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Protección catódica ánodos de sacrificio

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materiales

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Corrosión,

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Como evitar la corrosión?

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Gracias por el artículo. Peter Wolfgang Espinel

8 months ago Reply

Protección catódica ánodos de sacrificioDocument Transcript

1. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio Introducción La Protección Catódica es una técnica de control de la

corrosión, el cual aprovecha el mismo principio electroquímico de la corrosión,

transportando un cátodo a una estructura metálica, ya sea que se encuentre

enterrada o sumergida. Para este fin será necesaria la utilización de fuentes de

energía externa mediante el empleo de ánodos galvánicos. Para entender el

funcionamiento debemos entender la reacción química en la corrosión:

Corrosión: Es la interacción de un metal con el medio que lo rodea,

produciendo el consiguiente deterioro en sus propiedades tanto físicas como

químicas. Este fenómeno ocasiona regiones plenamente identificadas,

llamadas estas anódicas y catódicas. Una reacción de oxidación es una

reacción anódica, en la cual los electrones son liberados dirigiéndose a otras

regiones catódicas. En la región anódica se producirá la disolución del metal

(corrosión) y, consecuentemente en la región catódica la inmunidad del metal.

El mecanismo de la Protección Catódica, consecuentemente implicará una

migración de electrones hacia el metal a proteger, los mismos que viajarán

desde ánodos externos que estarán ubicados en sitios plenamente

identificados, cumpliendo así su función. En la práctica se puede aplicar

protección catódica en metales como acero, cobre, plomo, latón, y aluminio,

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Protección catódica ánodos de sacrificioby Nancy on Jul 15, 2010

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contra la corrosión en todos los suelos y, en casi todos los medios acuosos.

La protección catódica no elimina la corrosión, sino que la remueve de la

estructura a ser protegida. La corrosión galvánica, es la que tiene lugar en los

metales cuando éstos están rodeados de un medio conductor de la corriente

llamado electrolito, que en el caso de las embarcaciones suele ser el agua, la

cual es capaz de conducir dicha corriente a determinadas zonas de un mismo o

incluso de distintos metales. Estos metales, se encuentran unidos

eléctricamente entre sí, apareciendo zonas de distinto potencial eléctrico:

ánodos y cátodos, que provocan su corrosión. Este fenómeno es el resultado

de la diferencia de potencial existente entre dos metales cuando están unidos e

inmersos en un electrolito, formando técnicamente lo que se denomina una pila

eléctrica. La corriente circula desde el metal de menor potencial (ánodo) al

metal de mayor potencial (cátodo). La corriente fluye del ánodo que se

degrada y pierde masa a través de los iónes del electrolito (agua) al cátodo, en

el cual el metal que recibe la corriente (el que actúa de cátodo) se protege. Lenz

- Olivieri 1

2. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio En realidad la corrosión es deterioro superficial que sufren los

materiales a causa de fenómeno de tipo eléctrico, químico o mecánico. La

Corrosión electrolítica Esta no está causada por la diferencia de potencial entre

dos metales distintos. Es producida por el flujo de corriente alterna o continua

a través del mismo metal con que está construido el casco. En el caso de la

corrosión galvánica el deterioro de partes metálicas o piezas adosadas al casco

puede ser detenido con la instalación oportuna de un ánodo; pero con la

corrosión electrolítica el defecto puede ser más severo y de acción más rápida.

