In un insieme di misure in cui posso avere diversi punti in cui il potenziale ON risulta non protetto, la misura del coupon mi permette di filtrare tutti quei punti dove in realtà è presente solo una caduta ohmica nel terreno e analizzare solo dove invece effettivamente vi è bisogno.

100 mV shift

Avendo il coupon e potendolo comandare da remoto, possiamo valutare anche il criterio del 100 mV shift: ho la possibilità di scaricare la misura secondo per secondo ed effettuare la valutazione.

Interferenza DC

Il grafico sotto è interessante perché abbiamo il potenziale ON sulle 24 ore e il potenziale di instant-off su coupon. Avere entrambe le misure ci permette di valutare l’effetto delle interferenze. Osservando la fase notturna, le due linee sono praticamente parallele. Durante il passaggio dei treni, invece, il potenziale ON insegue tutte le correnti che circolano nel terreno (non è detto che queste correnti entrino nella nostra struttura). Quindi, la possibilità di valutare in parallelo le due curve, ci permette di capire quando l’interferenza genera correnti solo verso il terreno e quando invece le genera anche verso la struttura, con conseguenti condizioni catodiche e anodiche.

Potenziale ON vs instant-off su coupon

Nell’immagine sottoriportiamo un esempio che è molto interessante. In una condizione di interferenza, scarico la misura secondo per secondo. Abbiamo 30 secondi di misura in cui vi sono il potenziale ON e la corrente nel coupon. La corrente nel coupon quando è catodica è positiva, mentre quando è anodica è negativa. Quindi, qui abbiamo l’effetto di un’interferenza anodica che dura all’incirca 15 secondi, con un picco massimo di 4 A/m². Pertanto, abbiamo: interferenza anodica, 4 A/m² di densità di corrente, e potenziale ON positivo (+ 0,65V CSE).

La prima azione che si è tentati di fare per eliminare un potenziale positivo è aumentare la corrente. Tuttavia, in questo caso, analizzando i valori medi giornalieri, siamo in forte sovraprotezione (-1,3 V CSE), per cui andando ad aumentare la corrente peggioreremmo ulteriormente la situazione.

Qui entra in gioco il discorso che facevamo prima: l’importanza di poter valutare il tempo di fuori protezione. Questo perché se nel corso delle 24 ore la struttura è protetta, non bastano 30 secondi di interferenza anodica per generare un rischio di corrosione. Se noi andassimo invece a valutare il potenziale di instant-off durante questa interferenza, il valore massimo più positivo che raggiungeremmo è -1,1 V. Quindi, sarebbe dannoso aumentare la corrente. Se il resto del sistema di protezione catodica ce lo permettesse, potremmo addirittura pensare di ridurre un po’ la corrente e provare ad uscire dalla condizione di sovraprotezione.

Pertanto, in base alla qualità e al tipo di informazione che ricevo, posso anche essere spinto a fare scelte totalmente opposte, rischiando però di fare quelle sbagliate. Quante più informazioni riesco ad ottenere, tanto più sarò convinto delle mie azioni perché supportate dai dati, riducendo la probabilità di errore.

Interferenza AC

L’interferenza alternata è piuttosto subdola, perché dipende fortemente dalle condizioni del terreno. Le condizioni del terreno possono variare nel corso dell’anno: una misura conforme in un certo periodo dell’anno, non mi assicura (se non ho un monitoraggio continuo) che in un altro periodo dell’anno sarà altrettanto conforme.

Se, in questo caso, il tecnico andasse a fare una misura, troverebbe 1,5 V di tensione AC. Tuttavia, dal grafico sotto emerge che ci sono periodi dell’anno in cui addirittura si superano 15 V. Con un monitoraggio continuo riesco ad avere queste informazioni.

Il grafico sotto mostra ciò che può succedere in aree industriali. Sotto è mostrata una registrata di 24 ore in una zona industriale in cui probabilmente è presente un’azienda che ha un macchinario con un isolamento a terra pessimo. Quindi, possiamo contare dentro le 24 ore i cicli macchina che stanno facendo, e questo magari ci può aiutare a capire chi sia la fonte e ad agire per una risoluzione del problema.

