Protección catódica

De la ponencia “La evolución de la red de distribución”
SMART GRID DAYS 2024, 18 – 19 de Septiembre de 2024.

Centria es un distribuidor urbano que opera en 16 provincias principalmente de la región Toscana, en Italia, pero con algunas excursiones en las regiones Puglia y Umbría, y tiene colaboraciones con otras empresas en la zona de Grosseto (región Lazio). Dispone de aproximadamente 6.000 km de gasoductos, gestionados principalmente a media y baja presión, y más de 400.000 clientes.

Desde siempre, Centria se pregunta si es posible contribuir a la descarbonización. Hoy en día, la protección catódica también se plantea esta pregunta. El distribuidor desea hacer su trabajo más eficiente y avanzado, a pesar de ofrecer un servicio que consume mucha energía.

En este caso, la tecnología viene al rescate: los estudios de caso que presentamos son dos ejemplos de intervenciones realizadas en la protección catódica de dos instalaciones de distribución urbana a corriente impresa. En ambos casos se instaló un dispositivo G-POWER de AUTOMA en sustitución del rectificador que estaba en funcionamiento anteriormente: en el primer caso, G-POWER reemplazó el único rectificador del sistema, mientras que en el segundo reemplazó uno de los dos rectificadores.

Caso 1: La situación inicial y la solución AUTOMA

El sistema se encuentra en el municipio de Montale, en la provincia de Pistoia. Está equipado con 13 km de tuberías, de las cuales aproximadamente el 50% son de media presión yel 50% de baja presión, y de un solo rectificador de protección catódica, que funciona a potencial constante, con corriente de base.

La regulación se realizó con el potencial Eon porque era la única forma en que ese rectificador podía funcionar, es decir, con un potencial de -2,8 V correspondiente a aproximadamente un Eoff de -1,1 V. La corriente de base era de 1,30 A que debía suministrar constantemente incluso en condiciones de potencial inferior al requerido. La corriente suministrada variaba mucho porque es un sistema muy interferido. La variación iba de 7 A a 12 A, con un valor medio de aproximadamente 10,5 A.

La extensión kilométrica del sistema es bastante elevada, por lo que se parte de una zona bastante plana y se llega a las primeras colinas. Como se puede ver en la primera imagen, las tuberías están bastante distribuidas. Mientras que en la segunda imagen se pueden ver las ubicaciones de los puntos de medida característicos y televigilados.

De los datos del telecontrol antes de la sustitución del rectificador se puede ver efectivamente que la corriente tiene valores comprendidos entre 7 y 12 A, con un valor medio alrededor de 10 A.

Hemos retirado el rectificador que estaba en funcionamiento anteriormente y lo hemos sustituido por el G-POWER de AUTOMA. Después de encenderlo, hemos restablecido los parámetros que se utilizaban con el rectificador anterior, es decir, regulación a potencial constante con un valor de Eon de -2,8 V. Elegimos utilizar el G-POWER con la misma configuración del rectificador anterior para verificar si había diferencias de funcionamiento en igualdad de condiciones. En la tabla pueden ver los nuevos datos devueltos.

Así que no hemos variado ni el sistema de regulación ni mucho menos la instalación o sus elementos circundantes. Desde el primer encendido ya hemos tenido una sorpresa bastante inesperada: la corriente se ha reducido en casi un 25%, pasando de un valor medio de 8 A a poco más de 6 A.

Nos preguntamos por qué y con AUTOMA hicimos un poco de análisis sobre estas medidas. Debo mencionar que el tiempo que tuvimos para el análisis fue breve: los rectificadores se pusieron en funcionamiento en julio-agosto de 2024, y los datos que ven son preliminares a aproximadamente dos meses del inicio del sistema, en septiembre de 2024. Sin embargo, estas verificaciones nos hacen esperar haber tomado al menos el camino correcto.

¿Por qué ha habido esta reducción de corriente? Al revisar las medidas, notamos que lo único que realmente ha cambiado en los datos provenientes del telecontrol es la desviación cuadrática media sobre el valor regulado. La diferencia es importante: hemos pasado de 0,2 a 0,02. Esta variación indica que la regulación es mucho más estable en el tiempo, lo que se traduce en una menor variación de la corriente suministrada y, por lo tanto, en una corriente más estable y menor que la que era inicialmente.

