APCE Notizie - 45 - dicembre 2011

Interferenzaelettrica

n. 45 - settembre 2011w w w . a p c e . i t

Periodico registrato presso il tribunale di Roma al n. 67 in data 17.02.98 - Spedizione in abbonamento postale 70% - Roma

APCE notizie_n45_C_APCE dicembre 23/09/11 16:20 Pagina 1

n° 45 - settembre 2011

eDItORIALe

9MONItORAggIO

Eliminazione della caduta nella misura del potenziale mediante sonde di potenziale in presenza di correnti vaganti

34cORsI Apce

14cONtROLLO

Modello elettrico di drenaggio polarizzato

20NORMAtIvA

Norma CEI EN 50162 - Ammissibilità delle interferenze elettriche e provvedimenti

29cORROsIONe e pROteZIONe

Tipici casi improbabili di interferenza

31LA ReDAZIONe INFORMA

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News 4

APCE NOTIZIE Periodico trimestrale

Direttore responsabileVincenzo Mauro Cannizzo (Snam Rete Gas)

Promozione e sviluppoLucio Francesco Venturinic/o Snam Rete Gas S.p.A.Largo F. Rismondo, 835131 Padovatel. 049 8209246fax 049 [email protected]

Consulenza editoriale e impaginazioneMassimiliano Medei - [email protected] Marinella (RM)

StampaGIMAX - Santa Marinella (RM)Via Valdambrini, 22Tel. 0766 [email protected]

RedazionePoliLaPPc/o Dipartimento di Chimica Materiali eIngegneria Chimica “G. Natta”Politecnico di MilanoVia Mancinelli, 720131 MilanoTel. 022 399 3152Fax 022 399 [email protected]

Comitato di redazioneLuciano Lazzari (Politecnico di Milano)Marco Ormellese (Politecnico di Milano)MariaPia Pedeferri (Politecnico di Milano)Davide Gentile (APCE-UCEMI)Lucio Francesco Venturini (Snam Rete Gas)

Comitato editorialeAndrea Rovelli (Snam Rete Gas)Marco Galletti (Snam Rete Gas)Umberto Lebruto (RFI)Alvaro Fumi (RFI)

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Massimo Tiberi (GEA)Georgios Chlaputakis (Enel Rete Gas)Giuseppe Maiello (NAPOLETANAGAS)Paolo Del Gaudio (IRIDE)Ezio Coppi (Esperto)

Comitato scientificoFabio Bolzoni (Politecnico di Milano)Fabio Brugnetti (Snam Rete Gas)Vincenzo Mauro Cannizzo (Snam Rete Gas)Tiziana Cheldi (ENI E&P)Georgios Chlaputakis (Enel Rete Gas)Lorenzo Fedrizzi (Università di Udine)Romeo Fratesi (Univ. Politecnica delleMarche)

Alvaro Fumi (RFI)Luciano Lazzari (Politecnico di Milano)Tommaso Pastore (Università di Bergamo)Enzo Stella (Consulente energia e ambiente)Stefano Trasatti (NACE Italia, Università degliStudi di Milano)

Le notizie e le opinioni negli articoli non impegnano laredazione ma esprimono soltanto quelle degli autori.


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N E W S

THE EUROPEAN CORROSION CONGRESS EUROCORR 2011

L’annuale congresso europeo Eurocorr 2011, organizzato da EFC (European Federation of Corrosion) e SwereaKIMAB, si è svolto a Stoccolma, Svezia. Hanno partecipato oltre 800 delegati.La conferenza di quest’anno è stata dedicata allo Sviluppo di soluzioni per la sfida globale (Developing solutions forthe global challenge) ed è stato un momento di confronto sui recenti sviluppi tecnologici, la crescita industrialee la sostenibilità ambientale, enfatizzando il ruolo critico della scienza della corrosione e della sua prevenzione.Come di consueto, il congresso era organizzato per sessioni distinte e simultanee, ciascuna facente riferimentoal relativo gruppo di lavoro della Federazione Europea di Corrosione. Per informazioni sul programma e il titolodelle memorie si può consultare il sito: www.eurocorr.org. Il prossimo Eurocorr 2012 si terrà a Istambul(Turchia) dal 9 al 13 settembre 2012. Nel 2013 a Estoril (Portogallo) e nel 2014 ritorna in Italia a Pisa.

CORSO DI PROTEZIONE CATODICA NEL CALCESTRUZZO – SECONDA EDIZIONE

A maggio 2011, APCE in collaborazione con il Politecnico di Milano, gruppo PoliLaPP (Politecnico di Milano,Laboratorio di Corrosione dei Materiali “Pietro Pedeferri”), ha tenuto presso il Politecnico di Milano,Dipartimento CMIC “Giulio Natta”, un corso sulla protezione catodica del calcestruzzo armato secondo irequisiti della norma europea UNI EN 15257 per la certificazione degli addetti di protezione catodica. Visto l’esito positivo della prima edizione (13 iscritti, di cui 7 stranieri, 11 certificazioni di Livello 2) , sarà orga-nizzata una seconda edizione per maggio 2012. Per informazioni contattate [email protected]

NUOVA ORGANIZZAZIONE DEL COMITATO ITALIANO GAS (CIG)

L’Assemblea Straordinaria dei Soci CIG, tenuta il giorno 28 giugno 2011, ha approvato il nuovo Statutodell’Associazione, nominato l’ing. Paolo Rossetti quale Presidente CIG, confermato il Collegio dei Revisori deiConti e nominato il Collegio dei Probi Viri di nuova costituzione, designandone il rag. Alessandro Santoro,Direttore generale di UNI, quale Presidente.Il nuovo Statuto è stato elaborato da un Gruppo di Lavoro ad hoc che ha operato per alcuni mesi e prevede, tral’altro, alcune variazioni di rilievo, ispirate dalla necessità di adeguare i processi di governance del CIG alle bestpractices del sistema UNI-Enti Federati.Per maggiori informazioni consultare il sito web del CIG (www.cig.it)

NOTIZIE UNI

L’UNI ha notificato al CEN/TC219 parere favorevole alla conferma per un ulteriore periodo di 5 anni dellenorme seguenti:UNI EN 13173:2001 Protezione catodica di strutture galleggianti (offshore) di acciaio.UNI EN 12473:2002 Principi generali di protezione catodica in acqua di mareUNI EN 12495:2002 Protezione catodica per strutture fisse offshore di acciaioUNI EN 12068:2002 Protezione catodica - Rivestimenti organici esterni per la protezione dalla corrosione

delle tubazioni di acciaio interrate o immerse da associare alla protezione catodica -Nastri e materiali termorestringenti

UNI EN 15112:2006 Protezione catodica esterna di colonne di rivestimento di pozziUNI EN 15257:2007 Protezione catodica - Livelli di competenza e certificazione del personale di protezione

catodica


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Nella parte inferiore del report è riportata la sommatoria del tempo complessivo per “intervallidi tempo” selezionabili. Si può inoltre stampare il report per "Cronologia", "Ordinato perdurata" oppure "Ordinato per tipologia", dopo aver scelto per minima o massima.

DURATA TOTALE DEI

FUORI SOGLIA INDICE DI VARIABILITA’ (Bassa, Media, Alta).