La densità di corrente alternata è molto sensibile alle variazioni di resistività del terreno.  Quindi, a parità di condizioni esterne, posso avere periodi dell’anno in cui la densità è superiore a 30 A/m², altri in cui magari, con una resistività più alta (periodo estivo), la densità cala drasticamente e poi torna su.

La configurazione di monitoraggio in presenza di interferenza alternata diventa piuttosto critica. Ciò che possiamo misurare è:

• Potenziale ON DC su struttura e Tensione AC
• Potenziale di Instant off sul coupon DC
  (10 cm2 o altra dimensione, per la valutazione del criterio di protezione)
• Densità di corrente del coupon DC
• Densità di corrente DC e AC su coupon AC (1 cm2)

Con questo setup posso verificare i seguenti criteri:

• -1,2V CSE < Potenziale di Instant off sul coupon < -0,850V
  (secondo ISO 15589-1 e SP0169)
• Tensione AC media giornaliera< 15 Vac (secondo ISO 18086 e SP0177)
• Media giornaliera di Jac < 30 A/m2
  (o Jac < 100 A/m2 se media giornaliera Jdc < 1 A/m2)
  (secondo ISO 18086 e SP21424)

In questo articolo e nel precedente abbiamo visto qualcosa che per l’Italia è storia da 25 anni. La capacità di integrare le caratteristiche del monitoraggio remoto con il monitoraggio della misura ad alta frequenza, tipica dei datalogger, permette, in presenza di un’intelligenza locale in grado di elaborare tali dati, di inviare report intelligenti, fare valutazioni, e individuare in modo semplice condizioni normalmente difficili da rilevare.

Il tecnico non scompare in questa attività, però smette di fare l’autista: può passare più tempo in ufficio, analizzando dati concreti e affrontando con cognizione di causa le condizioni anomale, avendo a disposizione dati consistenti.

In momento in cui le risorse umane tendono a essere sempre meno presenti nei vari gruppi di protezione catodica, un aiuto di questo tipo diventa fondamentale per ottimizzare tutte le nostre attività.

Come Marty McFly nel 1955, il resto del mondo sta finalmente raggiungendo un futuro che per noi è già presente da un quarto di secolo. La tecnologia italiana ha fatto da DeLorean, portando l’innovazione dove sembrava impossibile.

AUTOMA progetta e produce soluzioni hardware e software innovative e Made in Italy per il monitoraggio e il controllo remoto in ambito Oil, Gas e Water.

Siamo nati nel 1987 in Italia, e oggi oltre 50.000 dispositivi Automa sono installati in più di 40 Paesi nel mondo.

Vuoi conoscere i vantaggi per la sicurezza delle tue reti chepotresti avere con sistema di monitoraggio AUTOMA della protezione catodica?

Contatta il nostro team senza impegno e ti diremocosa possiamo fare per ottimizzare il tuo controllo delle infrastrutture.

A cura di Ivano Magnifico, Product Manager AUTOMA
Dall’intervento “Back to the future: quando il passato è già il futuro”
SMART GRID DAYS 2025, 8 – 9 ottobre 2025.

Stiamo utilizzando come dovremmo i dati che riceviamo dai sistemi di monitoraggio della protezione catodica? Per comprenderlo, procediamo a fare un riassunto della storia, dell’attualità e del futuro del monitoraggio delle condotte, ponendo in particolare l’attenzione su ciò che diamo per scontato e ci sembra normale perché lo vediamo ogni giorno.

In questo articolo e nel prossimo ti parleremo quindi delle modalità di monitoraggio e di come è possibile ottimizzare la trasmissione dei dati.

Con questi contenuti ci rivolgiamo soprattutto ai lettori stranieri, che hanno delle gestioni diverse da quelle che abbiamo in Italia. Ma, in ogni caso, il recap può essere utile anche per noi italiani per vedere se stiamo lavorando al meglio delle nostre possibilità.