Caso 2: La situación inicial y la solución AUTOMA

El segundo sistema del que hablamos está en el municipio de Sesto Fiorentino (Florencia), donde Centria tiene dos alimentadores. De estos, solo uno ha sido reemplazado durante esta prueba porque queríamos ver la interacción de G-POWER con otros rectificadores.

Ambos rectificadores de partida funcionaban con potencial constante y ambos estaban regulados a -2 V de potencial Eon, correspondiente a -1,1 V aproximadamente de potencial Eoff. La corriente total era 13 A, dividida más o menos equitativamente entre los dos rectificadores.

Tenemos aproximadamente 11 km de red predominantemente de media presión, así que teníamos redes de cuarta especie y redes de sexta especie (0,5 bar y 5 bar) en el centro de la ciudad de Sesto Fiorentino, que es una zona muy interferida y con la presencia de una vía de tren.

Solo el rectificador que fue reemplazado fue configurado para hacer funcionar la regulación sobre el potencial Eoff. Hicimos varias pruebas y luego decidimos regular el potencial Eoff ya no a -1,1 V (como estaba configurado en los rectificadores anteriores) sino a -0,95 V.

En este punto, el segundo rectificador fue apagado porque el G-POWER era más que suficiente para proteger toda la estructura conectada. Antes, los dos rectificadores compartían la carga de corriente (aproximadamente 6 A/6,5 A cada uno), pero con la introducción del G-POWER de AUTOMA, uno de los dos estaba completamente parado, mientras que el otro suministraba aproximadamente la mitad de la corriente que anteriormente era suministrada en total por dos rectificadores.

La reducción de la corriente en este caso ha sido notable, del 50%, tanto por la estabilidad de regulación del rectificador como por el descenso del potencial Eoff. Para una empresa con certificación ambiental, alcanzar estos resultados es un logro importante.

Hagamos referencia a la facilidad de instalación del dispositivo AUTOMA. G-POWER también tiene incorporado en su interior el registrador de datos, y por lo tanto todas sus funcionalidades: interruptor cíclico, telecontroles, sistema de transmisión. Es suficiente llevarlo al lugar y conectar algunos cables para que esté operativo de inmediato, mientras que para los rectificadores anteriores fue necesario realizar un cableado que en algunos casos podía requerir medio día para conectar todos los dispositivos. También una instalación rápida se traduce en una mejor eficiencia para la empresa.

En conclusión, con G-POWER de AUTOMA tenemos un producto que tiene una mejor regulación y estabilidad en su funcionamiento, lo que se debe sin duda al hecho de que tiene una electrónica muy nueva. Evidentemente, al tratarse de un producto nuevo, aún queda por explorar todo su potencial. Pero por el momento podemos decir que, además de una simplicidad de instalación considerable, también ofrece una gran ventaja en la posibilidad de regular sobre el potencial Eoff local.

AUTOMA diseña y produce soluciones de hardware y software innovadoras y Made in Italy para el monitoreo y el control remoto en el ámbito de Oil, Gas y Water.

Nacimos en 1987 en Italia, y hoy más de 50.000 dispositivos Automa están instalados en más de 40 países en el mundo.

¿Quieres conocer las ventajas para la protección catódica que podrías tener con el sistema de monitoreo AUTOMA?

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De la ponencia “Protección catódica. Puesta en servicio de un sistema a corriente impresa en presencia de interferencias no estacionarias”
SMART GRID DAYS 2024, 18 – 19 de Septiembre de 2024.

El grupo INRETE Distribuzione Energia, parte del Grupo Hera, se encarga de la distribución de gas y energía eléctrica en las regiones Emilia-Romagna y Toscana (Italia).

El caso de estudio que presentamos se refiere a la puesta en servicio de un sistema de protección catódica a corriente impresa de una estructura de distribución en presencia de interferencias no estacionarias. Justamente por la morfología de las estructuras, este tipo de puesta a punto resulta extremadamente dinámica. Veremos entonces cómo el uso de las tecnologías AUTOMA, aplicadas a la regulación (con un G-POWER instalado como rectificador más próximo a la interferencia) y a las técnicas de medición (un dispositivo G4C-PRO instalado en el segundo rectificador y un G4C-PRO con BOX SOLAR instalado en el punto de medida remoto), puede contribuir a la eficiencia de nuestras instalaciones, regulándolas de manera más efectiva.

La situación inicial

El sistema que examinamos es una fracción de una instalación de distribución en un barrio urbano, donde persiste una interferencia causada por la cercana subestación eléctrica de un sistema de tracción a corriente continua.

