Protezione catodica

Perché le strutture interrate si corrodono

Un tubo d’acciaio interrato è a contatto con il terreno umido, che contiene sali disciolti e conduce corrente: è un elettrolita. Sulla superficie del metallo si formano zone a potenziale diverso, per differenze di composizione del terreno, di aerazione o di umidità. Dove il metallo si comporta da anodo cede elettroni e si scioglie lentamente: è la corrosione. Il fenomeno è più rapido nei terreni aggressivi e in presenza di correnti vaganti, cioè correnti disperse nel terreno da linee ferroviarie e tranviarie in corrente continua o da altri impianti.

Il rivestimento isolante delle tubazioni è la prima difesa, ma non è mai perfetto: piccoli difetti, inevitabili in posa o con l’invecchiamento, lasciano scoperto il metallo proprio dove la corrosione si concentra. La protezione catodica serve a proteggere quei punti.

Come funziona la protezione catodica

Il principio è rendere l’intera struttura il catodo di una cella elettrochimica. Si installa nel terreno un elettrodo, l’anodo, e si fa circolare una corrente continua che dall’anodo attraversa il terreno ed entra nel metallo da proteggere. Così il potenziale della struttura si sposta verso valori più negativi, fino alla soglia in cui la corrosione in pratica si arresta. A consumarsi è l’anodo, che è progettato per farlo.

La protezione catodica non sostituisce il rivestimento, lo completa: il rivestimento copre quasi tutta la superficie, la corrente protegge i difetti. Più il rivestimento è integro, meno corrente serve.

Anodi galvanici e corrente impressa

Ci sono due modi di fornire la corrente di protezione.

Anodi galvanici (o sacrificali)

Si collegano alla struttura anodi di un metallo meno nobile dell’acciaio, come magnesio, zinco o alluminio. La corrente nasce spontaneamente dalla differenza di potenziale fra i due metalli, senza alimentazione elettrica: l’anodo si consuma al posto della struttura. È la soluzione tipica per strutture piccole o ben rivestite, tratti di condotta isolati e serbatoi, o dove non c’è una linea elettrica disponibile.

Sistemi a corrente impressa

Un alimentatore (trasformatore-raddrizzatore) collegato alla rete elettrica impone la corrente fra la struttura e un dispersore anodico interrato, realizzato con materiali poco consumabili. La corrente si regola in base alle esigenze, quindi un solo impianto può proteggere molti chilometri di condotta. È la soluzione tipica per le reti estese di distribuzione e trasporto del gas e per strutture con rivestimento degradato.

Quali strutture si proteggono

• Reti di distribuzione del gas in acciaio e gasdotti di trasporto.
• Acquedotti e condotte idriche metalliche.
• Serbatoi interrati, per esempio di gas o carburanti, e le loro tubazioni.
• Tubazioni industriali interrate e altre strutture metalliche a contatto con il terreno.

Per le reti del gas la protezione catodica è anche un obbligo regolatorio: la regolazione ARERA della qualità del servizio di distribuzione impone ai distributori di gestirla secondo le norme tecniche e le Linee Guida APCE, e ne verifica il rispetto con controlli e sanzioni.

Come si verifica che la protezione funzioni

La grandezza di riferimento è il potenziale della struttura rispetto al terreno, misurato con un elettrodo di riferimento, di solito rame/solfato di rame saturo (Cu/CuSO₄). Le norme definiscono il valore che il potenziale deve raggiungere perché la struttura sia protetta: per l’acciaio nella maggior parte dei terreni il criterio generale è −850 mV o più negativo, misurato senza la caduta ohmica, con valori più severi in alcune condizioni, per esempio nei terreni anaerobici.

Le misure si fanno nei posti di misura distribuiti lungo la rete e vanno ripetute nel tempo, insieme al controllo di alimentatori, dispersori e giunti isolanti e alla ricerca delle interferenze da correnti vaganti. Con il telecontrollo molti di questi parametri si leggono a distanza: diminuiscono gli interventi di misura sul posto e le anomalie emergono prima.

Norme di riferimento

Le principali norme tecniche e regole applicate in Italia alla protezione catodica di strutture interrate:

• UNI EN ISO 15589-1:2017 – protezione catodica dei sistemi di condotte, parte 1: condotte sulla terraferma. È la norma di riferimento per le condotte del gas.
• UNI 11094:2019 – norma nazionale che integra la UNI EN ISO 15589-1 per l’attuazione, le verifiche e i controlli dei sistemi di protezione catodica.
• UNI EN 12954 – principi generali della protezione catodica di strutture metalliche interrate o immerse; nelle reti gas è sostituita dalla UNI EN ISO 15589-1.
• UNI EN 13636 – protezione catodica di serbatoi metallici interrati e relative tubazioni.
• UNI EN 13509 – tecniche di misura della protezione catodica.
• UNI EN 50162 – protezione contro la corrosione da correnti vaganti generate da sistemi in corrente continua.
• UNI 10950 – telecontrollo dei sistemi di protezione catodica.
• UNI EN ISO 15257:2017 – livelli di competenza del personale nel campo della protezione catodica.
• Linee Guida APCE per la protezione catodica delle reti in acciaio di distribuzione del gas, redatte su mandato di ARERA.

Cosa fa CISAC

CISAC Protezione Catodica srl, fondata nel 1966 e con sede a San Paolo d’Argon (Bergamo), si occupa di protezione catodica su tutto il territorio nazionale per società di distribuzione e trasporto del gas, multiutility e imprese di costruzione. Segue l’intero ciclo dell’impianto:

• progettazione e dimensionamento di sistemi a corrente impressa e ad anodi galvanici;
• installazione di alimentatori, dispersori, posti di misura e collegamenti;
• manutenzione programmata e straordinaria;
• misure e diagnostica, compresa la ricerca di interferenze;
• telecontrollo degli impianti;
• impianti elettrici e tecnologici a servizio della protezione catodica.

I tecnici sono certificati secondo la UNI EN ISO 15257 dal CICPND, accreditato da ACCREDIA. L’azienda ha un sistema di gestione certificato UNI EN ISO 9001, 14001 e 45001 ed è associata ad APCE e CEOCOR. Per saperne di più: la nostra squadra, le referenze e la politica aziendale.