DATA LOGGERDATA LOGGER

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Programma8.30 Registrazione dei partecipanti9.00 Saluti del Presidente e delle Autorità

CHAIRMAN: V.M. Cannizzo9.15 Keynote

L’APCE e i sui 30 anni di storiaEnzo Stella, Presidente APCE 1997-2006

9.40 La regolazione dell’Autorità in tema di protezione catodicadelle retiA. Grossi, Autorità per l’energia elettrica e il gas

10.05 Risultati del primo anno di applicazione delle raccomanda-zioni APCE per la protezione catodica della rete in acciaiodi trasporto del gas naturale V. Pistone, Snam Rete Gas

10.30 Sviluppo del quadro normativo europeo relativo alla cor-rosione elettroliticaE. Cinieri, Università dell’Aquila, A. Fumi, C. Spalvieri, F. Caracciolo, RFI

Pausa Caffè

CHAIRMAN: G. Chlaputakis11.25 Il coordinamento della protezione catodica a Milano dal

1953 alla costituzione dell'APCEN. Aurilia, A2A

11.50 La gestione degli impianti di PC di una vasta rete di meta-nodottiF. Brugnetti, Snam Rete Gas

12.15 La prevenzione catodica dei materiali attivo-passiviL. Lazzari, M. Ormellese, Politecnico di Milano

Pausa Pranzo

CHAIRMAN: L. Lazzari14.00 Keynote

Protezione catodica - Attività di formazione APCE e certifi-cazione del personaleD. Gentile, APCE UCEMI

14.25 Analisi statistica dei dati di PC di una piattaforma off-shoreL. Torri e T. Cheldi, ENI, V. Colombo e B. Bazzoni, Cescor

14.50 Prevenzione del salto del giunto isolante in acquedotti pro-tetti catodicamenteM. Cabrini, S. Lorenzi, P. Marcassoli, T. Pastore, Università di Bergamo

Pausa Caffè

CHAIRMAN: M. Alberizzi15.45 Ricerche sperimentali presso l’Istituto Sperimentale di RFI su

fenomeni di corrosione elettrolitica in corrente alternataE. Cinieri, Università dell’Aquila, A. Fumi, C. Spalvieri, F. Caracciolo, RFI

16.10 Problematiche relative alle interferenze elettriche sulletubazioni interrateU. Caterini, Telemagnetica

16.35 Nuovo acquisitore per la verifica dell’influenza della corrente A.C. nei sistemi di telesorveglianza S.Benedetto, C. Calvi, Tecnosystem

17.00 Chiusura dei lavori(A cura del Presidente APCE V. M. Cannizzo)

Segreteria organizzativa PoliLaPP - Laboratorio di Corrosione dei Materiali "Pietro Pedeferri"

Politecnico di Milano - Dipartimento Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica"G. Natta"

Via Mancinelli,7 - 20131 Milano ItaliaTel: 02.2399.3152 Fax: 02.2399.3180

Email: [email protected] - polilapp.chem.polimi.it


l’EditorialEdi ViNcENzo Mauro caNNizzo

uesto numero di APCE Notizie esce in coincidenza con il con-

vegno dei primi 30 anni di APCE che si terrà il prossimo 6

ottobre a Milano. E, a ben vedere, non è un caso che il pre-

sente n. 45 sia dedicato alle interferenze da correnti

vaganti, se consideriamo la storia che ha preceduto la

nascita di APCE. Occorre andare ai primi anni cinquanta del secolo

scorso quando, a seguito del gravissimo incidente di Via Chiasserini a

Milano, la cui causa fu la perdita di gas per corrosione “elettrolitica”

da correnti vaganti, nei pressi della stazione di Bovisa. Fu istituita una

commissione per lo studio del problema e per la definizione delle

misure di controllo e prevenzione.

Da allora tanta strada è stata percorsa e incidenti di quella gravità non

sono più accaduti grazie al lavoro nelle sedi aziendali e nelle istituzioni

svolto dai tecnici della protezione catodica; lavoro che negli anni suc-

cessivi ha fortemente contribuito alla sensibilizzazione del problema e

alla divulgazione delle soluzioni più adeguate. Alla fine degli anni settan-

ta, tra gli operatori più attenti e più sensibili alla problematica si è sentita

l’esigenza di un “tavolo tecnico” in grado di ospitare il confronto delle

esperienze oltre che fornire un supporto tecnico

alla soluzione dei problemi. Così nacque nel 1981 l’APCE per volontà dei soci fondatori

ENEL, SIP e SNAM.

Dopo trenta anni oggi l’associazione, che conta circa 80 aderenti, vuole fare il punto su quan-

to è stato fatto e concentrare le proprie forze su quello che i soci ritengono strategico.

Tuttavia, ancora oggi le correnti vaganti pongono dei problemi che sono in gran parte risolti

sulla base della cospicua normativa prodotta, ma che richiedono approfondimenti sia tecnici

sia normativi. L’avvento dell’elettronica e dell’informatica ha reso possibile l’adozione del

telecontrollo anche in protezione catodica e in presenza di correnti vaganti producendo un

sensibile miglioramento del livello di sicurezza. Negli ultimi anni si è anche aggiunto il pro-

blema “nuovo” dell’interferenza da corrente alternata, per il quale APCE è promotore e ani-

matore in sede normativa e in sede di ricerca, per esempio indirizzando la sperimentazione

effettuata presso il Politecnico di Milano e le aziende interessate, come Snam Rete Gas e

RFI: da queste attività ci aspettiamo importanti indicazioni.

Buona lettura e spero di incontrarvi numerosi al convegno di Milano.

Cordialmente,

Vincenzo Mauro Cannizzo

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cIcpNDceNtRO ItALIANO DI ceRtIFIcAZIONe

peR Le pROve NON DIstRUttIve

e peR I pROcessI INDUstRIALIPRS N° 012 CSGQ N° 064 A

Membro deli Accordi di Mutuo Riconoscimento EA e IAFSignatory of EA and IAF Recognition Agreement

CERTIFICAZIONE CICPND AL LIVELLO 3IN PROTEZIONE CATODICA

SESSIONE D'ESAME n° 11 - Anno 2011

Il CICPND - Centro Italiano di Certificazione per le Prove Non Distruttivee per i Processi Industriali ha stabilito di tenere presso la propria Sededi Legnano l’Undicesima Sessione d'Esame per la Certificazione CIC-PND al livello 3 in Protezione Catodica nel seguente settore di applica-zione:

“Strutture Metalliche Interrate (T)”

Le prove, che saranno solo scritte, in conformità alla normativa UNI EN15257 e al Regolamento CICPND n° 83 sulla Qualificazione eCertificazione del Personale addetto alla Protezione Catodica, avrannoluogo dal 14 e dal 18 Novembre 2011.

La domanda per l'ammissione agli esami dovrà essere richiesta al CIC-PND e inoltrata alla Segreteria entro e non oltre il 7 Ottobre 2011.

La Segreteria del CICPND è a disposizione per qualsiasi informazione, anche inerente alla sistemazione alberghiera

Tel.: 0331-545600 - Fax: 0331-543030E-mail: [email protected]

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l criterio universalmente impiegato per la verifica della protezione catodica di unastruttura è basato sulla misura del potenziale di protezione. Questo criterio ha ilvantaggio di essere semplice, ma l’interpretazione della lettura a volte può portarea grossolani errori, soprattutto in presenza di correnti vaganti che generano caduteohmiche non trascurabili. In tal caso è opportuno impiegare sonde di potenziale ingrado di depurare questo contributo, oppure mediante l’applicazione del metodo di

estrapolazione della caduta ohmica laterale. Nella memoria sono mostrati i risultati ottenutiin laboratorio per la verifica sperimentale dell’eliminazione della caduta ohmica.