Definizione di monitoraggio remoto

La normativaUNI EN ISO 15589-1:2017 propone questa definizione di monitoraggio remoto: «Come minimo, il monitoraggio remoto deve fornire lo stesso livello di informazioni ottenute dagli operatori di protezione catodica sul campo».

Cosa vuol dire questo? Il “minimo” è una misura puntuale rilevata con la stessa frequenza con cui un tecnico può andare in campo a fare la verifica. Basarsi solo su questa norma significa però prendere la cosa un po’ troppo alla lettera: potete infatti immaginare che cosa voglia dire fare una misura puntuale ogni sei mesi, considerando tutto ciò che può accadere nel frattempo.

Nelle norme NACE non esiste una definizione di monitoraggio remoto. Tuttavia, esiste un gruppo di lavoro che ha il compito di redigere la norma MR21551 sul monitoraggio remoto. Quando questa norma verrà redatta, vedrete che c’è qualche richiamo a ciò che facciamo in Italia.

RMU vs Datalogger

Quando ci limitiamo a ciò che la norma richiede, siamo di fronte a una contrapposizione tra ciò che fa un’unità di monitoraggio remoto (RMU), che effettua una misura ogni tanto, e ciò che invece fa un datalogger, che analizza gli effetti delle interferenze con una misura ad alta frequenza.

Normalmente, ci si trova di fronte a un bivio: quale scegliere?

Se scegliamo un’unità di monitoraggio remoto ci limitiamo a misure periodiche con bassi requisiti di trasmissione, rinunciando però a un campionamento ad alta frequenza; se scegliamo un datalogger, avremo alte frequenze di campionamento, una valutazione degli effetti transitori, ma un recupero difficoltoso dei dati che di solito avviene manualmente, in quanto il dispositivo non dispone di un accesso remoto.

Andamento potenziale ON struttura

In questo grafico vengono mostrati quattro andamenti di potenziale su quattro punti misura nell’arco di sei mesi (una misura a settimana).

Queste misure sembrano appartenere a sistemi di protezione catodica diversi, in realtà tali curve derivano allo stesso identico punto misura ma sono relative a orari diversi: abbiamo la curva delle 10:00, delle 13:00, delle 20:00 e delle 21:00 (nella figura seguente a sinistra). Pertanto, questo è ciò che ottengo quando effettuo una misura puntuale con una certa periodicità. Mi perdo tutto ciò che accade nel frattempo: non riesco ad avere informazioni chiare sul reale andamento, che è quanto si può vedere nel grafico di destra.

Remote Datalogger Unit ed Edge Computing

Per ovviare a questo problema, serve uno strumento che unisca le caratteristiche di un’unità di monitoraggio remoto (RMU) e di un datalogger: una Remote Datalogger Unit. Si tratta di un dispositivo che non solo ci permette di combinare la comunicazione remota con un monitoraggio ad alta frequenza, ma che è anche intelligente, evidenziando solo gli aspetti chiave dell’informazione (infatti, ci sono dei vincoli in termini di quantità di dati che si possono inviare). L’obiettivo è ottimizzare la trasmissione.

È possibile raggiungere questo scopo attraverso l’edge computing: un modello informatico che elabora le informazioni localmente e invia al Cloud solo i dati essenziali (report giornaliero). Si tratta, dunque, di un dispositivo che, come un datalogger, può effettuare una misura al secondo nel sito dove è collocato. Con questa frequenza di misura, al termine della giornata si otterranno 86.400 misure: essendo una quantità molto elevata, è impensabile inviarle tutte, visto anche che il dispositivo funziona a batteria.

Pertanto, il dispositivo elabora tali informazioni e fornisce un riassunto, indicando:

• Minimo, medio, massimo giornaliero: dove il valore medio è un valore consistente che deriva da una misura al secondo nell’arco della giornata, consentendo di capire il reale andamento (non come nel precedente grafico a sinistra).
• Informazioni statistiche: moda, ovvero il valore più frequente misurato all’interno degli 86.400 campioni; deviazione standard; e variabilità, per avere un’idea di quanto varia la misura durante la giornata.
• Tempo totale (secondi) al di sotto della soglia minima e al di sopra della soglia massima durante il giorno: per avere un range in cui considerare il segnale valido o non valido; in quest’ultimo caso, ci saranno una serie di allarmi o condizioni a cui fare attenzione.
• Numero totale di superamenti della soglia minima durante il giorno.
• Numero totale di superamenti della soglia massima durante il giorno.