La red, instalada en un terreno predominantemente arenoso, está protegida mediante dos instalaciones a corriente impresa y servida por un sistema de drenaje unidireccional. La arquitectura de la red es predominantemente mallada, con una extensión de aproximadamente 24 km, y con un desarrollo superficial de poco más de 10.000 m².

Todo comienza con la puesta fuera de servicio de la instalación de drenaje unidireccional.
La nueva configuración comienza en 2019 con: determinación del estado eléctrico; evaluación de la variabilidad del campo eléctrico; regulación y por lo tanto balanceo del sistema eléctrico. La nueva morfología lleva a los dos rectificadores (los dos rombos que ven en la imagen) a posiciones muy descentralizadas respecto a la interferencia detectada.

Esto hace que el área urbana más próxima a la interferencia registre atenuaciones de potenciales muy evidentes. Decidimos por lo tanto diseñar un sistema a corriente impresa, determinando la variabilidad del campo eléctrico y analizando las áreas más anódicas, por lo tanto las más adecuadas para esta realización.

El sistema a corriente impresa

En octubre de 2022 realizamos el nuevo sistema a corriente impresa. Como consecuencia, también pasamos a la implementación en toda la red de nuevos puntos de medida con sondas de polarización. En noviembre de 2022 realizamos el nuevo diseño eléctrico que, por cierto, coloca el rectificador de nuevo diseño más cerca de la interferencia.

Como resultado de la nueva puesta en servicio y la variación de parámetros eléctricos monitoreados – siguiendo la UNI11094 – reclasificamos todos los puntos de medida. Decidimos, por lo tanto, realizar una nueva puesta en servicio de todo el sistema, siguiendo la UNI EN ISO15589-1, comenzando desde la investigación preliminar:

• Verificación de la integridad del seccionamiento.
• Verificación de todo el cableado.
• Variabilidad del campo eléctrico.
• Inicio del sistema con lista de verificación de todas las instalaciones y dispositivos de seguridad relacionados.
• Inicio de las instalaciones con configuraciones del estado eléctrico.
• Comprobación de la continuidad eléctrica.
• Rebalanceo tanto de las instalaciones como de los resistores en nuestra red.
• Medición de las corrientes en las juntas.

En consecuencia, procedemos al mapeo completo de todo el sistema.

Procedemos con la reclasificación de los puntos de medida, actualización cartográfica y – un paso frecuentemente olvidado – la recopilación de todos estos datos en un informe de puesta en servicio, donde registramos los valores de referencia del estado eléctrico de nuestro sistema, de acuerdo con la ISO, para una comparación con medidas futuras.

Nuestro sistema de teleservicio nos brinda la oportunidad de reportar para cada punto de medida su punto de ajuste posterior a la calibración, dirigiéndolo hacia el balanceo de la instalación. Como se puede ver en la imagen, esto hace que, en caso de que se supere el punto de ajuste establecido, el sistema de monitoreo genere una línea de anomalía, de la cual se puede generar una orden de intervención.

Un sistema de corriente impresa es particularmente dinámico y las primeras intervenciones, además de la ya mencionada desactivación de la instalación de drenaje, han proporcionado la posibilidad de eficientar la instalación, reduciendo la densidad de corriente de 2,7 mA/m² obtenida con el primer diseño de 2017 a aproximadamente 1,0 mA/m² en 2023.

La solución AUTOMA al problema de las interferencias

Todas estas actividades han mitigado sin duda los problemas presentes en el sistema, pero sin resolver las interferencias que interactúan con el sistema de control del rectificador.

Afortunadamente, las tecnologías nos ayudan y la adopción de la técnica de medición del potencial Eoff (Instant-off) en el rectificador más interferido resultará ser una elección acertada.

El nuevo rectificador G-POWER by AUTOMA nos ha brindado la posibilidad de controlar la instalación directamente sobre el valor Eoff, valor depurado de la componente IR, permitiendo que el regulador PID del mismo sea menos sensible a las fluctuaciones de los potenciales.

Esto se nota especialmente en la desviación cuadrática de la entrega de corriente del rectificador. En este primer diseño, donde ambos rectificadores operaban a corriente variable, es posible ver cuánto resultaba variable la desviación cuadrática durante el transcurso del día.

En la fase de experimentación posterior hemos vinculado el control del rectificador más próximo a la interferencia a una E-sonda remotizada aún más cercana a la interferencia misma, mientras que la otra instalación de corriente impresa se ha llevado a corriente constante (los picos visibles en la imagen se deben a actividades de mantenimiento).