Effetto delle correnti vaganti sulla lettura del potenzialeLa presenza di correnti vaganti può influenzare fortemente la lettura del potenziale; infatti, ilcontributo di caduta ohmica a esse associato è molto spesso elevato. In particolare, il poten-ziale misurato sarà più negativo rispetto al potenziale vero nelle zone a interferenza catodicae più positivo nelle zona a interferenza anodica. In Figura 1 si illustra l’effetto sul potenzialein presenza di un’interferenza anodica e catodica generata dalla circolazione di un tram ali-mentato a corrente continua.

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Luciano Lazzari,Marco Ormellese Politecnico di MilanoDipartimento CMICVia Mancinelli, 720131 Milano, Italy

MoNitoraggio

Eliminazione della cadutanella misura del potenzialemediante sonde di potenziale in presenzadi correnti vaganti1

Figura 1 – Interferenzaanodica e ca-todica causa-ta dalla circo-lazione di untram

1. Questa memoria è tratta dalla presentazione al Congresso AIM, Giornate Nazionali di Corrosione eProtezione, 5a Edizione, Bergamo, 21-22 maggio 2002 [1]


È chiaro che per conoscere il potenzialevero (ossia il vero livello di polarizzazionedella struttura, valore che deve rispettare icriteri di protezione indicati dalle normati-ve), il contributo di caduta ohmica deveessere eliminato. Esistono varie tecnicheper eliminare tale contributo [2]: • l’installazione di elettrodi di riferimentofissi, posti a stretto contatto con la strut-tura;

• l’applicazione della tecnica on-off;• l’utilizzo di sonde di potenziale• l’applicazione del metodo di estrapola-zione della caduta ohmica laterale in pre-senza di correnti vaganti.

Sonde di potenzialeMediante l’utilizzo di una sonda di poten-ziale, il contributo di caduta ohmica è eli-minato riducendo la distanza elettrodo diriferimento – piastrina metallica (dettaanche falla artificiale). Una tipica sonda è

infatti costituita dal un piastrina in acciaioal carbonio di superficie nota (in generecompresa tra 10 e 100 cm2) con un elet-trodo di riferimento incorporato nellasonda stessa. L’elettrodo di riferimento èin genere di rame/solfato di rame, ma sonodisponibili in commercio anche sonde conelettrodi diversi, per esempio di titanioattivato Ti-MMO [3] e di zinco [4]. La pia-strina è collegata alla tubazione e pertantoriceve la stessa densità di corrente di pro-tezione catodica della tubazione. Se ilpotenziale di protezione di tale piastrinarispetta i criteri di protezione, allora èpossibile affermare che eventuali difettipresenti sulla tubazione di dimensioneuguale o inferiore a quelle della piastrinasono in protezione. Il vantaggio peculiaredi ogni sonda di potenziale è l’eliminazionedel contributo di caduta ohmica anche inpresenza di correnti vaganti.

Prove di laboratorio Le prove sono state eseguite in una vascariempita con terreno umido. Due sondesono state poste in protezione catodicamediante un generatore di corrente conti-nua, come mostrato in Figura 2. La corren-te di interferenza è stata applicata median-te due elettrodi esterni, collegati a unsistema di alimentazione di corrente con-tinua, facendo variabile la tensione da 0 a10 V per poi tornare a 0 V (simulando per-tanto la circolazione di corrente tra binarie sottostazione). Le sonde si trovano pertanto immerse nelcampo elettrico generato sia dalla prote-zione catodica a corrente impressa siadall’interferenza dovuta alla simulazionedella circolazione di un treno. Lo schemaelettrico utilizzato consente di studiare

sia l’effetto del-l ’ interferenzain senso ano-dico siacatodico, inquanto unadelle dues o n d eassorbela cor-rente diinterfe-r e n z a ,men t re

l’altra lac e d e .

Durante le prove è stato registrato ilpotenziale di protezione della piastrina, siarispetto all’elettrodo di riferimento ester-no CSE, sia rispetto all’elettrodo internoin Ti-MMO, in differenti condizioni di inter-ferenza (da 4 V a 10 V).

In Figura 3 si illustra un esempio di lettura

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Figura 2 – Rappresentazione schematica della cel-la per le prove di laboratorio


di potenziale del protezione, effettuate per20 giorni acquisizione un punto all’ora. Lamisura effettuata mediante l’elettrodo diriferimento interno mostra solo minimeoscillazioni, praticamente trascurabilirispetto a quelle ottenute dalla lettura rile-vata con un elettrodo di riferimento ester-no, CSE, perché quest’ultimo risente forte-mente della variazione di campo elettricodovuto alla simulazione di circolazione deltreno.

La Figura 4 riporta la registrazione deipotenziali della piastrina che subisce inter-ferenza anodica, effettuata per una duratadi 20 secondi, con frequenza di acquisizio-ne 50 Hz (1 punto ogni 20 ms). Nei primi3 s di prova non è stata applicata alcunacorrente interferente: il potenziale misura-to con l’elettrodo interno Ti-MMO è ilvalore vero del potenziale di protezione,mentre la misura con elettrodo esternoCSE ha un contributo di caduta ohmica (cicirca 150-200 mV) dovuta alla corrente diprotezione (il potenziale è più negativo).Applicando un’interferenza di tipo anodi-co, si noti che il potenziale misurato conl’elettrodo esterno CSE è molto più posi-tivo del potenziale vero fornito dall’elet-trodo interno (che mostra solo piccoleoscillazioni dovute al’interferenza).L’aumento di potenziale è dovuto al fattoche il segno della caduta ohmica sulle zoneanodiche è positivo.

In conclusione, come mostrano le prove dilaboratorio, la sonda depura il contributodi caduta ohmica e fornisce il valore delpotenziale vero.

Prove di campoIn una situazione reale, il campo di interfe-renza dovuto alla presenza di correnti

vaganti è molto inferiore rispetto a quellosimulato nelle prove di laboratorio (il mas-simo gradiente di potenziale nel suolo ècirca 10-50 mV/m, mentre nelle prove èpari a 10 V/m). Per confermare i risultati dei test di labo-ratorio, due sonde sono state installate incampo su una tubazione interrata, forte-mente influenzata dalle correnti vaganti. InFigura 5 si mostrano le registrazioni delpotenziale di protezione effettuate nelleprime 24 ore dopo l’installazione dellasonda; le misure sono state eseguite siarispetto all’elettrodo di riferimento inter-no (tipo Ti-MMO), sia rispetto a un elet-trodo di riferimento fisso interrato, CSE. È chiaramente visibile che, mentre ilpotenziale registrato con elettrodo di rife-rimento CSE mostra un’ampia oscillazionedovuta alla forte interferenza da correntivaganti nel terreno, il potenziale di prote-zione acquisito con l’elettrodo di riferi-mento interno della sonda è stabile e nonmostra alcun contributo di caduta ohmica.