Los efectos de la corrosión galvánica pueden tardar muchos meses o tal vez

años en ponerse en evidencia. Por el contrario la corrosión electrolítica puede

ponerse en seria evidencia en semanas e incluso en casos extremos, se ha

verificado su presencia con corrosión en solo horas de actividad. En algunos

yates y especialmente en los cascos construidos en aluminio en los que no se

ha realizado una correcta instalación de los circuitos eléctricos o sistemas de

control, puede provocar dramáticas consecuencias. Todas las líneas de

potencia de motores eléctricos deberán estar aisladas para evitar así mismo

efectos de corrientes galvánicas por fugas. En ningún caso se usara al casco

como conductor, o negativo. Los cargadores de baterías a utilizar deben estar

diseñados para uso marino. Los de aplicación terrestre normalmente están

construidos con menor aislamiento. La principal causa de existencia de flujo de

corrientes eléctricas parásitas está producida por una inversión de polaridad,

la pérdida de aislamiento del cable en agua salada en proximidades de la

sentina y un pobre aislamiento. Es muy difícil de detectar que alguna zona de

la funda o revestimiento del cable esta mas afinada o, que algunos de los hilos

o alambres que arman al cable estén próximos a aflorar o con un minúsculo

orificio perforando su aislamiento. Así mismo el proceso de inducción de

corriente sobre el casco puede estar producido desde un muelle con partes o

componentes metálicos, desde un barco vecino o en la marina en el que el

barco se encuentre amarrado. Normalmente estos sitios disponen normalmente

de servicios de luz o de equipos eléctricos que pueden tener pérdidas en su

recorrido y con fugas de corriente muy difíciles de detectar, por esta causa

tienen una adecuada puesta a tierra. Todos los motores y sus ejes porta hélice

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están de este modo interconectados creando uno o varios pares galvánicos.

Deben poseer por lo tanto estos elementos ánodos de sacrificio para evitar

que se deterioren. Además el flujo de corrientes parásitas o la inversión de

polaridad que exista en un barco vecino puede provocar efectos en nuestro

propio casco. Es por eso que una adecuada protección catódica y un

transformador de corriente de 220/12 voltios bien aislado en nuestro barco,

mas una adecuada llave de corte general de corriente limitará este riesgo. Es

conveniente no dejar conectado por largos períodos el barco a la alimentación

de corriente desde tierra. Lenz - Olivieri 2

3. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio Tipos de corrosión No todos los fenómenos corrosivos son

idénticos, debido a que existen varios tipos de corrosión. Así podemos

distinguir: Corrosión global Ataca a toda la superficie de la pieza de una

manera uniforme. En general no es una clase de corrosión grave puesto que el

mismo óxido que se produce sirve de capa protectora para impedir que la

corrosión avance y debilite la pieza atacada. Corrosión en forma de poros

Generalmente ataca determinadas zonas de la pieza, formando grietas o fisuras.

Ha de calificarse de grave cuando la grieta se produce en determinadas partes

de la pieza y de la pieza y de modo especial si la misma aparece en junturas o

ranuras ya que genera una fatiga en el metal que llega a provocar su rotura. Sin

duda es la más grave de todas, puesto que es imposible saber la profundidad

que alcanza la zona dañada. A la larga, las tensiones generadas por la

corrosión dentro de la misma pieza llegan a romperla. Corrosión selectiva Se

produce dentro del mismo metal debido a defectos estructurales o de aleación

lo que hace que la pieza se vuelva porosa y acabe de ceder. Se da con mayor

frecuencia en los metales fundidos o aleaciones. Lenz - Olivieri 3

4. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio Sistemas de protección anticorrosión Los sistemas más comunes de

protección contra la corrosión son: a) Pintura b) Sistema de protección

catódica c) Pinturas y Sistemas de protección catódica combinados Todo el

que tenga experiencia en mantenimiento de buques o estructuras, está

convencido de que hay una acción corrosiva a través del tiempo a menudo en

condiciones meteorológicas muy severas, especialmente en las partes

sumergidas de los buques y estructuras, debido a la cantidad de pintura que

por cualquier causa puede desprenderse y que se supone una degradación de

la protección. Hay que tener en cuenta que parte de la superficie puede quedar

sin pintura por motivos de golpes contra muelles, remolcadores, defensas,

anclas, etc En general, si queremos obtener una buena protección, es

totalmente necesario ayudar a la pintura con otros medios. De todas formas, la

mejor pintura nunca puede prevenir totalmente una difusión de agua y oxígeno

en la zona de acero sumergida, lo que ayuda al proceso de oxidación. La mejor

protección a la corrosión es una combinación de una buena pintura y una

buena protección catódica, ya que un buen pintado es una barrera de ayuda

que reduce la corriente requerida a suministrar por la protección catódica.

Protección catódica por corriente inducida o impresa Es utilizado normalmente

por su elevado costo en barcos más grandes. Consiste en aplicar una corriente

negativa al metal que hay que proteger y el polo positivo al electrolito (o sea el

agua), para conseguir el efecto de rebajar el potencial del metal a proteger

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hasta llegar al potencial de inmunidad de ese metal sin necesidad de ánodos

de sacrificio, solamente aplicando la corriente de la batería. Por lo tanto, hemos

protegido el metal de la obra viva del barco por el sistema de corriente impresa.