En el último diseño, en el que el rectificador interferido se ha llevado a un potencial de Eoff local, es posible apreciar un aplanamiento de la desviación cuadrática media. Con esta configuración, de hecho, hemos dimitido el residuo cuadrático de la corriente, un factor que, aunque menos evidente pero igualmente interesante, también se nota en el residuo cuadrático medio de la DDP E-sonda medida en el punto más característico de nuestro sistema. También en este caso hay una casi reducción a la mitad del valor en la fase de pilotaje del rectificador a través de Eoff local, que logra trabajar a potenciales E-sonda menos electro negativos.

AUTOMA diseña y produce soluciones de hardware y software innovadoras y Made in Italy para el monitoreo yel control remoto en el ámbito de Oil, Gas y Water.

Nacimos en 1987 en Italia, y hoy más de 50.000 dispositivos Automa están instalados en más de 40 países en el mundo.

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La protección catódica siempre ha sido una de las estrategias fundamentales para frenar la corrosión de estructuras metálicas enterradas, como las tuberías. Sin embargo, hasta hace poco, las técnicas adoptadas para verificar su eficacia solían limitarse a mediciones manuales, punto por punto, que no eran suficientemente representativas de todo el sistema, especialmente en presencia de interferencias.

Hoy en día, gracias a la introducción de tecnologías avanzadas, big data e inteligencia artificial, el monitoreo de la protección catódica está experimentando una auténtica revolución.

Tradicionalmente, se basaba en mediciones tomadas en puntos específicos de la red: los operadores recopilaban lecturas periódicas del potencial ON y, en función de estas mediciones, regulaban los puntos de consigna de los rectificadores. Este método, sin embargo, mostró limitaciones importantes: los valores detectados representaban sólo una medición instantánea y no tenían en cuenta las fluctuaciones durante el día o las interferencias externas, como las corrientes parásitas generadas por infraestructuras cercanas.

A medida que las redes evolucionaron y las interferencias aumentaron, se hizo evidente que era necesario un cambio de paradigma. Así nació de AUTOMA la idea de una gestión inteligente del sistema de protección catódica (Smart CP Management): un ecosistema capaz de monitorizar en tiempo real cada punto de la red, regulando automáticamente la corriente suministrada por los rectificadores de protección catódica y previendo problemas críticos antes de que se conviertan en problemas concretos.

Smart CP Management de AUTOMA es un enfoque innovador que combina tecnología digital, análisis de datos e inteligencia artificial para optimizar el funcionamiento de todo el sistema de protección catódica en tiempo real.

De analógico a digital: Smart CP Management, la revolución AUTOMA

En el pasado, como dijimos anteriormente, los operadores realizaban estudios puntuales en «puntos» específicos de la red, midiendo manualmente el potencial ON. Estos datos se utilizaban para configurar los rectificadores, a menudo con un alto margen de seguridad para compensar la incertidumbre de la medición y las fluctuaciones a lo largo del tiempo. ¿El resultado? A menudo se suministraba más corriente de la necesaria, con el consiguiente desperdicio de energía y, sobre todo, riesgo de sobreprotección y de daños en los revestimientos.

Además, las crecientes interferencias en el suelo (debido a corrientes parásitas, líneas ferroviarias eléctricas, plantas industriales o líneas de transmisión) han hecho que el potencial ON sea cada vez menos fiable como único parámetro de referencia o, al menos, significativamente más complicado de interpretar.

Smart CP Management fue creado para superar estas limitaciones. Se trata de una plataforma de gestión centralizada e inteligente que controla de forma continua y dinámica todos los componentes del sistema de protección catódica: rectificadores, puntos de medida, electrodos y dispositivos de control remoto. Su objetivo es doble: mantener estable el potencial de protección IR-free y optimizar la corriente de salida de las fuentes de los rectificadores, evitando desperdicios y fallos de funcionamiento.

Entre las tecnologías clave del sistema:

• RDU (Unidad de registrador de datos remoto) instalada en cada punto crítico de la red, capaz de funcionar como registrador de datos remoto y de transmitir mediciones en tiempo real del potencial On y IR-free.
• Rectificadores inteligentes, capaces de trabajar en un nuevo modo automático basado en potencial IR-free.
• Control remoto de los rectificadores, con posibilidad de modificar los parámetros de funcionamiento desde una plataforma central.
• Algoritmos adaptativos que analizan datos históricos, estacionalidad, condiciones ambientales y el estado de la red para anticipar y resolver problemas antes de que surjan.