La diminuzione regolare del potenzialedella piastrina in acciaio al carbonio (misu-rato rispetto all’elettrodo di riferimentointerno, Ti-MMO) indica la polarizzazionedella piastrina che avviene nelle prime oredi collegamento alla tubazione in protezio-

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Figura 3 – Misure del potenziale di protezione della piastrina durante le prove di interferenza in labora-torio (0 – 10 V) effettuate sia con elettrodo esterno (CSE) che interno (Ti-MMO)

Figura 4 – Misure del potenziale di protezione dellapiastrina durante le prove di interferen-za anodica, effettuate sia con elettrodoesterno (CSE) che interno (Ti-MMO)

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ne catodica. Dopo circa 24 ore, il potenzia-le di polarizzazione si è portato a -1,0 V Ti-MMO (che corrispondente a -1,1 V CSE).Questa misura è stata confermata median-te il metodo dell’estrapolazione grafica [5]:la Figura 6 mostra che il potenziale di pro-tezione vero estrapolato è -1,14 V CSE,come misurato con la sonda di potenziale(-1,1 V CSE). Pertanto anche le prove dicampo dimostrano che la sonda consentedi eseguire misure di potenziale di prote-zione stabili in presenza di correnti vaganti,eliminando il contributo di caduta ohmica.

Discussione e conclusioni La ragione per cui in presenza di correntivaganti il potenziale della struttura (nelcaso della sonda, la sua piastrina) rimanepressoché costante è dovuto a due effetti:• le variazioni del campo elettrico sono ingenere troppo rapide rispetto alla cineti-ca dei processi catodici che hanno luogo

sulla piastrina (e quindi sul metallo dellastruttura); il principale processo catodicoè la riduzione di ossigeno la cui velocità(cioè la sua cinetica) è regolata dalla dif-fusione che è intrinsecamente un proces-so lento. Ne consegue che di fatto lapolarizzazione della struttura rimaneinvariata se le correnti vaganti hanno unadurata di decine di secondi o al massimoqualche minuto. È evidente che questaconsiderazione non si applica se l’interfe-renza è di tipo stazionario;

• se alla considerazione sopra discussa siaggiunge che la struttura (la piastrina nelcaso di una sonda) è in completa prote-zione o addirittura in sovraprotezione,nel qual caso il processo catodico èanche lo sviluppo di idrogeno, il potenzia-le in pratica non varia perché si opera sultratto lineare della retta di Tafel [1, 6]; inquesto caso una variazione di circa 100mV del potenziale vero richiede unavariazione della densità di corrente di un

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Figura 5 – Misura di potenziale nelle prove di campo

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Figura 6 – Stima del potenziale vero median-te il metodo dell’estrapolazionegrafica


ordine di grandezza, per esempio da1 A/m2 a ben 10 A/m2.

In conclusione, la sonda di potenziale pre-senta due vantaggi, oltre alla sua semplicità

costruttiva: misura il potenziale vero e nonrisente della variazione del campo elettri-co in presenza di interferenza non stazio-naria (correnti vaganti generate dai sistemidi trazione a corrente continua).

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[1] L. Lazzari, M. Ormellese, M. Pedeferri, Monitoraggio del potenziale di strutture interrate: unnuovo tipo di sonde, Giornate Nazionali sulla Corrosione e Protezione, 5a Edizione, AIM,Bergamo, 21-22 Maggio 2002, p. 31-38, ISBN 88-85298-45-1.

[2] L. Lazzari, P. Pedeferri, M. Ormellese, Protezione catodica, Polipress, Milano, 2006[3] S. Goidanich, L. Lazzari, M. Ormellese, AC interference effects on polarised steel, 6th Int.

Congress CEOCOR (Commitee on the study of pipe corrosion and protection), Title16, Sector A, Giardini di Naxos, Italia, 13-16 Maggio 2003, Paper 17.

[4] A. Brenna, L. Lazzari, M. Ormellese, Sonda di potenziale con elettrodo di zinco incorporatoper il monitoraggio delle condizioni di protezione catodica, Giornate Nazionali sullaCorrosione e Protezione, 9a Edizione, Roma, 6-8 Luglio 2011, memoria 60, AIM, Milano,2011

[5] B. Bazzoni, L. Lazzari, The Lateral Gradient Technique for Potential Measurements in Presenceof Stray Current CORROSION/96, Paper No. 96202, NACE International, Houston, TX,1995.

[6] P. Pedeferri, Corrosione e protezione dei materiali, Polipress, Milano, 2007

Riferimenti


coNtrollo

Modello elettrico didrenaggio polarizzato1

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Il drenaggio è una tecnica usata per il controllo della interferenza da correnti vagan-ti, disperse dai sistemi di trazione in corrente continua, come le linee ferroviarieelettrificate. In questa memoria è presentato un modello elettrico semplificato perla progettazione di un drenaggio elettrico tra una sottostazione elettrica e unatubazione interrata interferita. Il modello proposto, che tiene conto sia dei contri-buti ohmici sia delle sovratensioni elettrodiche, anodiche e catodiche, permette di

calcolare sulla base dello stato elettrico rilevato in campo la corrente di drenaggio e di pre-vedere se la struttura interferita si porta in condizioni di protezione catodica. Il modello èstato validato su un caso reale di cui si riportano i risultati.

IntroduzioneIl drenaggio elettrico polarizzato con interposizione di un diodo che ha lo scopo di impe-dire l’inversione di corrente, è un dispositivo usato per la protezione di strutture metallicheinterferite da correnti disperse, che consiste nel collegamento elettrico diretto tra la strut-tura interferita e quella interferente, in corrispondenza della zona di ritorno della correntealla sorgente interferente. Nel caso di correnti disperse da sistemi di trazione elettrica, ilpunto o zona di drenaggio è la sottostazione di alimentazione. La progettazione dei sistemidi drenaggio è di fatto eseguita in modo del tutto empirico: dopo aver verificato che ipotenziali medi della struttura interferita sono positivi (in corrosione) e quelli del binarioalla sottostazione elettrica (SSE) sono negativi, si procede all’inserimento del drenaggiodirettamente in campo e la scelta della potenza del diodo è fatta empiricamente.Con riferimento alla Figura 1, che schematizza l’interferenza provocata da una linea ferro-

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di

Elisabetta Amici,Luciano LazzariPolitecnico di MilanoDipartimento CMIC Via Mancinelli, 7 20131 Milano

Fabio DurantiCescor srlVia Maniago, 1220134 Milano

Figura 1 – Schema del caso di inter-ferenza da correnti vagantiin esame

1. Questa memoria è tratta dalla presentazione al Congresso AIM, Giornate Nazionali di Corrosionee Protezione, Udine 24-26 giugno 2009 [1].


viaria su una tubazione di diametro esterno200 mm, lunghezza 1800 m, dotata di rivesti-mento in iuta catramata di spessore3-5 mm, parallela ai binari per un tratto dicirca 300 m, si è voluto proporre un model-lo per la progettazione del drenaggio, svilup-pato nell’ambito di una Tesi di Laurea pressoil Politecnico di Milano [2]. La Figura 2mostra la registrazione dei potenziali dellatubazione: potenziale fortemente negativonelle zone lontano dalla SSE, per esempio, algiunto isolante, da -1 V a -5 V CSE (valoricomprensivi della caduta ohmica) e positivonella zona della SSE dove si sono manifestatigli attacchi di corrosione, da 0 V fino a puntedi +2 V CSE. La resistività media del terrenoè di 150 Ω m.

