Hi ha mesures anticorrosives per a les torres utilitzades en àrees costaneres?

Per què les torres costaneres patixen una corrosió accelerada

Mecanismes d’intrusió de clorurs: aerosol marí, esquitx de la marea i deposició atmosfèrica sobre les estructures de torres

Els problemes de corrosió en les torres costaneres provenen principalment de tres fonts d'exposició al clorur: la boira salina projectada per les ones que es trencaven, l'impacte directe de l'esquitx de la marea durant tempestes intenses i la humitat rica en clorurs transportada pel vent i dipositada progressivament. Quan la boira salina penetra a les petites fissures dels recobriments protectors, forma pel·lícules conductores que inicien les reaccions electroquímiques que anomenem cel·les de corrosió. Les parts inferiors de les torres suporten la major part de l'esquitx de la marea, quedant submergides repetidament en aigua de mar, especialment en èpoques de huracans o tempestes del nord-est. Al mateix temps, els clorurs s'acumulen lentament sobre totes les superfícies exposades mitjançant la deposició atmosfèrica. Aquests efectes combinats creen condicions extremadament severes perquè els materials hi resisteixin. L'acer no protegit en zones on les ones impacten contra les estructures es corroeix aproximadament de 3 a 5 vegades més ràpidament que l'acer situat simplement en condicions normals d'aire, segons les normes sectorials establertes per NACE International. En el cas dels fonaments de formigó, quan els nivells de clorur superen el 0,15 % del pes total, comença la corrosió de les armadures. La rovellada expansiva debilita llavors tota l'estructura, provocant la desintegració del formigó (desclosió) i, finalment, la pèrdua de seccions estructurals crítiques.

Taxes reals de corrosió a les zones ISO 9223 C5-M respecte als esperats per a la vida útil dissenyada d’estructures de transmissió i comunicacions

Les torres d'acer col·locades en aquestes àrees marines severes segons la norma ISO 9223 C5-M pateixen corrosió a velocitats molt superiors a les que originalment esperaven els enginyers. El problema és realment greu: les peces d'acer al carboni es desgasten entre 80 i 200 micròmetres per any, el que significa que es corrodin aproximadament vuit vegades més ràpid que estructures similars en entorns C3 habituals. Què implica això per a la vida útil de les torres? Doncs bé, la majoria de torres estan dissenyades per durar entre 30 i 50 anys, però la realitat en diu una altra. Components essencials com els conjunts de cargols cal substituir-los cada 7 a 12 anys. I quan mirem el quadre general, el manteniment de la infraestructura de transmissió costanera acaba costant aproximadament un 40 % més que mantenir les instal·lacions a l’interior del país. És clar que els enginyers n’han pres nota. Òrgans normalitzadors com l’IEEE, amb les seves directrius 1242, i la NACE, mitjançant la norma SP0106, exigeixen actualment mesures millorades de protecció contra la corrosió. Aquestes mesures inclouen l’addició de gruixos addicionals de material, la creació de camins estructurals de reserva i la realització d’avaluacions detallades del lloc abans d’instal·lar noves torres a les zones costaneres, on l’aire salat espera pacientment per menjar-se el metall.

Sistemes de revestiment protectors provats per a aplicacions en torres costaneres

Primer d'epoxi-zinc + revestiment superior de poliuretà: rendiment, cost del cicle de vida i intervals de manteniment en torres d'acer

Combinar imprimacions epoxi amb zinc i revestiments superiors de poliuretà permet oferir una protecció robusta per a les torres d'acer situades a prop de les costes. L'imprimació rica en zinc actua com un escut sacrificial mitjançant la protecció catòdica, mentre que el poliuretà estable davant els raigs UV forma una barrera resistenta que impedeix la penetració de la sal a la superfície metàl·lica. Les proves realitzades en condicions ambientals severes de tipus C5-M mostren que aquests revestiments tenen una durada de 20 a 25 anys, gairebé el doble que la dels revestiments industrials habituals disponibles avui dia al mercat. Aplicar el sistema de revestiment al rang recomanat d’espessor sec de pel·lícula (120 a 150 micròmetres) suposa una diferència significativa en estalvi de costos a llarg termini. En comparació amb els plans habituals de re-revestiment, aquest enfocament redueix les despeses del cicle de vida aproximadament un 40 %. La majoria de les tasques de manteniment es poden ajornar fins després de 15 a 18 anys d’operació. No obstant això, si el revestiment s’aplica massa fi —fins i tot si només manquen 30 micròmetres respecte a l’espessor objectiu—, la vida útil prevista es redueix aproximadament un 35 %. És per això que seguir les normes SSPC PA2 durant l’aplicació continua sent fonamental per obtenir el màxim rendiment d’aquests sistemes protectors.

Revestiments cementicis i híbrids per a fonaments de torres de formigó en zones de marea i esquitx

Les fonaments de formigó exposats a les ones s'beneficien molt de revestiments de ciment modificats amb polímers que penetren profundament i permeten l'escapada de vapor en zones afectades per les marees i l'impacte de l'aigua. Aquest revestiment actua segellant fissures d'una mida tan petita com mig mil·límetre mitjançant la formació de cristalls, impedint l'entrada de clorurs mentre permet l'evaporació natural de la humitat. Aquesta permeabilitat ajuda a evitar problemes com bombolles o desclosions quan el material queda submergit. Les proves mostren que les barreges híbrides d'epoxi-siloxà redueixen l'entrada de clorurs en gairebé un 92 % respecte al formigó normal en condicions de zona d'impacte. Per obtenir bons resultats, les superfícies han de preparar-se adequadament segons l'estàndard industrial SSPC SP13 o NACE 6, i el revestiment ha de tenir una gruix mínim de 2,5 a 3 mm per suportar l'erosió causada per la sorra i els detritus. Revisions periòdiques cada dos anys, juntament amb avaluacions completes cada cinc anys, ajuden a detectar problemes de forma precoç. S'ha de prestar especial atenció als punts més afectats per ones de moviment ràpid, on tendeix a concentrar-se l'erosió.