El corazón del Smart CP Management es la nueva generación de fuentes de rectificadores inteligentes desarrolladas por AUTOMA, capaces no sólo de operar en los modos tradicionales, sino también de trabajar en base al potencial IR-free. Conectadas a un cupón, estos rectificadores miden constantemente el potencial real de la estructura y adaptan la corriente suministrada para mantenerlo estable.

Todo esto es posible gracias a una plataforma digital que integra análisis de datos, algoritmos predictivos y control remoto.

No sólo eso: actualmente, los rectificadores en modo de funcionamiento automático basan su regulación en la retroalimentación local, pero deben garantizar una protección efectiva en toda la extensión de la estructura protegida. Por este motivo, la capacidad de identificar el punto (o los puntos) más críticos de la red, equiparlo con una RDU que permita una comunicación más frecuente a lo largo del día, y conectar este punto al rectificador para que funcione y varíe su entrega de corriente en función de las medidas tomadas desde el punto crítico, abre una oportunidad completamente nueva y mucho más inteligente para la gestión de la protección catódica: la capacidad de asegurar una protección efectiva de toda la estructura a proteger en todo momento, al mismo tiempo que se entrega la corriente mínima necesaria para lograr este objetivo.

Configuraciones escalables y algoritmos inteligentes

Smart CP Management es extremadamente flexible y se puede configurar de diferentes maneras, dependiendo de la complejidad de la infraestructura (número de rectificadores y puntos de referencia críticos identificados):

• Uno a uno: un rectificador controlado desde un punto de medición remoto.
• Uno a muchos: un rectificador controlado por múltiples puntos críticos, con un algoritmo que identifica el punto dominante para la regulación.
• Muchos a muchos: varios rectificadores interactúan con una red de puntos de medición, con equilibrio inteligente de las corrientes.

Hay dos enfoques principales para los algoritmos de control:

1. Basado en el tiempo: la plataforma sondea los dispositivos a intervalos regulares y ajusta los rectificadores en función de umbrales predefinidos.
2. Impulsado por eventos: cada punto de medición se comunica activamente a la plataforma cuando detecta una desviación significativa, lo que desencadena una intervención inmediata.

Beneficios concretos

La introducción de Smart CP Management aporta beneficios tangibles:

• Reducción del consumo energético, gracias a una regulación más precisa de la corriente.
• Mayor vida útil de los ánodos, evitando condiciones de sobreprotección, y en general suministrando más corriente de la necesaria.
• Prevención proactiva de la corrosión, gracias a la visibilidad en tiempo real del estado de la red.
• Menores costos de mantenimiento, con intervenciones específicas y basadas en datos.
• Mayor sostenibilidad de todo el sistema de infraestructura.

Las primeras aplicaciones de campo confirman la eficacia de este enfoque. Smart CP Management no es sólo una evolución tecnológica natural, sino un auténtico cambio de paradigma: de la protección estática y reactiva a la gestión inteligente, predictiva y adaptativa de infraestructuras críticas.

AUTOMA diseña y produce soluciones de hardware y software innovadoras, Made in Italy, para el monitoreo y el controlremoto en los sectores del petróleo, gas y agua.

Nacimos en 1987 en Italia, y hoy más de 50.000 dispositivos Automa están instalados en más de 40 países en el mundo.

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Mantener la integridad de los conductos de gas, petróleo y agua bajo control es un reto en muchos sentidos. Cuando las infraestructuras están situadas en zonas remotas y difícilmente accesibles o urbanas, pero especialmente congestionadas, solo un sistema de monitoreo remoto puede permitir evaluar de manera realista su estado de salud e intervenir oportunamente en caso de necesidad.

Y si la zona donde se encuentran los conductos está afectada por corrientes vagabundas, el reto se hace aún más complejo, haciendo imprescindible dotarse de un sistema eficiente de monitoreo remoto de protección catódica.

Sin embargo, el sistema adecuado de monitoreo remoto de protección catódica puede permitirte trabajar con mayor precisión y serenidad. Estas son sus ventajas.

1) Puedes realizar mediciones cada segundo

Un sistema de monitoreo remoto de alto rendimiento permite realizar una investigación de extremo detalle de la protección catódica: hace posible obtener mediciones cada segundo durante todo el día, todos los días.