Modello di previsionedella corrosione

La corrente di corrosione può essere rica-vata mediante un circuito elettrico equiva-lente, composto da 2 nodi, 3 maglie e 3 rami,come indicato in Figura 3. Il nodo 1 rappre-senta la SSE e il nodo 2 la generica posizionedel treno (per esempio, fino a una distanzadi 300 m dalla SSE). I rami che uniscono inodi 1 e 2 sono 3 e rappresentano i possibilipercorsi della corrente: il ramo 1 è il bina-rio; il ramo 2 è il terreno e il ramo 3 è lacorrente di interferenza che percorre il ter-reno, la tubazione e di nuovo il terreno perchiudere il circuito alla SSE. Le 3 maglie nonsono indipendenti, per cui ogni ramo è subi-to risolvibile. Il ramo di interesse è il ramo 3in cui ha luogo la corrosione localizzata dellatubazione; in questo ramo, la corrente devevincere due tipi di dissipazioni: resistenzeohmiche, localizzate nel terreno e nelle partimetalliche del circuito, e sovratensioni d’e-lettrodo [3, 4].

Il ramo 3 è risolvibile se si conosce la ten-sione di alimentazione, VSSE-B, della magliadata da R1 I1 = VSSE-B che equivale alla cadutadi tensione sul binario. Si perviene al sistema:• [ΨC3,1 + (R3,1 + R3,2) I3] + [ΨC3,2 + R3,3 I3] =R1 I1 = VSSE-B (si sono trascurate le sovra-tensioni anodiche)

•ΨC3,2 + R3,3 I3 = VT-SSE

VSSE-B è dato dalla massima caduta di tensionesul binario, dato dal prodotto del “gradien-

te” sul binario e dalla distanza “locomotore-SSE”; e VT-SSE è noto perché è possibile misu-rarlo come differenza del potenziale dellatubazione nella zona anodica (o di corrosio-ne) e il potenziale della SSE.ΨC3,1 (polarizzazione catodica provocatadalla corrente di interferenza sulla tubazio-ne) è la variazione del potenziale dal valoredi libera corrosione a un valore catodico, disolito fino al limite dello sviluppo di idroge-no, oltre il quale sarebbero necessarie den-

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R3,1 resistenza del terreno dal binario alla tubazione

R3,2 resistenza del metallo della tubazione (trascurabile)

R3,3 resistenza del terreno dalla tubazione alla SSE

ΨA3,binario sovratensione anodica sul binario (trascurabile e perciò non indicata in figura)

ΨC3,1 sovratensione catodica sulla tubazione

ΨA3 sovratensione anodica sulla tubazione nella zona di corrosione (in genere trascurabile)

ΨC3,2 sovratensione catodica sulla SSE.

Figura 2 – Registrazioni dei potenziali senza dre-naggio. La tubazione è sempre positiva

Figura 3 – Schema elettrico delle condizioni diinterferenza


sità di corrente di almeno un ordine di gran-dezza più elevate. In generale si può afferma-re che il valore più probabile di ΨC3,1 è 0,5 V(dal potenziale di libera corrosione -0,55 VCSE al potenziale di inizio dello sviluppo diidrogeno -1,05 V CSE).La resistenza del terreno, R3,1, è la somma didue contributi: la resistenza associata al ter-reno, lato binario, R3,1,B, e la resistenza asso-ciata al terreno, lato tubazione rivestita, R3,1,T.La resistenza metallica della tubazione, R3,2, èdi fatto trascurabile; R3,3 è la resistenza delterreno fra tubazione (zona di corrosione) ela SSE. È la somma di due contributi: la resi-stenza associata alla SSE, R3,3,SSE, (in genere piùelevata di quella del binario, data la minoreestensione geometrica) e la resistenza asso-ciata alla tubazione che è data dalla resisten-za della falla del rivestimento, R3,3,falla, dallaquale esce la corrente di interferenza [3]. Leformule usate sono riportate nella Tabella 1.La corrente di corrosione, I3, è ottenuta dauna espressione che si ricava facilmentedalla Tabella 1 che dipende da parametritutti noti: L (m) lunghezza del tratto interfe-rito, ΨC3,1 = 0,5 V sovratensione catodicasulla tubazione, ρ (Ωm) resistività del terre-no, Φ (m) diametro della tubazione, R0 (Ωm2)

resistenza di isolamento del rivestimentodella tubazione, d (m) distanza binari-tuba-zione, VT-SSE (V) differenza di potenziale tuba-zione-sottostazione, L* (m) lunghezza dallaSSE, r0 (m) diametro del difetto del rivesti-mento nella zona di corrosione.Assumendo la caduta ohmica sul binariovariabile da 10 mV/m a 50 mV/m, per unalunghezza efficace di 300 m, si ottiene che lacorrente di interferenza, I3, è compresanell’intervallo 150 – 760 mA, a cui corri-sponde una velocità di corrosione istanta-nea (cioè quando è attiva l’interferenza) di5 e 35 mm/anno (dimensione media deldifetto equivalente pari a un raggio di 10cm) in buon accordo con la velocità di cor-rosione misurata in campo di poco superio-re a 1 mm/anno tenuto conto del tempo diincidenza della interferenza pari a circa 1/3del tempo.

Drenaggio unidirezionalecon diodo

Il drenaggio diretto non è sicuro perché nonpuò impedire inversioni di corrente cheporterebbero a condizioni di corrosioneindesiderate in altre zone della tubazione;tale eventualità è impedita se si utilizza,come drenaggio, un diodo. La caratteristica difunzionamento di un diodo è tale per cui sela tensione applicata ai suoi capi è inferiorea un valore di soglia, VS, caratteristico di ognidiodo, che prende il nome di tensione diaccensione, la conduzione del diodo è nulla,mentre se tale soglia è superata, il diodolascia passare una corrente con resistenza,rD, molto bassa (ID =(V-VS)/rD).Il passaggio di corrente attraverso il diodo,ID, quando V - VS > 0, determina una variazio-ne dello stato elettrico del sistema e in par-ticolare è di interesse conoscere il potenzia-le assunto dalla tubazione nella zona di cor-rosione. L’inserimento di un diodo portaallo schema elettrico di Figura 4. Applicandoil teorema di Thevenin, meglio chiamato teo-rema del generatore equivalente di tensione, siottiene il circuito equivalente riportato inFigura 5. Una volta che si raggiunge la ten-sione di accensione, il diodo mantiene unatensione più alta in funzione delle sue carat-teristiche , il cui punto di funzionamento èottenuto dalla soluzione del sistema delledue equazioni:

da cui:

È necessario, pertanto, calcolare VTh e RTh

mediante il teorema di Thevenin. Dalla

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it

Figura 4 – Schema elettrico di drenaggio con diodo

q

DDS

ThDTh

rIVVRIVV

0

0

DTh

SThD rR

VVI DTh

SThDS rR

VVrVV0

D

Figura 5 – Circuito equivalente di Thevenin


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maglia in esame si ottiene, tenendo contoche vale il bilancio energetico:• [ΨC3,1 + ΨC3,2] + [R3,1 + R3,2 + R3,3] ITh = VSSE-B

(si sono trascurate le sovratensioni anodi-che)

• VTh = VSSE-B – ITh [R3,1 + R3,2] - ΨC3,1

Dalla prima relazione si ricava la corrente diThevenin, ITh, mentre la resistenza diThevenin, RTh, è data dal parallelo fra i rami 3e 4. Si ottiene, pertanto:

Il calcolo delle resistenze in gioco è statoesplicitato in Tabella 1).

Calcolate VTh e RTh, si ricava V0 (caduta ditensione ai capi del diodo) e ID (correntedrenata dal diodo) con la procedura soprariportata. Il potenziale della tubazione èdato da:

Etubazione = ESSE + V0

dove il potenziale medio della SSE, ESSE, èdirettamente misurato e V0 è stato calcolatomediante il modello elettrico proposto.

