¿Cuál es el principio de protección catódica para el acero en estructuras de hormigón enterradas o sumergidas?

¿Cuál es el principio de protección catódica para el acero en estructuras de hormigón enterradas o sumergidas?

La protección catódica para el acero en hormigón enterrado o sumergido sigue los mismos principios básicos que para el hormigón expuesto atmosféricamente. La diferencia principal es que es probable que el hormigón se sature de agua, lo que resultará en una reducción del contenido de oxígeno en la superficie del acero en condiciones normales de exposición, que se acelerará bajo la aplicación de protección catódica. Cuando se produce un agotamiento del oxígeno, el potencial se volverá muy negativo y se reducirá la corriente necesaria para la protección catódica.

Por lo tanto, la densidad de corriente requerida para el acero en el concreto que está enterrado o sumergido para su protección puede ser, si el concreto está completamente saturado de agua, considerablemente menor que la requerida para el concreto expuesto atmosféricamente. Las densidades de corriente típicas oscilan entre 0,2 mA/m2 y 2,0 mA/m2 para estructuras nuevas (antes del inicio de la corrosión) en condiciones de saturación de agua. Para estructuras que no están completamente saturadas de agua y se están corroyendo antes de la aplicación de la protección catódica, las densidades de corriente pueden ser tan altas como las del hormigón expuesto atmosféricamente, hasta 20 mA/m2.

La densidad de corriente también depende de si el hormigón está completamente sumergido o si una cara está expuesta al aire (por ejemplo, en el caso de túneles, partes de muros pantalla, tanques de almacenamiento subterráneos y donde el espesor de la estructura de hormigón suele ser inferior a 0,5 m a 1 m). Si este es el caso, se puede crear una celda de concentración diferencial (oxígeno diferencial) entre la cara completamente sumergida y la cara expuesta al aire. Cuando se produzcan tales condiciones, se requerirá una mayor densidad de corriente en la parte sumergida.

Zonas de protección catódica
Planifique el tamaño y el diseño de la zona del ánodo y calcule el espaciado del alimentador para garantizar que se cumplan los requisitos locales de densidad de corriente del cátodo y para minimizar los diferenciales de densidad de corriente de ánodo y voltaje dentro de las zonas debido a las resistencias del ánodo y el cable. Seleccione el material y la sección transversal del ánodo primario, su distribución y las conexiones del ánodo primario / "cable positivo" para proporcionar la redundancia requerida y minimizar las caídas de voltaje.

Diferentes condiciones de exposición pueden dictar el uso de diferentes zonas en el sistema de protección catódica de una sola estructura, por ejemplo, una estructura hueca y flotante de hormigón armado puede separarse en la zona sumergida utilizando ánodos sumergidos en agua de mar.

Es posible que sea necesario combinar diferentes elementos de las estructuras en zonas individuales: Las zonas típicas para los sistemas de corriente impresa tendrán clasificaciones de corriente de 0,5 A a 2 A o posiblemente hasta 5 A si la distribución de acero/refuerzo dentro de la zona es uniforme. Con algunos sistemas de ánodos, por ejemplo, titanio recubierto de óxido metálico mixto (MMO / Ti), es posible variar la distribución y el grado del ánodo dentro de una zona para que coincida con la demanda de corriente local calculada y proporcione una densidad de corriente de cátodo (acero) uniforme dentro de una sola zona compleja para sistemas de protección catódica en estructuras expuestas atmosféricamente o donde se requiere un ánodo distribuido para hacer frente a una alta resistividad del electrolito.