Materials i tractaments superficials resistents a la corrosió per a components de torres

Acer inoxidable (316, 2205) i acer patinable: guies d’aplicació i compatibilitat estructural per a estructures de torres costaneres i components

Tria dels materials adequats fa tota la diferència en quan de temps duraran les torres costaneres. L'acer inoxidable de grau 316 conté aproximadament un 2 a un 3 per cent de molibdè, el que li confereix una bona protecció contra aquelles fastigoses picades i escletxes que es formen durant la corrosió. Això el fa ideal per a components importants com cargols, suports i connexions entre elements estructurals. Per a les estructures principals de suport exposades tant a les ones com a l’acumulació de sal, l’acer inoxidable duplex 2205 funciona millor, ja que resisteix molt millor la fissuració per corrosió sota tensió i té propietats mecàniques de tracció més fortes. L’acer patinable desenvolupa, amb el temps i quan està exposat a cicles d’humitat, una mena de capa protectora, de manera que és acceptable per a parts de la torre situades per sobre de l’aigua, on la sal no hi és constant. Tanmateix, cal vigilar especialment en zones on l’aigua de mar es salpica habitualment, ja que l’exposició contínua als clorurs acabarà per deteriorar aquest material segons normes com la ISO 9223 C5-M. També és fonamental assegurar-se que metalls diferents no entrin en contacte directe entre si. Quan es connecten metalls dissímils, cal aïllar-los elèctricament. I, durant les operacions de soldadura, el control precís de la temperatura és molt important per mantenir la resistència a la corrosió. De vegades, després de la soldadura, un tractament addicional anomenat passivació ajuda també a restaurar la protecció superficial.

Estratègies de protecció catòdica per a fonaments costaners de torres connectats a terra

La protecció catòdica electroquímica (PC) és una defensa essencial per als fonaments costaners de torres connectats a terra, especialment aquells submergits en aigua de mar o incrustats en sòls salins. S’emprin dues aproximacions principals, cadascuna adaptada a contextos operatius diferents:

• PC amb ànodes sacrificials : Els ànodes de zinc, alumini o magnesi es connecten elèctricament a l’acer del fonament. Aquests ànodes es corrodin preferentment, allargant la vida útil estructural entre 15 i 20 anys en entorns marins agressius. Aquest mètode és especialment eficaç en fonaments amb accés limitat per a manteniment o supervisió.

• La protecció catòdica amb corrent imposat, o PCIC per les seves sigles en anglès, funciona quan un rectificador envia un corrent continu controlat a ànodes especials fabricats amb materials com òxids metàl·lics mixts (MMO) o combinacions de platí i niobi. Això genera una protecció uniforme en qualsevol estructura enterrada sota terra o submergida sota l’aigua. El sistema s’ha fet molt popular en grans projectes que han d’assegurar una vida útil de desenes d’anys, especialment en elements com les fonaments massius que suporten turbines eòliques offshore. Per què? Doncs perquè els sistemes PCIC es poden ajustar segons les necessitats, es poden supervisar remotament sense haver d’enviar equips sobre el terreny de forma contínua, i s’ha demostrat que funcionen correctament durant més de 25 anys en nombroses instal·lacions reals. Aquestes característiques els fan ideals per a infraestructures crítiques on l’accés per a la manteniment pot ser difícil o costós.

Els sistemes CP híbrids —que combinen ànodes galvànics prop de la línia del fang amb CPIC per a les seccions més profundes dels pilars— s’adopten cada cop més en les zones de transició entre l’impacte de les marees i la zona d’esquitx, on les taxes de corrosió superen els 0,5 mm/any. Una distribució uniforme del corrent depèn críticament de la col·locació estratègica dels ànodes, de la cartografiat de la resistivitat del sòl i de les inspeccions periòdiques del potencial segons les normes NACE SP0169 i ISO 15257.

FAQ

1. Per què es corrodin més ràpidament les torres costaneres que les interiors?

Les torres costaneres patixen una corrosió més ràpida a causa de l’exposició a l’escuma salina, a l’esquitx de les marees i a la deposició atmosfèrica de clorurs, tots els quals acceleren el procés de corrosió.

2. Quines són les mesures protectores habituals per a les torres costaneres?

Les mesures protectores habituals inclouen l’aplicació de primers d’epoxi-zinc amb revestiments superiors de poliuretà, l’ús de materials d’acer inoxidable com la qualitat 316 o l’acer inoxidable duplex 2205, i l’emprada de sistemes de protecció catòdica com la protecció catòdica amb ànodes galvànics i la protecció catòdica per corrent imposat (CPIC).

3. Amb quina freqüència cal realitzar les inspeccions de manteniment dels revestiments de les torres costaneres?

S’han de dur a terme inspeccions periòdiques cada dos anys i avaluacions completes cada cinc anys per detectar problemes de forma precoç, especialment en àrees afectades per ones de moviment ràpid.

4. Què és la protecció catòdica i com funciona per als torres costaneres connectades a terra?

La protecció catòdica utilitza ànodes de sacrifici o sistemes de corrent impès per prevenir la corrosió, desviant-ne els corrents corrosius allunyats de les estructures d’acer.