Verifica del modelloPer il caso in esame è stata calcolata la cor-rente drenata dal diodo e il potenziale atte-so della tubazione, mediante le formule delmodello proposto. In Tabella 2 sono riporta-ti le formule e i risultati ottenuti. Dopo l’ap-plicazione del drenaggio, sono stati misuratie registrati i parametri in campo (registra-zioni di Figure 6 e 7). La Tabella 3 riporta insintesi il confronto fra i risultati del modelloe i valori registrati in campo. Come si evincedal confronto, il modello prevede con suffi-ciente accuratezza i parametri ottenuti incampo.

ConclusioniIl modello elettrico proposto per il dimensio-namento di un diodo come drenaggio pola-rizzato per il controllo delle correnti vagantidi interferenza sulle tubazioni metallicheinterrate tiene conto di tutti i contributi dis-sipativi, sia le resistenze ohmiche sia le sovra-tensioni sulla tubazione interferita. La solu-zione del circuito elettrico equivalente hafatto ricorso al teorema di Thevenin. Ilmodello è stato validato su un caso reale,mostrando un ottimo accordo tra i valori dicorrente drenata e del potenziale della tuba-zione dopo il drenaggio e quelli calcolati.

Figura 6 – Registrazioni dei potenziali con drenaggiopolarizzato

p

3,32,31,3

2,31,3

RRRV

I CCBSSETh

D

332313

231333

,,,

,,,

RRRRRR

RTh

Figura 7 – Corrente di drenaggio polarizzato

Tabella 1 – Valutazione della corrente di interferenza del caso in esame

Formule Parametri Risultati

R3,1= R3,1,B + R3,1,T;

LR B 2,1,3

d

RSRR T 4

00,1,3

= 0,2 (m); L = 300 (m) = 150 ( m); d = 25 (m) R0 = 500 (

m2)

3

R3,2

ssL

ALR

**

2,3

L* = 100 (m) * = 1,8 10-8 ( m)

s = 0,005 (m)

0,02

R3,3= R3,3,falla + R3,3,SSE

033 4 r

R falla,,

*,, LR SSE 233

r0= 0,1 (m) L* = 25 (m)

122

VSSE-B VSSE-B = L L = 300 (m) = 10 – 50 (mV/m)

3 – 15 V

I3

0*

3,3

2,33

211

2

rL

VR

VI SSETCSSET

VT-SSE = 0,7 VSSE-B VT-SSE 2,3 V (misurato)

C3,1 = 0,5 V (stimato)

150 – 760 mA

L (verifica congruità) SSETVd

RL

IL 5,0420

3

I3 = 150 – 760 mA

3,1 – 14,8 V

Vcorr (istantanea) 2

0

33

rI

SI

VA

corr r0= 0,1 (m) 5 – 35 mm/y

d


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pce.

it

Se il dre-naggio èfatto benesi evitanopericolosecondizionidi corrosio-ne perinterferen-za

[1] E. Amici, F. Duranti, L. Lazzari, Modello elettrico di drenaggio polarizzato per protezionecatodica, AIM GNCP, Udine 24-26 giugno 2009

[2] E. Amici, Messa a punto e verifica di un modello per il drenaggio elettrico fra tubazione ebinari, Tesi di Laurea in Ingegneria Chimica, aa 2007-2008, Politecnico di Milano,Milano, 2008

[3] L. Lazzari, P. Pedeferri, M. Ormellese, Protezione catodica, Polipress, Milano, 2006[4] P. Pedeferri, Corrosione e protezione dei materiali metallici, Polipress, Milano, 2008

Riferimenti

!!

d

Tabella 2 – Valutazione della corrente di drenaggio

Formule Parametri Rsultati

(valori medi) R3,1= R3,1,B + R3,1,T

LR B 2,1,3

d

RSRR T 4

00,1,3

= 0,2 (m); L = 300 (m); = 150 ( m); d = 25 (m);

R0=500 ( m2);

3

R3,2

ssL

ALR

**

2,3

L* = 200 (m); * = 18 10-6 ( m);

s = 0,005 (m)

0,02

R3,3= R3,3,falla + R3,3,SSE

0,3,3 4 r

R falla

*,3,3 2LR SSE

r0= 0,1 (m); L* = 25 (m)

122

VSSE-B LV BSSE L = 300 (m); = 10 – 50 (mV/m)

3 – 15 V

VT-SSE VT-SSE = 0,7 VSSE-B VT-SSE 2,3 V (misurato)

C3,1 0,5 V (stimato) ITh

3,32,31,3

2,31,3

RRRV

I CCBSSETh

20 – 120 mA

RTh

332313

231333

,,,

,,,

RRRRRR

RTh

2,8

VTh 1,32,31,3 CThBSSETh RRIVV 2,5 – 14 V

ID

DTh

SThD rR

VVI rD = 0,01 0,6 – 5 A

V0 DDS rIVV0 VS = 0,6 V 0,63 V

Etubazione 0VEE SSEtubazione ESSE = -0,9 V CSE -0,3 V CSE

d

d

Tabella 3 – Confronto fra i valori previsti dal modello e quelli misurati in campo

Senza diodo Con diodo

Parametri Misurati Misurati Calcolati

ID 0 – 6 A (Fig. 11) 2,5 A (medio) 0,6 – 5 A

Etubazione 0 – +1,5 VCSE (Fig.4)

+0,6 V (medio) V –1 – +1 VCSE (Fig.10)

–0,25 V (medio) –0,3 V


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NorMatiVa

Norma CEI EN 50162Ammissibilità delleinterferenze elettriche e provvedimenti

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e crescenti esigenze di servizi di rilevanza generale, in particolare la loro dif-fusione capillare verso i clienti nelle città e di raccordo tra le città, ha deter-minato da decenni l’addensarsi e lo stratificarsi nel sottosuolo pubblico dinumerosi impianti tecnologici di pubblica utilità come: le condotte per il tra-sporto d’acqua potabile, di gas, d’idrocarburi, d’acque reflue di scarichi civili eindustriali, i cavi elettrici e di telecomunicazione, ma anche i sistemi ferroviari,

le tranvie e le metropolitane.La loro densità raggiunge oggi in alcune zone soglie d’intensità notevoli, che determinanoproblemi tra le strutture presenti, connessi alla loro vicinanza, alle interferenze elettrichepossibili e alla loro sicurezza. Questi servizi interrati sono collocati in un ambiente che frequentemente, almeno in Italia, èpercorso dalle correnti disperse dei sistemi di trazione elettrica, che spesso sono di notevoleintensità. I problemi di interferenza che ne derivano, vale a dire il passaggio di corrente da unastruttura all’altra attraverso il terreno, sono spesso rilevanti ed a volte con gravi conseguenze.