Tutte queste informazioni, che si riassumono in set di numeri (vedi figura sotto), sono contenute in pochi kilobyte di dati al giorno ma raccontano la storia di tutto ciò che è successo nell’arco delle 24 ore, e lo faranno finché il dispositivo sarà installato.

Leggere il report giornaliero

Edge Computing

In figura, vediamo nel dettaglio alcuni valori.

Min, avg, max

Come possiamo trasformare la registrazione di 24 ore di dati in un report giornaliero?

Innanzitutto, abbiamo le seguenti informazioni:

• Valore minimo: il valore più negativo misurato nel corso delle 24 ore.
• Valore medio: dato dalla media aritmetica dei campioni rilevati nel corso delle 24 ore.
• Valore massimo: il valore più positivo misurato nel corso delle 24 ore.

Moda

Aritmeticamente, la moda è il valore più frequente all’interno di un insieme di campioni (86.400 secondi). Di solito, media e moda hanno valori simili, ma quando siamo in presenza di una interferenza non stazionaria, come per esempio in corrispondenza di un attraversamento ferroviario (vedi fig. sotto), la moda assume un significato molto particolare: nelle ore notturne troviamo una fascia di misura leggermente più stabile e, quasi sempre, il valore della moda coincide esattamente col valore nell’orario notturno quando il sistema non è interferito. Infatti, è più probabile che un valore si ripresenti più volte costante all’interno di quell’intervallo. Quindi, anche in una condizione in cui vi è una notevole variabilità, è possibile, da questi pochi numeri, ricavare anche l’informazione su qual è (in assenza di interferenza) il potenziale relativo a quel punto misura.

Deviazione standard e variabilità

Osservando la tipologia di tracciato nella figura qui sotto a sinistra, ci aspetteremmo che la deviazione standard (o Scarto Quadratico Medio, SQM) fosse abbastanza elevata. Potrei avere misure con valori di minimo e massimo simili, ma magari dovuti a una singola interferenza che è durata pochi secondi.

Di questo ci si accorge grazie al valore della deviazione standard; infatti, tale valore dice quanto stabile è stata la mia popolazione di campioni nel corso delle 24 ore. Quindi, anche avendo valori di minimo e massimo piuttosto ampi come range, se mi rendo conto di avere uno scarto quadratico medio basso (sotto lo 0,05), so che in realtà, durante quasi tutta la giornata, il mio valore è stato vicino al valore medio.

Tempo e numero di allarmi

Il report giornaliero ci permette anche di sapere per quanto tempo siamo stati fuori dalle condizioni di limite che abbiamo impostato.

Il tempo di fuori soglia minimo e il numero di fuori soglia minimo forniscono una panoramica di quante volte si è andati al di sotto di quel valore: nel caso illustrato nell’immagine sotto, si è raggiunto il fuori soglia minimo una volta per 1 secondo. D’altra parte, il tempo di fuori soglia massimo e il numero di fuori soglia massimo mostrano quante volte si è andati al di sopra di quel valore: nel caso sotto, si è raggiunto un tempo totale di fuori soglia massimo inferiore ai 2 minuti, in quarantacinque intervalli. Questo, tra l’altro, ci permette di avere un’idea del tempo medio di fuori protezione: in questo caso, siamo sui 2,5 secondi.

Perché è fondamentale? Perché facendo una misura continuativa, riesco a sapere tutto ciò che succede ed è sufficiente vedere questo valore per verificare se la struttura è a rischio corrosione. È chiaro che in una condizione di protezione catodica continua, piccoli intervalli fuori dai livelli di protezione non comportano un rischio di corrosione immediato: spetta al tecnico decidere e impostare l’intervallo sopra il quale è necessario essere allertati. In ogni caso, in Italia, la normativa ha stabilito un valore massimo di 3.600 secondi non continuativi.