Esto proporciona información que las mediciones manuales en el campo no podrían captar.

2) Puedes identificar con precisión la anomalía que se ha producido

El análisis de los datos recopilados por el sistema de monitoreo permite resaltar el “problema” que ha afectado a la infraestructura.

Por ejemplo, las mediciones obtenidas pueden sugerir que el rectificador de protección catódica no está activo o que la resistencia del ánodo a corriente impresa ha aumentado, o también que se ha producido un daño al drenaje unidireccional, que no es capaz de interrumpir el flujo de corriente drenada cuando ésta invierte su dirección.

Una vez detectada la anomalía, intervenir para solucionarla es mucho más sencillo y rápido: se pueden programar los tiempos de intervención y también, si es necesario, evaluar cómo reorganizar el mantenimiento periódico.

3) Puedes superar los problemas derivados de las corrientes vagabundas

En zonas con corrientes interferentes variables en el tiempo, las mediciones realizadas en el sitio durante un corto período (de pocos minutos a pocas horas) pueden tener dificultades para captar las condiciones de «fuera de protección».

El monitoreo remoto, a través de una medición diaria al segundo durante las 24 horas, ofrece una posibilidad real de evaluar correctamente los efectos de las corrientes interferentes.

Además, en las zonas afectadas por corrientes vagabundas, el monitoreo de múltiples señales a la vez (potencial On CC y CA, potencial IR-free) es fundamental para verificar el cumplimiento de los umbrales indicados por las normas y para controlar la eficiencia de todos los dispositivos instalados para reducir los efectos de las interferencias (desacopladores CC y CA, drenajes, etc.).

Para medir el potencial IR-free se puede medir, por ejemplo, la E_off en un cupón. Para llevar a cero el componente IR y, por lo tanto, considerar la E_off una apropiada aproximación del potencial IR-free, el cupón debe ser elegido con la forma, el tamaño, el tipo y el material adecuados e instalado correctamente con respecto al electrodo de referencia y al tubo. La mejor opción para realizar correctamente la medición es un dispositivo con un interruptor de estado sólido integrado, para gestionar la conexión entre el tubo y el cupón.

Disponer de una tecnología de monitoreo remoto de la protección catódica permite visualizar en detalle datos diferentes, analizar automáticamente las mediciones diarias y crear alarmas para las anomalías. Cuanto más evolucionada sea la tecnología, más completos serán los datos que proporciona y más será posible optimizar las actividades de gestión del sistema de protección catódica, limitando las inspecciones in situ a las realmente necesarias.

Por ejemplo, los dispositivos Automa registran 86.400 muestras de datos por canal cada día (1 medición por segundo). Luego envían al software WebProCat un informe estadístico diario y, si el informe diario presenta un problema, para identificar el origen es posible solicitar al software el registro completo de los datos (por ejemplo, interferencias CA, corrientes vagabundas, corrientes telúricas, fallos en el rectificador, etc.).

El software WebProCat de Automa está diseñado específicamente para el análisis de la protección catódica, como los dispositivos de monitoreo remoto alimentados por batería con tecnologías de consumo ultra bajo que garantizan un mínimo de 48 meses de funcionamiento ininterrumpido en el campo.

Nuestra empresa es hoy líder en el diseño y la producción de soluciones de hardware y software innovadores y Made in Italy para el monitoreo y control remoto en el ámbito del petróleo, gas y agua.

Actualmente, más de 50.000 dispositivos Automa están instalados en unos 40 países.

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¿Cuáles son las variables a tener en cuenta para evaluar la eficiencia de un sistema de protección catódica de las redes? Seguramente hay tipos diferentes y todos son importantes. Pero también es importante garantizar un seguimiento eficaz del sistema, o cualquier mal funcionamiento podría no ser comunicado a tiempo para ser resuelto sin problemas.

Hay tres elementos a los que es esencial prestar atención si quieres estar seguro de tener un sistema de monitoreo y control remoto de la protección catódica que permite evaluar con precisión el estado de salud de las tuberías y protegerlo con eficacia.

1) Flexibilidad

La plena adaptabilidad a diversas situaciones y necesidades es un requisito esencial para evaluar la eficacia de un sistema de monitoreo de la protección catódica.

Las opciones de conectividad ofrecidas deben ser completas: un sistema eficiente debe soportar no solo una comunicación móvil, sino también una comunicación por cable y una comunicación por satélite para actuar incluso en las zonas con poca cobertura, y debe garantizar que se pueda acceder a los datos y gestionarlos de forma segura, fácil y rápida. También es esencial para mantener una comunicación fluida la integración con los sistemas informativos preexistentes, como ERP o GIS.