Norma CEI EN 50162Nel novembre 2005, il CEI ha pubblicato, nella versione in lingua inglese, la norma CEI EN50162 “Protezione contro la corrosione da correnti vaganti causate dai sistemi elettrici acorrente continua”, e, contestualmente, UNI ha ritirato dal mercato la norma UNI9783:1990 “Interferenze elettriche tra strutture metalliche interrate”.La nuova norma stabilisce i principi generali che devono essere adottati per limitare glieffetti delle correnti disperse provocate dalla corrente continua (c.c.) su strutture metalli-che interrate o immerse. I criteri specificati dalla norma non si applicano al caso di interfe-renza da corrente alternata (induttiva e conduttiva).La norma prende in esame la possibile corrosione esterna delle strutture metalliche inter-rate dovuta alle correnti disperse, ma aggiunge che la corrosione da correnti disperse puòavvenire anche sulle superfici interne di condotte che trasportano liquidi a bassa conduci-bilità come le acque e le soluzioni elettrolitiche. Le superfici interne interessate dal feno-meno di corrosione (salto del giunto isolante) sono quelle in prossimità dei giunti isolantio delle giunzioni di condotte che presentano alti valori d’isolamento.La norma UNI EN 12954 definisce l’interferenza elettrica come “ogni variazione del poten-ziale struttura-elettrolita causata da sorgenti elettriche esterne”. La norma CEI EN 50162, specifica che le sorgenti elettriche esterne che possono dare ori-

L

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di

Davide GentileAPCEUfficio UCE MilanoVia Balduccio da Pisa 1520139 Milano


gine alla circolazione di corrente nel terrenoo in qualsiasi altro elettrolita, siano esseintenzionalmente o no, comprendono isistemi di trazione a c.c., i sistemi filoviari, isistemi di potenza a c.c., le apparecchiaturea c.c. in impianti industriali, i sistemi dicomunicazione a c.c., i sistemi di protezionecatodica, i sistemi di trasmissione di energiaad alta tensione a c.c. (HVDC) e i sistemi disegnalazione a c.c. di linee ferroviarie.

CapitoloRIFERIMENTI NORMATIVI

Richiama le norme CEI EN 50122-2, UNIEN 12954 e UNI EN 13509, a cui riferirsiper l’applicazione della norma e dei termini,ai quali si aggiungono:• Rivestimento: ricopertura elettricamenteisolante avvolta su di una superficie metal-lica per proteggerla dalla corrosione pre-venendo il contatto fra l’elettrolita e lasuperficie metallica.

• Drenaggio (drenaggio elettrico): trasferi-mento di corrente dispersa da una struttu-ra interferita alla sorgente di corrente permezzo di un collegamento intenzionale.

• Nota: per le apparecchiature di drenaggiosi veda collegamento di drenaggio diretto,collegamento di drenaggio unidirezionalee collegamento di drenaggio forzato.

• Collegamento di drenaggio diretto: dispositi-vo che fornisce un drenaggio elettrico permezzo di un collegamento diretto fra unastruttura interferita e la fonte di correntedispersa. Il collegamento può comprende-re un resistore in serie per limitare la cir-colazione della corrente.

• Collegamento di drenaggio forzato: dispositi-vo che fornisce un drenaggio elettrico permezzo di un collegamento fra una struttu-ra interferita e la fonte di corrente disper-sa. Il collegamento comprende una sor-gente separata di corrente continua peraumentare il trasferimento di corrente.

• Collegamento di drenaggio unidirezionale:dispositivo che fornisce un drenaggio elet-trico per mezzo di un collegamento unidi-rezionale fra la struttura interferita e lafonte di corrente dispersa. Il collegamentoinclude dispositivi come un diodo perassicurare che la corrente possa fluiresolo in una direzione.

CapitoloSCAMBIO D’INFORMAZIONI

E COOPERAZIONEProposto da una precedente delegazioneitaliana al gruppo di lavoro CENELEC/CENfu accolto e accettato all'unanimità dai rap-presentanti delle diverse nazioni. Questoargomento, che può sembrare al primoimpatto poco rilevante, riveste un ruolodecisivo nella soluzione dei problemi d’in-terferenza elettrica e la norma ne sottolineala sua importanza precisando che:• il proprietario della struttura metallicapuò proteggere la stessa contro la corro-sione con il metodo che ritiene più adat-to. Tuttavia le eventuali interferenze elet-triche su strutture vicine devono esserecontenute entro limiti definiti;

• le correnti disperse, specialmente causateda impianti di trazione a c.c. sono diretta-mente correlate alla progettazione dei cir-

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cuiti di ritorno. Questo significa che èpossibile limitare la corrente dispersa manon eliminarla interamente;

• dove sono presenti diverse strutture chepossono essere influenzate, il principio dicontenere l’interferenza entro limiti defini-ti si applica a tutte le strutture interferite.

La norma puntualizza che il modo miglioreper raggiungere quest’obiettivo è la coope-razione, l’informazione e lo scambio diaccordi fra le parti interessate i quali sono daperseguire sia nella fase di progettazione sianell’esercizio delle diverse installazioni, poi-ché in questo modo possono essere stabilitii possibili effetti, le adatte precauzioni ed irelativi rimedi. L’accordo e la cooperazionepossono essere raggiunti e mantenuti effica-cemente mediante riunioni periodiche fra leparti interessate o da comitati e da associa-zioni che possono stabilire le procedure e iprotocolli dello scambio d’informazioni.A questo riguardo è opportuno evidenziareche l’esperienza consolidata da oltre trentaanni di attività che l’APCE ha svolto e conti-nua a svolgere sul problema del controllodelle interferenze elettriche, ha dimostratola validità di quest’azione che rappresental’unica via per ricercare e raggiungere unsoddisfacente stato di coesistenza fra lestrutture sia dal punto di vista dell’affidabi-lità della gestione sia dell’economia d’eserci-zio e manutenzione. L’attività dell’APCE, èsupportata dalle conoscenze, dalla capacitàe qualità del lavoro dei Soci, la cui compe-tenza ed efficacia consente di ridurre alminimo l’insorgere di situazioni a rischio,reciproche o verso strutture di terzi.

CapitoloIDENTIFICAZIONE E MISURAZIONE

DELL’INTERFERENZADA CORRENTE DISPERSA

Specifica che nei casi di possibile interferenzaelettrica da c.c. è necessaria l’analisi dellostato elettrico della struttura tenendo in giu-sta considerazione anche le caratteristicheelettriche e la posizione della presumibilesorgente dell’interferenza unitamente ai valo-ri rilevati durante le misurazioni di controllo.I metodi principali che permettono di indivi-duare l’interferenza elettrica da correntidisperse, consistono nel misurare uno o piùdei seguenti parametri come: le variazionidel potenziale, gli scostamenti dai normalipotenziali, i gradienti elettrici nel terreno, lecorrenti in linea, sulle sonde di potenziale opiastrine. Una nota precisa che le variazionidei valori della corrente e della polarità per-mettono una identificazione delle interfe-renze elettriche nelle reti complesse.