Secondo ChatGPT il termine “edge computing” ha iniziato ad essere conosciuto a partire dal 2014, ma è diventato di uso comune intorno al 2017. È importante notare questo per un semplice motivo: tutto ciò che abbiamo visto fin qui è quello che in Italia viene fatto dal 2001 in quanto richiesto dalla norma UNI 10950 pubblicata quell’anno.

Nella chart qui di seguito viene mostrato il primo report giornaliero ritrovato nel nostro database, che risale al 1999, a dimostrazione del fatto che sono più di 25 anni che facciamo Edge Computing “senza saperlo”.

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Mantenere sotto controllo l’integrità delle condotte di gas, petrolio e acqua è per molti versi una sfida. Quando le infrastrutture sono collocate in aree remote e difficilmente raggiungibili, o urbane ma particolarmente congestionate, solo un sistema di monitoraggio remoto può consentire di fare delle valutazioni realistiche sul loro stato di salute e di intervenire tempestivamente in caso di necessità.

E se l’area in cui si trovano le condotte è interessata da correnti vaganti, la sfida si fa ancora più complessa, rendendo imprescindibile dotarsi di un sistema efficiente di monitoraggio remoto della protezione catodica.

Il giusto sistema di monitoraggio remoto della protezione catodica può però permetterti di lavorare con più precisione e serenità. Ecco quali sono i suoi vantaggi.

1) Puoi effettuare misurazioni ogni secondo

Un sistema di monitoraggio remoto performante dà la possibilità di effettuare un’indagine di estremo dettaglio della protezione catodica: rende possibile infatti ottenere misure ogni secondo durante l’intera giornata, ogni giorno.

In questo modo si ottengono informazioni che le misure manuali in campo effettuate puntualmente non potrebbero cogliere.

2) Puoi individuare con precisione l’anomalia che si è verificata

L’analisi dei dati raccolti dal sistema di monitoraggio consente di risalire al “problema” che ha interessato l’infrastruttura.

Ad esempio, le misure ottenute possono suggerire che l’alimentatore di protezione catodica non è attivo o che la resistenza dell’anodo a corrente impressa è aumentata, o anche che si è verificato un danno al drenaggio unidirezionale, che non è in grado di interrompere il flusso di corrente drenata quando questa inverte la propria direzione.

Una volta individuata l’anomalia, intervenire per risolverla è molto più semplice e veloce: si possono programmare i tempi di intervento e anche, se necessario, valutare come ripianificare la manutenzione periodica.

3) Puoi ovviare ai problemi derivanti dalle correnti vaganti

In aree con correnti interferenti variabili nel tempo, le misure effettuate in loco per un breve periodo (da pochi minuti a poche ore) possono avere difficoltà a cogliere le condizioni di “fuori protezione”.

Il monitoraggio remoto invece, attraverso una misura giornaliera al secondo durante le 24 ore, offre una reale possibilità di valutare correttamente gli effetti delle correnti interferenti.

Inoltre, nelle aree interessate da correnti vaganti, il monitoraggio di più segnali alla volta (potenziale On DC e AC, potenziale IR-free) diventa fondamentale per verificare il rispetto delle soglie indicate dalle norme e per controllare l’efficienza di tutti i dispositivi installati in modo da ridurre gli effetti delle interferenze (disaccoppiatori DC e AC, drenaggi, ecc.).

Per misurare il potenziale IR-free si può ad esempio misurare l’E_off su un coupon. Per portare a zero la componente IR e quindi considerare l’E_off una corretta approssimazione del potenziale IR-free, il coupon deve essere scelto con forma, dimensioni, tipo e materiale appropriati e installato correttamente rispetto all’elettrodo di riferimento e al tubo. La scelta migliore per effettuare correttamente la misura è un dispositivo con un interruttore allo stato solido integrato, per gestire la connessione tra il tubo e il coupon.