Los mejores dispositivos de monitoreo ofrecen canales adicionales para medir las tasas de corrosión utilizando las sondas ER estándar, proporcionando funciones completas de monitoreo de la corrosión. Además, las soluciones de monitoreo de protección catódica más eficientes pueden estar equipadas con varios accesorios como interruptores ON-OFF sincronizados, cajas solares e interfaces para el control remoto de los rectificadores que mejoran aún más la capacidad y la flexibilidad del sistema.

2) Mantenimiento

Un sistema de monitoreo de la protección catódica de última generación permite hacer más eficiente y puntual su mantenimiento.

Un ejemplo de tecnología innovadora en este sentido es el Digital Twin, una representación digital de la instalación a proteger: gracias a esta reproducción virtual y actualizada en tiempo real de la infraestructura física, es posible realizar el monitoreo continuo y la simulación de las prestaciones del conducto, de la integridad estructural y de los parámetros operativos.

Al integrar datos de monitoreo remoto, previsiones meteorológicas y otra información relevante, se puede obtener indicaciones de posibles problemas que amenazan la instalación, lo que permite un mantenimiento predictivo y una optimización operacional.

El análisis mejorado de los datos recopilados permite identificar las desviaciones de los modelos previstos, señalando las condiciones de error antes de que se conviertan en críticas.

Además, la recopilación continua de datos y su uso para entrenar los algoritmos permiten la detección temprana de anomalías o posibles problemas. Esto permite planificar las tareas de mantenimiento de manera más eficaz.

Y esto se traduce en ventajas importantes, como:

• minimizar los tiempos de inactividad;
• optimizar la asignación de recursos para el mantenimiento;
• mejorar la seguridad y fiabilidad globales de la instalación monitoreada.

3) Alimentación

Uno de los mayores retos de la protección catódica es el de mantener el sistema de monitoreo en un estado de eficiencia continua. Esto se traduce no solo en la necesidad de no interrumpir la recopilación y transmisión de datos para recibir en tiempo real posibles señales de alarma, sino también en la necesidad de garantizar prestaciones óptimas de recopilación de datos incluso en caso de una “interrupción de la alimentación externa”.

Hay soluciones que permiten no interrumpir el funcionamiento de los dispositivos en el campo incluso en caso de ausencia de alimentación, garantizando una operación ininterrumpida en el campo sin energía eléctrica. Es lo que garantiza el G4C-PRO de Automa, un dispositivo de monitoreo remoto de la protección catódica con tecnología de ultra-bajo consumo que garantiza un mínimo de 48 meses de funcionamiento ininterrumpido en el campo con el paquete de batería integrado.

Además, en una óptica de optimización de recursos, una ventaja notable para la eficacia de la protección catódica también proviene del uso del Edge-computing, es decir, la capacidad de los dispositivos de procesar localmente la información recogida desde el campo para garantizar un primer nivel de inteligencia local que permita llevar a cabo acciones autónomas incluso en ausencia temporal del canal de comunicación remota.

De esta manera, se puede optimizar el envío de datos y hacer que el dispositivo solo transmita la información significativa, con un impacto en la cantidad de energía utilizada para la comunicación.

Las soluciones Automa para el monitoreo remoto de la protección catódica se basan en tecnologías innovadoras de consumo ultra reducido para garantizar una comunicación continua y eficiente. Nuestros dispositivos alimentados por batería interna garantizan una autonomía mínima de cuatro años incluso en condiciones de comunicación adversas.

Mientras que en condiciones de señal óptimas la duración de la batería al litio de nuestro G4C-PRO puede llegar sin problemas a cinco años. Además, el G4C-PRO también puede ser alimentado por un pequeño panel solar integrado con batería de respaldo, con tiempos de sustitución de 10-12 años.

En Automa desarrollamos soluciones de hardware y software para el control remoto de la integridad de los conductos, en particular para la protección catódica y para la gestión operativa de las redes en el ámbito del petróleo, gas y agua. Nuestra empresa nació en 1987 en Italia, y hoy más de 50.000 dispositivos Automa Made in Italy están instalados en más de 40 países.

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Garantizar la integridad de las tuberías (y por tanto su seguridad) tiene un precio, como cualquier trabajo. Pero ¿es posible contener los costes de funcionamiento y garantizar al mismo tiempo un monitoreo extremadamente eficaz de las infraestructuras y las tuberías?