Este sistema transforma las estructuras que se han de proteger en un cátodo

induciéndole una corriente inversa desde un ánodo inerte. Las grandes patas

propulsoras Mercruiser o Volvo están equipadas con sistemas de este tipo,

conocido en el primer caso con la marca MerCathode. Estas patas están

construidas con aleaciones de aluminio, material particularmente sensible a la

corrosión. Un eficiente monitoreo de este sistema de protección catódica por

corriente inducida es imprescindible a los efectos de evitar deterioros y los

consecuentes costos en repuestos y reemplazo de las partes dañadas Lenz -

Olivieri 4

5. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio Protección catódica mediante ánodos de sacrificio Como ya

comentamos, cuando se ponen dos metales diferentes en contacto por medio

del agua, se crea una corriente eléctrica entre ellos denominada corriente

galvánica. La consecuencia directa de este intercambio es que el metal más

sensible va a oxidarse, esa es la finalidad de los ánodos en las embarcaciones,

destruirse en favor del metal menos sensible. Si se compara el Zinc (el ánodo)

y el bronce (la hélice), el cinc posee un fuerte potencial eléctrico, mientras que

el bronce mucho menos. Cuando el agua los pone en contacto, la corriente

eléctrica así iniciada va a activar el ánodo que, al sulfatarse, protegerá la hélice.

El sistema de propulsión de un barco inevitablemente está formado por varios

metales, que van del inoxidable del eje de la hélice, al bronce de la hélice,

pasando por la fundición o el aluminio del motor y el cobre de las partes

eléctricas. En el río la corrosión es aumentada por la contaminación con

metales o sulfatos en el agua. Puede ser una fuga eléctrica que viene del barco

o el puerto de amarre, o incluso de una vieja batería lanzada sobre borde por

un navegante desconsiderado genere una corrosión electrolítica. En cualquier

caso, un barco desprovisto de ánodos sufrirá obligatoriamente graves daños a

corto y medio plazo, es pues una protección indispensable. En síntesis: La

corriente polarizante, la suministran los ánodos que se desgastan en beneficio

de la estructura (Cátodo) que permanece inalterable. Son diversos los

materiales utilizados, sin embargo, las aleaciones de Magnesio, Zinc y

Aluminio son las más corrientes. El Magnesio sin alear no puede utilizarse en

sistemas de protección catódica en agua de mar, debido a su rápido deterioro,

aunque sí se emplean algunas de sus aleaciones. También se usan ciertas

aleaciones de Aluminio, pero los ánodos de Sacrificio más utilizados son los

de Zinc, que no es necesario controlar y que, además, suministran una

corriente continua y eficiente. Un imperante de este tipo de ánodos es la

pureza del metal base; la composición debe de estar acorde con las

especificaciones que actualmente hay al respecto. El hierro es una de las

impurezas más perjudiciales para la actividad anódica del Zinc; se tolera un

máximo de 50 ppm de Fe si al mismo tiempo. Lenz - Olivieri 5

6. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio Ánodos de Zinc Se recomiendan especialmente para la protección

catódica de estructuras desnudas o recubiertas en agua de mar o agua dulce,

por lo que son muy indicados en la protección de los cascos de los barcos

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pesqueros, en pontones y en boyas tanto en el mar como en los lagos y los

ríos. Los ánodos de zinc nunca producen sobreprotección, evitando daño a la

pintura debido a su moderado potencial respecto al acero protegido (0,20 volt).

Comúnmente se encuentra en el mercado los siguientes tipos: º

COMPOSICION QUIMICA ANODOS DE ZINC ELECTROLITICO NORMAS

IRAM 677 Parte I Tabla 1 Clase A Plomo Pb 0,003 % máx. Hierro Fe 0,0014 %

máx. Cadmio Cd 0,003 % máx. Cobre Cu 0,001 % máx. Aluminio Al 0,005 % máx.

