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Protección catódica y gestión de redes: para saber más

¿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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Todos somos muy conscientes del papel fundamental quedesempeña la protección catódica para garantizar un largo ciclo de vida y la integridad de las tuberías, mitigando riesgos como el fallo estructural, la explosión o la contaminación ambiental debida a la corrosión.

Por lo tanto, es muy importante garantizar que el sistema de protección catódica aplicado a las instalaciones funcione de forma eficaz y fiable. El hecho de que estas infraestructuras se encuentren a menudo en zonas remotas puede complicar las operaciones de monitoreo y control, a menos que se disponga de sistemas de alto rendimiento.

¿Cómo puedes evaluar si estás recibiendo toda la información que realmente necesitas paraasegurarte de que tus conductos funcionan con la máxima eficacia?

Aquí algunas preguntas que deberías hacerte y las respuestas que deberías darte para trabajar con tranquilidad.

1) ¿Puedes comprobar el funcionamiento de tu sistema de protección catódica?

Según la norma ISO 15589-1, que establece los criterios para evaluar si el sistema de protección catódica aplicado a una estructura funciona correctamente, debe realizar inspecciones de funcionamiento de todos los equipos, como: estaciones de corriente impresa, estaciones de drenaje unidireccionales, conexiones a estructuras externas (tanto de unión directa como resistiva), dispositivos de desacoplamiento de CA y CC, ánodos galvánicos y puntos de medición. Para cada uno de estos equipos se definen intervalos de tiempo máximos entre las inspecciones que difieren en función del dispositivo.

Una inspección in situ no sólo requiere desplazamientos frecuentes y agotadores, sino que además no protege del riesgo de que un dispositivo falle inmediatamente después de la inspección, obligándote a volver al lugar. Todo esto puede evitarse con el monitoreo remoto, siempre que tu sistema sea capaz de proporcionarte datos en tiempo real sobre el rendimiento de los distintos equipos, lo que también te ayudará a gestionar el mantenimiento de forma más eficaz.

2) ¿Puedes realizar mediciones exactas y precisas del potencial ON y del potencial OFF en todos los puntos de medición?

También según la norma ISO 15589-1, la verificación de la eficacia de la protección catódica puede realizarse a dos niveles: la evaluación general se basa principalmente en mediciones del potencial ON en todos los puntos de medición o sólo en los puntos representativos, mientras que la evaluación detallada requiere también mediciones del potencial OFF, preferiblemente en todos los puntos de medición.

Sin embargo, debido a la corta duración de las mediciones in situ (que varían de minutos a horas), los técnicos pueden tener dificultades para identificar posibles problemas y posibles condiciones de desprotección, sobre todo en zonas con corrientes parásitas importantes. Por este motivo, las mediciones pueden realizarse en sondas de prueba externas o cupones.

3) ¿Tu sistema de medición es adecuado para el efecto de corrientes vagabundas elevadas?

En el caso de corrientes vagabundas elevadas, el análisis de potencial Eon puede no ser suficiente porque proporciona información incompleta o, a veces, engañosa.

Por lo tanto, se hace necesario medir el potencial IR-free, porejemplo, midiendo el Eoff en un cupón que debe ser de un tipo específico y estar hecho de una forma, tamaño y material adecuados, así como correctamente instalado con respecto al electrodo de referencia y al tubo.

Sólo en estas condiciones la medición de Eoff en el cupón puede llevar la componente IR a cero y, por tanto, Eoff puede considerarse una aproximación correcta del potencial IR-free.

La mejor opción para las mediciones de cupones es un dispositivo de monitoreo con un interruptor de estado sólido integrado para gestionar la comunicación a distancia.

4) ¿Se han seleccionado los puntos de medición para garantizar la mejor cobertura de monitoreo?

Si la distribución de los puntos de medición no se ha realizado teniendo en cuenta las especificidades de la estructura, es posible que el sistema de monitoreo no funcione todo lo bien que podría en la detección de fallos y la verificación de la eficacia de la protección catódica.

Los puntos de medición seleccionados para la supervisión pueden ser de distintos tipos:

  • puntos en los límites del sistema de protección catódica, por ejemplo, en las juntas de aislamiento;
  • puntos en los que se midieron los potenciales menos negativos durante la puesta en servicio;
  • puntos críticos o representativos del sistema de protección catódica;
  • puntos asociados a estructuras extrañas para poder detectar los cambios.

Un sistema de monitoreo que toma datos de puntos de medición inadecuados no puede proporcionarte toda la información que necesitas paragarantizar una protección catódica eficaz de la estructura.

5) ¿Qué le ocurre a tu sistema de monitoreo en caso de fallo de la alimentación?

Quedarse sin datos puede ser muy peligroso cuando se trata de oleoductos y gasoductos. Por ello, es esencial que tu sistema transmita señales de alarma en tiempo real en caso de fallo de la alimentación externa de los rectificadores.

Pero, obviamente, recibir el aviso no es suficiente. Por eso es esencial dotarse de dispositivos capaces de garantizar un funcionamiento óptimo durante largos periodos, incluso en caso de fallo de la alimentación externa, calculando además que alcanzarlos para la eventual sustitución de las baterías podría llevar mucho tiempo, durante el cual la instalación no estaría de hecho monitoreada.

Por eso es mejor elegir una solución con tecnología de consumo ultra bajo. El G4C-PRO de Automa, por ejemplo, es un dispositivo de monitoreo remoto de la protección catódica que garantiza un mínimo de 30 días de funcionamiento ininterrumpido en campo, incluso en ausencia de electricidad, gracias a una batería de reserva integrada con una vida útil de más de 10 años.

6) ¿Con qué frecuencia hay que cambiar las pilas en campo?

Hoy en día existen soluciones de alto rendimiento en términos de consumo. En Automa somos expertos en tecnologías de bajo consumo, hasta el punto de que nuestros dispositivos alimentados por baterías internas tienen autonomías de al menos cuatro años incluso en condiciones de comunicación adversas. En condiciones óptimas deseñal, la duración de la batería de litio de nuestro G4C-PRO puede inclusoextenderse hasta cinco años sin problemas. Además, el G4C-PRO puede alimentarse mediante un pequeño panel solar integrado con batería de respaldo, con un tiempo de sustitución de entre 10 y 12 años.

Fundada en 1987 en Italia, a lo largo de los años nuestra empresa se ha consolidado como líder en el diseño y la producción de tecnologías innovadoras Made in Italy para el monitoreo y el control remotos en los sectores del petróleo, gas y agua.

Desarrollamos soluciones de hardware y software para el monitoreo y el control remotos de la integridad de las tuberías, en particular para la protección catódica y el funcionamiento de las redes.

En la actualidad, hay más de 50.000 dispositivos Automa instalados en unos 40 países.

¿Deseas saber si tu sistema de monitoreo actual te proporciona realmente una protección catódica eficaz y monitorea con eficiencia la integridad de las tuberías?

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