La protezione catodica (CP) è un sistema elettrochimico per la protezione contro la corrosione che può trovare impiego con qualsiasi oggetto/struttura in metallo che si trovi sotto terra o immerso in acqua. La protezione catodica è un sistema di protezione attiva, che si differenzia dai sistemi passivi come ad esempio i rivestimenti isolanti. Usando contemporaneamente sistemi di protezione attivi e passivi è possibile ottenere una protezione efficace ed economica delle strutture e il loro funzionamento senza guasti per lunghi archi temporali.

Il principio della protezione catodica è quello di fornire alla struttura da proteggere corrente elettrica di densità sufficiente a produrre l’effetto elettrochimico desiderato. In caso di bassa disponibilità di corrente la protezione catodica può essere ottenuta con l’ausilio di anodi galvanici. Se poi la quantità di corrente elettrica necessaria per proteggere la struttura è elevata (a causa delle sue dimensioni e/o delle cattive condizioni del rivestimento isolante), la cosa migliore da fare è utilizzare il cosiddetto sistema di corrente impressa che sfrutta una sorgente di alimentazione in corrente continua (spesso un trasformatore-raddrizzatore).

 

 

La protezione catodica viene anche utilizzata per risolvere il problema delle correnti vaganti, che possono causare la corrosione dei metalli. Una delle cause delle correnti vaganti è la presenza di ferrovie. Le correnti vaganti sono particolarmente pericolose per le condutture perché possono arrivare persino in tubi che si trovano a distanze elevate, talvolta a decine di chilometri, e laddove arrivano sono in grado di causare anche la perforazione delle pareti in poco tempo. Un modo per proteggere le infrastrutture dalle correnti vaganti è quello di installare sistemi di drenaggio elettrico progettati per deviare le correnti vaganti dalla struttura in modo sicuro e controllato.

Poiché i trasformatori-raddrizzatori per la protezione catodica e i dispositivi per il drenaggio sono distribuiti in genere su superfici estese e sono spesso situati in luoghi difficilmente accessibili, è quasi sempre conveniente utilizzare sistemi di telemetria per controllare e monitorare da remoto i loro parametri di funzionamento.

 

Un caso applicativo

In questa applicazione sono stati installati dei moduli Inventia MT-652, distribuiti e supportati in Italia da ServiTecno, in cabinet all’interno dei quali si trovano trasformatori-raddrizzatori e sistemi di drenaggio. Il cliente è il distributore di gas polacco Gaz-System SA, che ha selezionato 126 siti per mettere a punto un sistema di telemetria che coprisse le attività delle unità regionali di Cracovia, Pogórska Wola, Sandomierz, Jarosław e Jasło. Gli impianti selezionati includono principalmente trasformatori-raddrizzatori e diversi dispositivi di drenaggio.

Poiché gli impianti in essere sono stati costruiti in epoche diverse e secondo standard diversi, l’installazione dei moduli di telemetria ha richiesto un metodo specifico per ciascuno degli impianti. In linea di massima l’installazione è stata fatta su una barra TS35 situata sul lato destro del cabinet. Insieme al modulo di telemetria, sulla barra che si trova nei cabinet sono stati installati i seguenti componenti: sistema di alimentazione del modulo di telemetria, shunt di misura e relè esterno, selezionati in base alla corrente nominale della sorgente di alimentazione utilizzata per la protezione catodica. Inoltre, per consentire la segnalazione dell’apertura delle ante del cabinet, sono stati montati interruttori reed magnetici.

Al fine di garantire la possibilità di misurare il potenziale IR-free, sono stati installate delle piastrine con una superficie di 10 cm2 anche presso i dispositivi di drenaggio in modo da poter simulare dei guasti. In questi siti i dispositivi per il drenaggio polarizzato non sono collegati alla rete elettrica, quindi per alimentare i moduli di telemetria sono state utilizzate batterie esterne. Il funzionamento a basso consumo dell’MT-652 ne permette il funzionamento senza manutenzione per parecchi mesi o anche parecchi anni a seconda di quante misure vengano fatte e della frequenza della trasmissione delle misure al sistema master.

I moduli di telemetria installati permettono la lettura a distanza dei parametri di funzionamento dei dispositivi di protezione catodica, ad esempio tensione e corrente di uscita e potenziale ON/OFF nel punto di collegamento del sistema di drenaggio. I dispositivi consentono inoltre l’attivazione a distanza del trasformatore-raddrizzatore e la sincronizzazione temporale delle misurazioni. La misura sincronizzata del potenziale IR-free viene eseguita anche sulle piastrine montate sui dispositivi di drenaggio. I dispositivi sono stati dotati di schede SIM fornite dal cliente e inseriti nel sistema di telemetria TelWinSCADA utilizzato dal cliente.