Zinc Zn Resto. Los Ánodos de Zinc se calculan normalmente para uno, dos o

tres años de vida Ánodos de Zinc Lenz - Olivieri 6

7. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio Dimensiones de Pletina Peso Neto Tipo A B C D Peso Bruto [mm]

[kg] WP3 300 200 95 30 40 X 3 3.1 3.2 W6Z 350 270 150 32 40 X 6 6.5 7.1 W11Z

500 400 150 32 40 X 6 10.8 11.8 W14Z 650 550 130 50 40 X 6 21.3 22.5 W17Z 650

550 130 65 50 X 6 25.0 26.5 W19Z 650 550 130 75 50 X 6 33.0 34.5 Ánodos de

Magnesio A partir de la Segunda Guerra Mundial, el Ánodo clásico usado

para la protección de tanques de lastre, fue este metal estaba

extraordinariamente bien situado por tener una gran fuerza electronegativa 700

mV sobre el Acero Polarizado. La mayor ventaja era su rápido poder de

polarización. Su inconveniente era una sobreproducción causada por la

emisión de Hidrógeno y su poder electroquímico, aproximadamente 55%. Hoy

en día este metal se usa raramente debido a las restricciones impuestas por las

sociedades de clasificación. En la actualidad aún se aplica en tanques de

plataformas. Ánodos de Magnesio Tipo W-0 W-2 W-3 W-5 W-10 Medidas

mm. mm. mm. mm. mm. A 195 295 310 350 390 B 120 220 235 275 310 C 48 85 90

115 150 D 30 45 48 58 70 d 10 10 10 10 10 E 30 30 30 30 30 Lenz - Olivieri 7

8. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio Peso Neto 1,25 2,00 4,00 Peso Bruto 1,62 2,42 4,46 Ánodos de

Aluminio El Aluminio, muestra un relativo pequeño potencial, ya que el voltaje

de condición sobre el acero polarizado viene a ser del orden de 230 a 300 mW;

sin embargo, tiene una eficiencia del 80%. La experiencia nos indica con

respecto al ánodo de Zinc que la importancia de contaminación del acero es

muy pequeña. El resultado del ánodo de Aluminio, depende en gran parte de

los aditivos (Indio y Zinc), los cuales inmunizan la tendencia del metal a formar

una película de óxido pasivizadora. Una de las ventajas del Aluminio, es que

en su instalación se usa sólo un tercio del peso comparado con una

instalación de Zinc, lo que puede ser importante con respecto al peso muerto

de un buque, y más todavía teniendo en cuenta el costo de instalación de los

mismos. Una desventaja de acuerdo con las sociedades de clasificación es la

posibilidad de chispeo, lo que da lugar a que dichas sociedades tengan ciertas

restricciones al uso de ánodos de Aluminio, contrariamente a los de Zinc. La

distribución de estos Ánodos de aluminio, debido a esta posibilidad de

chispeo, debe estudiarse de forma que vayan colocados en zonas bajas de los

tanques. Los ánodos de aluminio se calculan para una duración de cuatro

años. Ánodos de Aluminio Dimensiones de Pletina Peso Neto Tipo A B C D

Peso Bruto [mm] [kg] W131 300 200 95 32 20 x 3 1.2 1.3 W130 350 270 150 32 40

x 6 2.6 3.2 W111 500 400 150 32 40 x 6 4.0 5.0 W114 650 550 130 50 40 x 6 8.0 9.2

W117 650 550 130 65 50 x 6 10.1 11.6 Lenz - Olivieri 8

9. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

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Sacrificio W119 650 550 130 75 50 x 6 12.6 14.1 W118 650 550 130 95 50 x 6 16.5

18.0 W124 1015 920 130 50 50 x 6 13.0 15.4 W126 1015 920 130 75 50 x 6 21.0 24.0

W128 1015 920 130 105 50 x 6 30.0 33.0 Potencial Eléctrico de los metales

Potencial eléctrico de algunos metales en agua salada a 25 °C Magnesio -2.38

Aluminio -1.67 Zinc -0.76 Cuanto más bajo (negativo) sea el potencial de un

metal, más fácilmente resultara corroído. Elección del ánodo Un ánodo se

determina en función de la superficie y el tipo de metal que debe protegerse.

Los nuevos barcos salen del astillero con ánodos. Para un barco usado, lo

recomendable es constatar el estado de los mismos y el nivel de corrosión de

las piezas sumergidas. Cuando se encuentra ante una unidad no protegida y

sin medio de evaluar las protecciones anódicas necesarias, solamente los

propios profesionales pueden proporcionar una respuesta, lo ideal es

consultar a un mecánico para calcular exactamente el número y el sitio de los

ánodos a colocar para la protección de la embarcación. Sobre una embarcación

con línea de eje En un barco en línea de eje, los puntos que deben protegerse

son, el eje de hélice, la hélice y el timón. La protección no está limitada

solamente al casco o las piezas fijadas a él, los ánodos son comúnmente

instalados en circuitos internos de los motores para proteger los conductos de

enfriamiento y los intercambiadores de calor. Un olvido en inspeccionar o

reemplazar estos ánodos puede provocar graves deterioros y oxidación en el

interior de estos equipos y de los conductos internos de refrigeración del

mismo motor. En un motor fuera de borda Se encuentran generalmente dos

ánodos sobre la placa anti-cavitación. Sobre una Pata El sitio de los ánodos

está previsto desde el principio por los fabricantes, se sitúan sobre el apoyo

alrededor de la hélice, sobre la abrazadera de fijación y sobre el circuito de

entrada de agua para el enfriamiento del motor. En este caso, los Lenz - Olivieri