Disporre di una tecnologia di monitoraggio remoto della protezione catodica consente di visualizzare in dettaglio dati diversi, di analizzare automaticamente le misure giornaliere e di creare degli allarmi per le anomalie. Più la tecnologia è evoluta, più saranno completi i dati che fornisce e più sarà possibile ottimizzare le attività di gestione del sistema di protezione catodica, limitando i sopralluoghi sul posto solo a quelli realmente necessari.

I dispositivi Automa ad esempio registrano 86.400 campioni di dati per ciascun canale ogni giorno (1 misura al secondo). Poi inviano al software WebProCat un rapporto statistico giornaliero e, se dal rapporto giornaliero emerge un problema, per identificane l’origine è possibile richiedere al software il registro completo dei dati (ad esempio interferenze CA, correnti vaganti, correnti telluriche, guasti all’alimentatore, ecc.).

Il software WebProCat by Automa è stato progettato specificamente per l’analisi della protezione catodica, come i dispositivi di monitoraggio remoto alimentati a batteria con tecnologie a consumo ultra-ridotto, che garantiscono un minimo di 48 mesi di funzionamento ininterrotto sul campo.

La nostra azienda è oggi leader nella progettazione e produzione di soluzioni harware e software innovative e Made in Italy per il monitoraggio e controllo remoto in ambito Oil, Gas e Water.

Al momento, oltre 50.000 dispositivi Automa sono installati in circa 40 Paesi.

Vuoi sapere quali vantaggi per la sicurezza delle tue reti potresti avere con sistema di monitoraggio Automa della protezione catodica?

Contatta il nostro team senza impegno e ti diremo come possiamo ottimizzare il controllo delle tue infrastrutture.

Quali sono le variabili da tenere in considerazione per valutare l’efficienza di un sistema di protezione catodica delle reti? Sicuramente ce ne sono di diverso tipo e tutte sono importanti. Ma è altrettanto importante assicurare un monitoraggio efficace del sistema, oppure eventuali malfunzionamenti potrebbero non essere comunicati in tempo utile per venire risolti senza problemi.

Ci sono tre elementi a cui è essenziale prestare attenzione se si vuole essere certi di avere un sistema di monitoraggio e controllo remoto della protezione catodica che consenta di valutare con precisione lo stato di salute delle pipeline e di proteggerlo con efficacia.

1) Flessibilità

La piena adattabilità a diverse situazione ed esigenze è un requisito essenziale per valutare l’efficienza di un sistema di monitoraggio della protezione catodica.

Le opzioni di connettività offerte devono essere complete: un sistema efficiente deve supportare non solo una comunicazione mobile, ma anche una comunicazione cablata e una comunicazione satellitare per agire anche nelle aree con scarsa copertura, e deve garantire l’accesso ai dati e la loro gestione in totale sicurezza, oltre che con la massima semplicità e velocità. Essenziale per mantenere una comunicazione fluida è anche l’integrazione con i sistemi informativi preesistenti, come ERP o GIS.

I migliori dispositivi di monitoraggio, inoltre, offrono canali aggiuntivi per misurare i tassi di corrosione utilizzando le sonde ER standard, fornendo funzionalità complete di monitoraggio della corrosione. E le soluzioni di monitoraggio della protezione catodica più performanti possono essere dotate di vari accessori come interruttori ON-OFF sincronizzati, box solari e interfacce per il controllo remoto degli alimentatori, che migliorano ulteriormente le capacità e la flessibilità del sistema. 

2) Manutenzione

Un sistema di monitoraggio della protezione catodica di ultima generazione consente di rendere più performante e puntuale anche la sua manutenzione. 

Un esempio di tecnologia innovativa in questo senso è il Digital Twin, una rappresentazione digitale della struttura da proteggere: grazie a questa riproduzione virtuale e aggiornata in tempo reale dell’infrastruttura fisica, è possibile effettuare il monitoraggio continuo e la simulazione delle prestazioni della condotta, dell’integrità strutturale e dei parametri operativi. 

