Para infraestructuras críticas como autopistas, puentes y oleoductos, la protección catódica (PC) contra la corrosión es un instrumento importante para proteger las instalaciones de la corrosión, que puede causar daños estructurales importantes. Si el nivel de corrosión no se controla, existe el riesgo de que las instalaciones se vuelvan inseguras y deban cerrarse. Steve Hughes, director general del especialista en calidad de la energía REO UK, explica cómo las corrientes armónicas afectan a la eficacia de los sistemas de PC y cómo protegerse de ellas.
La corrosión es un proceso electroquímico natural en el que los metales se destruyen gradualmente como parte de dos reacciones químicas simultáneas. Un ejemplo común de esto es el óxido, en el que el hierro se convierte electroquímicamente en óxidos de hierro hidratados por el oxígeno y el agua. En este proceso, se producen dos reacciones simultáneamente: una oxidación anódica, que destruye el hierro, y una reducción catódica con transferencia de electrones entre la célula anódica y la catódica a través de un electrolito.
Los sistemas de PC se utilizan para proteger las estructuras metálicas de la corrosión convirtiéndolas en el cátodo de una célula electroquímica. Esto se consigue aplicando una corriente eléctrica externa a la estructura, que impulsa electrones hacia el metal, de modo que el potencial electroquímico del metal es más negativo que el del entorno. Esto evita la formación de una capa protectora de productos de corrosión en la superficie del metal.
Normalmente, los sistemas de PC utilizan rectificadores para convertir la corriente alterna en corriente continua. La conmutación de CA a CC y viceversa a través de los rectificadores genera formas de onda de corriente armónicas que son múltiplos de la frecuencia de la red. Estas armónicas tienen varios efectos negativos en la red, entre ellos un mayor calentamiento de los rectificadores y otros equipos, una mayor caída de tensión en las líneas eléctricas, interferencias con otros equipos eléctricos y una menor eficiencia del sistema de PC.
Control de las interferencias armónicas
Existen numerosas formas de reducir los problemas de armónicos en los sistemas de PC, como la sobredimensión de los rectificadores, el uso de rectificadores en paralelo y el uso de un dispositivo de corrección del factor de potencia. La sobredimensión de los rectificadores puede ayudar a reducir la cantidad de armónicos generados. Esto se debe a que cuanto mayores son los rectificadores, menor es la probabilidad de que introduzcan armónicos en la red eléctrica.
El uso de rectificadores en paralelo también puede ayudar a reducir las emisiones de armónicos. Esto se debe a que se reduce la corriente que fluye a través de cada rectificador, lo que disminuye la probabilidad de generación de armónicos. El uso de un dispositivo PFC puede ayudar a mejorar el factor de potencia del sistema de PC. Esto es importante, ya que un factor de potencia elevado puede ayudar a reducir la cantidad de armónicos generados. La sobredimensión de los rectificadores y el uso de rectificadores en paralelo son eficaces, pero generan costes operativos considerables, por lo que estas soluciones no siempre son viables.
El método más rentable para reducir los efectos negativos de las corrientes armónicas es, por lo general, el uso de filtros de armónicos. Se trata de dispositivos que filtran las corrientes armónicas de la red.
Además, existen una serie de medidas adicionales que las empresas pueden adoptar para mitigar los problemas de armónicos en los sistemas de PC. Entre ellas se incluyen garantizar una correcta conexión a tierra del sistema, utilizar rectificadores de alta calidad que permitan una conmutación eficiente de CA a CC, supervisar periódicamente el sistema de PC para detectar cualquier problema y realizar trabajos de mantenimiento periódicos, especialmente si se detectan problemas durante la supervisión.
Si sigue estos consejos, puede ayudar a garantizar que su sistema de PC funcione de forma segura y eficiente y no cause problemas de armónicos.