9

10. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio ánodos son específicos a la marca y al tipo del motor.

Recomendaciones prácticas para la instalación: Los ánodos están provistos de

pletinas para su directa soldadura al casco. las puntas de las pletinas no están

galvanizadas, para evitar los gases tóxicos que se producen en el momento del

montaje La distribución de los Ánodos debe hacerse de acuerdo a un previo

diseño No se deberán colocar ánodos en el fondo debido a problemas de

entrada y salida de dique En ningún caso deberán pintarse los ánodos El

desgaste de los ánodos se debe controlar y nunca debe llegar a un desgaste

completo. Se debe reemplazar por un modelo conforme a la superficie a

proteger. Utilizar únicamente los tornillos servidos con la pieza. Cada vez que

se saca el barco del agua, eliminar la corrosión con un cepillo metálico. Un

ánodo que no se desgasta es señal de que no cumple con su función. En la

zona donde está amarrado el barco o por donde se navega, la salinidad o

contaminación puede variar muchísimo, esto afecta la función del ánodo. Por

ésta razón, al elegir un ánodo, se deben tener en cuenta estos elementos: En

agua salada: ánodo de Zinc En agua dulce: ánodo de Magnesio En agua

salobre: ánodo de Aluminio Su precio es muy económico y su sustitución nos

puede evitar importantes averías, así que en caso de duda, cámbielos. Correcta

colocación de los Ánodos Todas las partes metálicas de la embarcación deben

estar en contacto con el ánodo para lo cual se usan pernos y flejes o cables de

conexión directa con la pieza a proteger. Los ánodos siempre deben quedar

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paralelos al sentido longitudinal del barco pues sólo así se consigue el máximo

rendimiento. Entre los elementos que precisan especial protección cabe

mencionar los siguientes: Hélice y eje de Transmisión: En el caso de ejes

volantes, debe usarse un ánodo especial para ejes y situarlo de modo que

quede a unos 3 ó 4 mm . Del cojinete de apoyo de la hélice. Pero si la bocina es

metálica, hay que situar el ánodo cerca de ésta; si fuera de un material no

conductor (nailon, caucho) el perno de fijación del ánodo debe conectarse con

el bloque motor. Lenz - Olivieri 10

11. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio Timones Metálicos: Requieren la fijación de un ánodo circular plano

en el mismo centro de la pala. Quillas Metálicas: Para proteger esta parte de la

embarcación se ha de colocar un ánodo en cada costado, sujeto con pernos

roscados en la misma quilla. Flaps de barcos a motor: Se fija un ánodo en la

superficie de cada flaps, siempre en sentido longitudinal del barco. Si los flaps

son de aluminio es necesario que los tornillos de fijación sean galvanizados.

¿A qué ritmo cambiarlos? Los ánodos se cambian todos los años,

dependiendo del estado de los mismos. En algunos puertos o marinas los

ánodos se corroen rápidamente, debido a que se forman grandes corrientes

pares electrolíticas, causadas por rechazos contaminantes, masas metálicas

sumergidas, fugas eléctricas o en proximidad de un barco metálico. Sólo un

control regular les informará del problema. Requisitos para la instalación de

ánodos en el casco El número de ánodos galvánicos requeridos para proteger

el exterior del casco en un buque específico se calcula en base a diversos

factores que deben ser tomados en cuenta. Tales como: tamaño, tipo de

embarcación, condiciones de servicio, condición actual del casco, sea nuevo o

que se encuentre en funcionamiento. La densidad de corriente requerida, varía

según el tipo embarcación pero la siguiente clasificación da una perspectiva

general de las recomendaciones para una amplia gama de embarcaciones.