Integrando dati di monitoraggio remoto, previsioni meteorologiche e altre informazioni rilevanti, si possono avere indicazioni su potenziali problemi che minacciano la struttura, consentendo così una manutenzione predittiva e un’ottimizzazione operativa. 

L’analisi migliorata dei dati raccolti consente di identificare le deviazioni dai modelli previsti, segnalando le condizioni di errore prima che diventino critiche.

Inoltre, la raccolta continua di dati e il loro utilizzo per addestrare gli algoritmi consentono il riconoscimento precoce di anomalie o potenziali problemi. Ciò consente di pianificare le attività di manutenzione in modo più efficace.

E questo si traduce in vantaggi importanti, come: 

• ridurre al minimo i tempi di inattività
• ottimizzare l’allocazione delle risorse per la manutenzione
• migliorare la sicurezza e l’affidabilità complessive della struttura monitorata.

3) Alimentazione

Una delle sfide più grandi della protezione catodica è quella di mantenere il sistema di monitoraggio in una condizione di efficienza continua. Questo si traduce non solo nella necessità di non interrompere la raccolta e la trasmissione dei dati per ricevere in tempo reale eventuali segnali d’allarme, ma anche nell’esigenza di garantire prestazioni ottimali di raccolta dei dati anche nel caso in cui ci sia un’interruzione dell’alimentazione esterna.

Ci sono soluzioni che consentono di non interrompere il funzionamento sul campo dei dispositivi anche in caso di assenza di alimentazione, garantendo un’operatività ininterrotta sul campo in assenza di energia elettrica. È quello che assicura G4C-PRO di Automa, un dispositivo di monitoraggio remoto della protezione catodica con tecnologia a ultra-basso consumo che garantisce un minimo di 48 mesi di funzionamento ininterrotto sul campo con il pacco batteria integrato.

Inoltre, in un’ottica di ottimizzazione delle risorse, un notevole vantaggio per l’efficacia della protezione catodica viene anche dall’utilizzo dell’Edge-computing, ovvero la capacità dei dispositivi di elaborare localmente le informazioni raccolte dal campo per garantire un primo livello di intelligenza locale che permetta di svolgere azioni autonome anche in assenza temporanea del canale di comunicazione remoto.

In questo modo, si può ottimizzare l’invio dei dati e far sì che il dispositivo trasmetta solo le informazioni significative, con un impatto sulla quantità di energia utilizzata per la comunicazione.

Le soluzioni Automa per il monitoraggio remoto della protezione catodica si basano su innovative tecnologie a consumo ultra ridotto proprio per assicurare una comunicazione continua ed efficiente. I nostri dispositivi alimentati a batteria interna assicurano autonomie minime di quattro anni anche in caso di condizioni di comunicazione avversa. 

Mentre in condizioni di segnale ottimali la durata della batteria al litio del nostro G4C-PRO può arrivare senza problemi a cinque anni. Inoltre, il G4C-PRO può anche essere alimentato da un piccolo pannello solare integrato con batteria di backup, con tempi di sostituzione di 10-12 anni.

In Automa sviluppiamo soluzioni hardware e software per il monitoraggio e il controllo remoto dell’integrità delle condotte, in particolare per la protezione catodica e per la gestione operativa delle reti in ambito Oil, Gas e Water. La nostra azienda è nata nel 1987 in Italia, e oggi oltre 50.000 dispositivi Automa made in Italy sono installati in più di 40 Paesi nel mondo.

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Garantire l’integrità delle condotte (e di conseguenza la loro sicurezza) ha un prezzo, come ogni lavoro. Ma è possibile contenere i costi operativi e assicurare allo stesso tempo un monitoraggio estremamente efficiente delle infrastrutture e delle condutture?

Fortunatamente la risposta è sì. A patto però di dotarsi di tecnologie ad alte performance e progettate specificamente per controllare l’efficacia del proprio sistema di protezione catodica.

Attività in loco o monitoraggio remoto

La verifica della funzionalità degli impianti di protezione catodica in base ai criteri delineati nella norma ISO 15589-1 tradizionalmente prevede l’attuazione di procedure in loco, che richiedono agli operatori di recarsi alle stazioni.