 

 

I moduli per telemetria MT-652 e MT-651

Inventia ha sviluppato e introdotto due nuovi moduli di telemetria, l’MT-652 e l’MT-651, progettati per monitorare i parametri e controllare gli impianti di protezione catodica di tubazioni, serbatoi e altre strutture in metallo sotterranee o immerse in acqua. Basandosi su un’esperienza pluriennale nella telemetria e su un’approfondita conoscenza della protezione catodica, i moduli rispondono alle esigenze degli integratori e degli utilizzatori di questo tipo di installazioni.

Entrambi i moduli sono ospitati in una compatta custodia in plastica rinforzata con fibra di vetro che garantisce la protezione IP65. Possono eseguire misurazioni attraverso due gruppi di input analogici separati e indipendenti. Ognuno di questi gruppi include:

  • due ingressi analogici configurabili con una gamma di ± 10 V o ± 100 V e una risoluzione di misura di 1 mV
  • un ingresso analogico con una gamma di ± 100 mV e una risoluzione di 1 μV

Ciò significa che ogni modulo di telemetria offre fino a 6 canali di misura, il che permette, ad esempio, il monitoraggio simultaneo di 2 raddrizzatori per protezione catodica. Oltre agli ingressi analogici descritti, il terminale ha due ingressi e due uscite digitali che possono essere utilizzate per segnalare qualsiasi stato, ad esempio l’apertura della porta del cabinet. Lo scopo delle uscite digitali è svolgere compiti tipici, cioè misurare il potenziale IR-free della piastrina-strutturatore, la commutazione off/on manuale di qualsiasi circuito o il controllo sincronizzato dell’output ad un orario predefinito.

Sia l’MT-652 che l’MT-651 sono dotati di un ricevitore GPS interno, che è una caratteristica estremamente importante in questo caso. Oltre alla geolocalizzazione, il ricevitore viene utilizzato per la sincronizzazione precisa del tempo, basata sulle misure sequenziali effettuate, successivamente contrassegnate con un timestamp individuale.

Sul pannello frontale del modulo sono presenti cinque LED di segnalazione. Questi sono utilizzati dal modulo per visualizzare lo stato del modem GSM, del ricevitore GPS, e lo stato degli ingressi e delle uscite. Queste informazioni possono essere utili durante la verifica dello stato del dispositivo o per risolvere i problemi relativi al suo funzionamento. I connettori di ingresso e uscita, a cui possono essere collegati i segnali dal campo, si trovano sul lato anteriore del modulo MT-652. Per facilitare l’installazione del modulo in una postazione di test per la protezione catodica, dove lo spazio di montaggio disponibile è molto limitato, nell’MT-651 invece i connettori di segnale sono stati sistemati nella parete inferiore dell’unità, con un connettore ermetico a 19 poli. Nella parte superiore del dispositivo ci sono due connettori SMA, uno per un’antenna GSM e l’altro per un’antenna GPS. Nel modulo di telemetria MT-651, l’antenna GPS è posizionata direttamente all’interno dell’alloggiamento.

Questi moduli di telemetria possono essere alimentati con una tensione esterna di 7–30 VDC. Inoltre, l’MT-652 ha una batteria interna ricaricabile agli ioni di litio da 2,6 Ah con tensione nominale di 3,7 V, che ne garantisce il funzionamento ininterrotto in caso di mancanza di alimentazione di rete. L’alimentazione principale dell’MT-651 proviene da una batteria interna da 17,4 Ah con tensione nominale di 10,8 V. Pertanto questa unità è pensata per funzionare in maniera autonoma in luoghi dove non è disponibile alimentazione esterna.

Tutte le nuove soluzioni offerte da Inventia supportano come standard due schede SIM e così è anche per questi due nuovi moduli. Ciò garantisce un’elevata affidabilità nella trasmissione di dati a pacchetto con il GPRS. Quando la scheda SIM principale non ha campo, il dispositivo tenterà di passare a una SIM di backup per stabilire correttamente una connessione dati.

I moduli MT-652 e MT-651, come l’intera famiglia di dispositivi di telemetria offerta da INVENTIA, sono supportati dall’ambiente di configurazione gratuito MTManager e dal software di comunicazione MTData Provider. Il software comunica con i dispositivi e fornisce i dati attraverso un’interfaccia OPC standard. Nel caso di dati storicizzati, è possibile salvarli in database relazionali SQL utilizzando sorgenti ODBC o salvare direttamente i dati ricevuti come file CSV. INVENTIA offre quindi ai progettisti, agli integratori e agli utenti un’ampia gamma di funzionalità di integrazione con i sistemi di supervisione.

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