Nuevo En Servicio Tipo de Embarcación (mA/m2) (mA/m2) Buques de alta mar

10 15 Otros buques de alta mar 12 15 Barcos Costeros 14 20 Transbordadores

de carga (Ro-Ro) 14 20 Buques de arrastre 22 24 Remolcadores con toberas

Kort 22 24 Dragas 24 27 Rompehielos 25 30 Remolcadores 18 22 Lenz - Olivieri

11

12. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio Luego de haber determinado el número de ánodos requeridos, es de

suma importancia asegurarse de que la distribución de corriente sea efectiva.

Con la hélice situada en la popa del buque, la cual es una zona de gran

turbulencia, es necesario colocar una mayor proporción de los ánodos en

popa, específicamente cerca de la hélice. Distribución Típica de los ánodos en

el Casco Como guía, se recomienda que un 60% de los ánodos sean instalados

en la mitad de la popa y la quilla de balance en la sección delantera. Para la

instalación de ánodos en popa y protección del timón, el siguiente gráfico

muestra algunas cantidades típicas de ánodos requeridos en diversos tipos de

embarcaciones. Calado (TPM) Número de ánodos (metros) Toneladas W117

W124 W14Z 4.5 - 7 2,000 - 5000 12 14 7-8 5,000 - 8,000 14 18 8-9 8,000 - 10,000 16

20 9 - 10 10,000 - 20,000 18 22 10 - 11 20,000 - 30,000 20 26 11 - 12 30,000 - 40,000

24 30 12 - 13 40,000 - 60,000 30 38 13 - 14 60,000 - 80,000 36 44 Lenz - Olivieri 12

13. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

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Sacrificio 14 - 15 80,000 - 115,000 40 24 50 15 - 17 115,000 - 200,000 52 30 64 17 -

19 200,000 - 60 38 82 (TPM) toneladas de peso muerto. Una vez que se ha

determinado la cantidad de ánodos requeridos, la distribución de los ánodos

particularmente en esta área es crítica. Para embarcaciones de 40,000 (TPM) o

más, la distancia entre los ánodos en el timón no debe exceder los 4 metros.

Lenz - Olivieri 13

14. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio En todos los sistemas de popa, los ánodos deben ser colocados para

evitar que existan áreas del casco situadas directamente delante de la punta

del aspa de la hélice y en el área dentro de la zona exterior de la mitad del radio

de la hélice. Los ánodos situados en esta posición pueden causar cavitación y

en consecuencia reducir el rendimiento de la hélice. Si la hélice está conectada

al casco por medio de un anillo de deslizamiento, el número de ánodos

requeridos, aumentará en un 30%. Ánodos en el Flap Ánodos en el eje de la

hélice Lenz - Olivieri 14

15. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio Ventajas y limitaciones de la protección catodica con ánodos

galvanicos Lenz - Olivieri 15

16. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio Calculo del peso del ánodo W = K . L ( B + 2.D ) / 15,6 Donde: W: es

el peso total de ánodos de cinc expresado en libras L: Eslora en flotación en

expresada en pies B: Manga expresada en pies D: Calado en pies K: Constante

0,165 para cascos de PRFV 1.0 para barcos de acero 0,625 para cascos de

aluminio Placas de Masa y Puestas a Masa de los ejes Los ejes y hélices

merecen una especial atención porque es ahí dónde se produce mayor

corrosión. Para asegurar que la corriente eléctrica negativa de protección

llegue sin problemas a todos los metales de la obra viva del barco, y en

concreto a los ejes y hélices, comúnmente cada equipo viene provisto de un

anillo de masa para el eje y un portaescobillas con escobillas especiales que

aseguran un buen contacto con el eje. Lenz - Olivieri 16

17. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio ESQUEMA GENERAL DE CONEXIÓN DE LOS EQUIPOS En la

figura de arriba se pueden ver todos los componentes del equipo instalados

con sus cables de conexión. Podemos ver como todos los metales de la obra

viva del barco se encuentran conectados a la placa de masas de la sala de

máquinas. En este caso, se trata de un yate de fibra y por lo tanto el casco no

se conecta al no ser metálico; en caso de Lenz - Olivieri 17

18. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio ser un yate de acero o de aluminio también se conectaría el casco a la

placa de masas. Protección pasiva En la industria moderna, se usan muchos

tipos de recubrimientos aislantes: resinas, asfalto, pinturas vinílicas, epoxi, al