Nel caso delle infrastrutture di trasporto e distribuzione di Water, Oil&Gas, i punti misura possono trovarsi in aree remote, cosa che comporta un insieme di rischi non trascurabili per il personale incaricato delle ispezioni fisiche: oltre all’eventualità che si verifichino incidenti durante gli spostamenti, va tenuto in conto anche il possibile burnout degli operatori chiamati a frequenti viaggi impegnativi verso luoghi difficili da raggiungere. Dal punto di vista tecnico, purtroppo c’è anche sempre il rischio che gli impianti di protezione catodica si guastino subito dopo l’ispezione in loco, richiedendo un nuovo intervento.

Le verifiche eseguite di persona dagli operatori hanno un costo importante, che lievita se devono essere ripetute più volte. E non possono essere compiute quotidianamente.

Al contrario, l’impiego di dispositivi di monitoraggio remoto consente di effettuare controlli giornalieri su tutti gli impianti di protezione catodica e di ricevere prontamente allarmi in tempo reale in caso di guasti, in modo da ottimizzare gli interventi in loco e di conseguenza di ridurre i loro costi.

Una verifica più precisa dell’efficacia della protezione catodica a un costo inferiore

Le valutazioni dettagliate dell’efficacia della protezione catodica richiedono misurazioni di potenziale off, preferibilmente in tutti i punti di misura. Nei casi in cui le misurazioni di potenziale off sul tubo non siano significative, come in aree con correnti vaganti, le misurazioni di potenziale off possono essere eseguite su sonde di test esterne o coupon.

Normalmente, queste valutazioni vengono effettuate tramite attività in loco. Tuttavia, a causa della breve durata delle misurazioni (l’intervento sul posto può durare da qualche decina di minuti a poche ore) i tecnici possono avere difficoltà a identificare potenziali problemi e possibili condizioni di fuori protezione, particolarmente in aree con correnti vaganti significative.

Per ovviare a questi problemi, è necessario un approccio di monitoraggio più completo.

Il monitoraggio remoto offre una soluzione permettendo misurazioni giornaliere con campionamento ad alta frequenza: si possono infatti acquisire dati a un ritmo di una misurazione al secondo durante tutto il giorno. Questo monitoraggio continuo fornisce ampie opportunità per valutare efficacemente l’impatto delle correnti vaganti sulle strutture. Inoltre, facilita l’implementazione di misurazioni instant-off continue su coupon e punti di misura selezionati, consentendo valutazioni dettagliate giornaliere.

Ma non è tutto: utilizzando la tecnologia di monitoraggio remoto e avendo di conseguenza aggiornamenti giornalieri sullo stato di tutti gli impianti è possibile un’ottimizzazione dell’approccio alla manutenzione. Infatti, grazie a questa tecnologia si possono eseguire controlli in loco ogni tre anni, principalmente per un’ispezione visiva del punto di misura.

Monitoraggio remoto e consumi

Perché le tecnologie di monitoraggio remoto delle infrastrutture di trasporto Water, Oil&Gas siano in grado di ridurre l’esigenza di un intervento umano in loco ai soli casi essenziali, è ovviamente necessario che si tratti di tecnologie affidabili e in grado di mantenere una costante comunicazione dei dati che raccolgono.

Per questo Automa ha progettato e realizzato G4C-PRO: uninnovativo dispositivo di monitoraggio remoto della protezione catodica basato su una tecnologia a ultra-basso consumo. È un data logger compatto racchiuso in un piccolo alloggiamento, con dimensioni molto ridotte per adattarsi ai punti di misura più comuni a livello mondiale. Anche in assenza di energia elettrica, G4C-PRO assicura un minimo di 30 giorni di funzionamento ininterrotto sul campo, grazie ad una batteria di backup integrata con un tempo di vita superiore ai 10 anni.

Ridurre i costi operativi del sistema di controllo della protezione catodica delle reti è possibile con le soluzioni Automa, che permettono di monitorare da remoto le infrastrutture in modo preciso, puntuale e costante.

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