Afortunadamente, la respuesta es sí. Siempre y cuando te equipes con tecnologías de alto rendimiento específicamente diseñadas para controlar la eficacia de tu sistema de protección catódica.

Actividades in situ o monitoreo remoto

La verificación de la funcionalidad de las instalaciones de protección catódica según los criterios expuestos en la norma ISO 15589-1 implica tradicionalmente la aplicación de procedimientos in situ que requieren la presencia de operadores en los puntos de medición.

En el caso de las infraestructuras de transporte y distribución de agua, petróleo y gas, los puntos de medición pueden estar situados en zonas remotas, lo que conlleva una serie de riesgos nada desdeñables para el personal encargado de las inspecciones físicas: además de la posibilidad de que se produzcan accidentes durante los desplazamientos, también hay que tener en cuenta el posible agotamiento de los operarios llamados a realizar frecuentes y exigentes viajes a lugares de difícil acceso. Desde el punto de vista técnico, por desgracia siempre existe el riesgo de que los sistemas de protección catódica fallen inmediatamente después de la inspección in situ, lo que exigiría una nueva intervención.

Las verificaciones realizadas en persona por los operarios tienen un coste importante que aumenta si hay que repetirlos varias veces. Además, no pueden realizarse a diario.

Por el contrario, el uso de dispositivos de monitoreo remoto permite realizar controles diarios en todas las instalaciones de protección catódica y recibir rápidamente alarmas en tiempo real en caso de fallos, lo que permite optimizar las intervenciones in situ y reducir sus costes.

Verificación más precisa de la eficacia de la protección catódica a menor coste

Las evaluaciones detalladas de la eficacia de la protección catódica requieren mediciones de potencial-off, preferiblemente en todos los puntos de medición. En los casos en que las mediciones de potencial-off en la tubería no sean significativas – como en zonas con corrientes vagabundas – las mediciones de potencial-off pueden realizarse en sondas de prueba externas o cupones.

Normalmente, estas evaluaciones se llevan a cabo mediante actividades in situ. Sin embargo, debido a la corta duración de las mediciones (la intervención in situ puede durar desde unas decenas de minutos hasta unas horas), los técnicos pueden tener dificultades para identificar problemas potenciales y posibles condiciones de desprotección, sobre todo en zonas con corrientes vagabundas importantes.

Para superar estos problemas, es necesario un enfoque de monitoreo más exhaustivo.

El monitoreo remoto ofrece una solución al permitir mediciones diarias con un muestreo de alta frecuencia: los datos pueden adquirirse a un ritmo de una medición por segundo durante todo el día. Este monitoreo continuo ofrece amplias oportunidades para evaluar eficazmente el impacto de las corrientes vagabundas en las instalaciones. Además, facilita la realización de mediciones instant-off continuas en cupones y en puntos de medición seleccionados, lo que permite realizar evaluaciones diarias detalladas.

Pero eso no es todo: al utilizar la tecnología de monitoreo remoto y, en consecuencia, disponer de actualizaciones diarias sobre el estado de todas las instalaciones, es posible adoptar un enfoque optimizado del mantenimiento. De hecho, gracias a esta tecnología, se pueden realizar comprobaciones in situ cada tres años, principalmente para una inspección visual del punto de medición.

Monitoreo remoto y consumos

Para que las tecnologías de monitoreo remoto de las infraestructuras de transporte de agua, petróleo y gas puedan reducir la necesidad de intervención humana in situ a los casos indispensables, es obviamente necesario que estas tecnologías sean fiables y capaces de mantener una comunicación constante de los datos que recogen.

Esta es la razón por la que Automa ha diseñado y fabricado G4C-PRO: un innovador dispositivo de monitoreo remoto de la protección catódica basado en una tecnología de ultra bajo consumo. Se trata de un registrador de datos compacto encerrado en una pequeña carcasa de dimensiones muy reducidas para adaptarse a los puntos de medición más comunes en todo el mundo. Incluso en ausencia de alimentación, el G4C-PRO garantiza un mínimo de 30 días de funcionamiento ininterrumpido en campo, gracias a una batería de respaldo integrada con una vida útil de más de 10 años.

Reducir los costes de funcionamiento de los sistemas de control de la protección catódica de las redes es posible con las soluciones de Automa que permiten un monitoreo remoto preciso, puntual y constante de las infraestructuras.

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