clorocaucho, etc. En todas ellas los valores de resistividad, flexibilidad,

adherencia, punto de reblandecimiento, poder de absorción del agua, etc.,

juegan un papel importante en la selección de esta clase de protección. La

protección pasiva es el sistema por el cual un metal se recubre por otro de

mayor resistencia a la corrosión, o capaz de pasivarse fácilmente ante el medio

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que le rodea. Hay muchos métodos de lograrlo: electrolíticamente, por

inmersión, por aspersión, etc. Para elegir el metal y método de recubrimiento,

se han de tener en cuenta una serie de factores, entre los que son de

considerar la porosidad del material de aportación y su comportamiento

electroquímico frente al metal base. Ánodos con Titanio Mediante el uso de

Titanio en los ánodos, podemos transmitir intensidades muy altas partiendo

de corriente continua, así pues no se precisa de pesados y poco fiables

transformadores de corriente alterna. Además, los ánodos de Titanio poseen

una vida útil de 20 años, a diferencia de los sistemas de protección por ánodos

de sacrificio, los cuales deben ser reemplazados anualmente. Ayudan también

a conservar el medio ambiente al no contaminar el mar con metales pesados,

pues en los sistemas tradicionales de protección por ánodos de sacrificio, el

compuesto del ánodo (p.ej. zinc) se va disolviendo en el electrolito (agua del

mar) durante su funcionamiento. Su gran desventaja es el costo alto que este

posee, por lo que se utiliza en embarcaciones muy grandes en las zonas mas

criticas. Lenz - Olivieri 18

19. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio DESCRIPCIÓN DE PINTURAS MARINAS Protección Naval Serie

Antifouling Nombre Tipo Principales Usos Propiedades Antifouling

Antifouling Capa de acabado Excelente adherencia convencional supertropical

de antiincrustante en sobre anticorrosivos y tipo convencional sistemas de

clorocaucho. convencionales para Facilidad de fondos de barcos aplicación.

Rápido secado Antifouling Antifouling de Capas de acabado Muy buena

resistencia Caucho Clorado "Larga Vida" a base antiincrustante de alta a las

incrustaciones. de clorocaucho calidad en sistemas de Excelente adherencia

clorocaucho para sobre anticorrosivos a fondos de barcos base de

clorocaucho. Facilidad de aplicación. Rápido secado, resistente a aguas muy

contaminadas de aceite Antifouling Antiincrustante Como antiincrustante

Especialmente Autopulimentante Antopulimentante en buques que operan a

formulado con un de alto espesor velocidad media, e copolímero intervalos

entre diques organoestático como secos hasta 30 meses. ligante, este se

disuelve lentamente en agua de mar, por lo que el antifouling fresco está

continuamente expuesto. Apto también para ser aplicado sobre sistemas Lenz

- Olivieri 19

20. Introducción a la Ingeniería Naval Protección catódica y ánodos de

Sacrificio de antiincrustantes vinílicos o de clorocaucho de larga vida.

Antifouling Antiincrustante Como antiincrustante Antiincrustante de alta

Autopulimentante Autopulimentante en buques que operan a performance

Antipolución libre de estaño velocidad media o baja, antipolución. Se utiliza e

intervalos entre en los casos de diques secos hasta 30 prohibición de uso de

meses. compuestos estánicos Otras aplicaciones de los ánodos: Los Campos

de aplicación de este sistema son: Protección de estructuras aéreas (Vigas de

hormigón armado, etc ) Protección en agua de mar. (Barcos, diques, cadenas,

etc ) Protección en agua dulce. (Compuertas hidráulicas, tuberías, etc)

Protección de estructuras enterradas. (Tuberías, depósitos, etc ) Conclusiones

La protección catódica por ánodos de sacrificio es uno de los métodos más

usados para minimizar los efectos de la corrosión. Para la selección del material

del ánodo se tiene en cuenta la serie electroquímica de los metales, los cuales

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tendrán carácter anódico con relación a otro, si se encuentra por encima de

ellos en esta serie. La composición química tiene una gran importancia en el

comportamiento general, actuando muy directamente en las propiedades que

determinan su utilización como ánodo: potencial de disolución, polarización y

homogeneidad de la corrosión anódica. Seleccionar el material más adecuado

para la aplicación. Calcular el peso total de material requerido y el tamaño

idóneo del ánodo para obtener la vida prevista. Planificar la posición del

ánodo para asegurar la protección adecuada en todas las áreas. Lenz - Olivieri

20

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