CapitoloMISURAZIONE

Precisa che per stabilire il rischio di corro-sione al quale il metallo della struttura puòessere esposto dalle correnti disperse, è da

valutare la variazione positiva del potenzialedella struttura stessa (interferenza anodicao peggiorativa). La norma considera anche la probabilità chela struttura metallica possa essere soggettaa corrosione catodica (ndr, più propriamen-te anfotera) che è da misurare riferendosialla variazione negativa del potenziale dellastruttura (interferenza catodica o migliorati-va) e rimanda all’allegato A e alla norma UNIEN 12954, per i chiarimenti supplementari.Le elevate densità di corrente possono darluogo a corrosione anfotera di metallisuscettibili a elevati valori di pH, come adesempio: alluminio, piombo e alla perditad’aderenza di rivestimenti dalla superficiedel metallo in corrispondenza dei difetti nelrivestimento (distacco catodico). Negliacciai ad alta resistenza, particolarmentecon struttura martensitica, l’elevata densitàdi corrente può dar luogo a infragilimentoda idrogeno. Nel seguito la norma specifica che le misuredel potenziale della struttura sono da ese-guire rispetto all’elettrodo di riferimentoCu-CuSO4 saturo, posato sulla verticaledella struttura interferita, mentre per le tec-niche di misurazione si deve fare riferimentoalla norma UNI EN 13509. Le misurazioni digradiente di potenziale sul terreno possonoaccertare la polarità e l’entità della correntedispersa. La misura dell’intensità e direzionedella corrente che circola e/o la variazionedi potenziale su sonde di potenziale o pia-strine sono indicate per stabilire un possibi-le rischio di corrosione.Per effettuare misurazioni accurate occorreutilizzare idonei strumenti registratori,ponendo attenzione all’impedenza d’ingres-so, al periodo di campionamento (o allavelocità della carta) e alle condizioni e fil-traggio del segnale.Per il rilievo delle interferenze elettriche, lanorma opera la distinzione tra interferenzastazionaria e non stazionaria, vale a direil possibile livello di variabilità nel tempodelle correnti disperse. L’interferenza stazionaria si verifica, quandola struttura si trova immersa in un campoelettrico costante, vale a dire intensità edirezione non subiscono variazioni neltempo, come ad esempio la corrente disper-sa da impianti di protezione catodica a cor-rente costante. I potenziali della struttura oi gradienti di potenziale sul terreno sono damisurare sia con la sorgente della correntedispersa in servizio sia fuori servizio e ivalori misurati in queste due condizionisono da correlare fra loro. Se la sorgentenon può essere temporaneamente postafuori servizio, l’interferenza è da determina-re mediante prove eseguite in diverse con-dizioni di funzionamento della sorgentestessa.L’interferenza non stazionaria si verifica,quando, la struttura si trova immersa in un

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campo elettrico variabile, vale a dire inten-sità e direzione subiscono delle variazioninel tempo, come ad esempio la correntedispersa da sistemi di trazione a c.c., daimpianti industriali e da impianti di protezio-ne catodica a potenziale costante. I poten-ziali o i gradienti misurati essendo variabilinel tempo sono da eseguire con strumentiregistratori e il periodo di tempo deve esse-re adeguato a caratterizzare il campo elet-trico esistente nell’arco di 24 h. In detti casiè opportuno registrare contemporanea-mente i valori del potenziale della strutturainterferita e il valore di almeno un parame-tro di funzionamento della sorgente dell’in-terferenza per consentire la correlazionedei valori rilevati.

CapitoloCRITERI D’AMMISSIBILITÀ

DELLE INTERFERENZE ELETTRICHEÈ suddiviso in due sottocapitoli, rispettiva-mente interferenza anodica e interferenzacatodica, con i corrispondenti valori limitiammissibili.Per l’interferenza anodica (o peggiorativa),vale a dire la variazione in senso positivo delpotenziale della struttura, i valori della varia-zione di potenziale sono differenti in funzio-ne se la struttura interferita è senza prote-zione catodica (in corrosione libera) o se lastruttura interferita è provvista della prote-zione catodica.Sulle strutture metalliche senza protezionecatodica, le interferenze anodiche sonoammissibili se la variazione positiva delpotenziale ∆E è uguale o minore ai valoridella Tabella 1.

Una nota specifica che quando i valori dipotenziale (inclusa la caduta IR) sono varia-bili molto rapidamente può essere difficol-toso valutare se l’interferenza anodica rien-tra nel criterio di accettabilità della Tabella1; in questi casi occorre considerare la dura-ta, l’estensione delle variazioni del potenzia-le, la frequenza delle variazioni o la mediadella variazione di potenziale. Se ancora nonè possibile stabilire se le variazioni sonoaccettabili, devono essere eseguite le misuredel potenziale prive di caduta di tensione IR,per esempio ponendo l’elettrodo moltovicino alla struttura o con l’uso di ponti elet-trolitici (detti anche capillari).Sulle strutture alle quali è applicata la prote-zione catodica, l’interferenza anodica non èammissibile se il potenziale della strutturaprivo di caduta di tensione IR è più positivodel valore del potenziale di protezione (Ep)di cui alla norma UNI EN 12954. Per materiali ferrosi non legati o basso legatiil potenziale di protezione è - 0,85 V per ter-reni aerobici e - 0,95 V per terreni in anae-robici riferiti all’elettrodo di riferimento Cu-CuSO4 saturo. Questi valori sono da misu-rare e valutati nei periodi di maggiore inten-

sità del campo elettrico nel corso del nor-male funzionamento del sistema interferen-te. Per valutare l’ammissibilità dell’interfe-renza è da considerare l’installazione disonde di potenziale o piastrine.Per valutare l’interferenza non stazionariasu strutture protette catodicamente posso-no essere eseguite misurazioni sulle sondedi corrente descritte nell’Allegato D, ripor-tato in appendice. In situazioni particolari come ad esempiosotto l’influenza di sistemi di trazione a c.c.se possono esserci motivi per dubitare sullanon accuratezza del metodo di misura utiliz-zato si possono impiegare altre tecniche dimisura (ad esempio: piastrine per perdita dipeso) per stabilire se la struttura è protettacatodicamente.L’interferenza catodica (o migliorativa), valea dire la variazione in senso negativo delpotenziale della struttura, è ritenuta nonammissibile se il valore del potenziale privodi caduta di tensione IR è più negativo delpotenziale limite critico (El), di cui alla normaUNI EN 12954. Le variazioni in senso nega-tivo del potenziale per interferenza catodicasu una zona della struttura implicano l’esi-stenza, in altre zone della stessa struttura, divariazioni in senso positivo del potenzialeper interferenza anodica. In ogni caso se simisurano variazioni molto negative delpotenziale (∆E > 500 mV, compresa la cadutaIR), è raccomandato di individuare le zonecon le variazioni anodiche del potenziale.

Quando la struttura interferita è immersa inun campo elettrico variabile, la presenzadelle correnti disperse rende difficoltosa l’e-liminazione delle cadute ohmiche nel terre-no. Non essendo possibile applicare la tecni-ca di misurazione del potenziale off istanta-neo o collocare l’elettrodo di riferimento invicinanza alla falla nel rivestimento dellastruttura, per ridurre al minimo il contributodelle cadute ohmiche, sono da impiegaretecniche di misura che consentono di valuta-re il potenziale vero della struttura al nettodelle cadute ohmiche anche in presenza dicorrenti disperse, norma UNI EN 13509.

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Struttura metallicaResistivitàelettrolitaρ (Ωm)

Variazione massim apositiva ∆E (mV)

(inclusa la caduta IR)

Variazione massimapositiva ∆E (mV)

(esclusa la caduta IR)

Acciaio, ghisa

≥ 200 300 20

da 15 a 200 1,5 x ρ* 20

< 15 20 20

Piombo 1,0 x ρ*

Acciaio in strutture dicalcestruzzo interrate 200

*La resistività ρè in Ωm

Tabella 1 Variazioni positivedel potenziale ∆E(mV) ammissibiliper strutturemetalliche interra-te o immerse allequali non è appli-cata la protezionecatodica

Lo scambiodi informa-zioni coordi-nato daApce haportato allariduzionedei rischi dicorrosioneda correntivaganti


Introduzione del capitoloRIDUZIONE DELL’INTERFERENZA

ELETTRICA DA CORRENTE DISPERSA - MODIFICHE SULLA SORGENTE

INTERFERENTESpecifica che gli interventi per evitare oridurre gli effetti delle interferenze da cor-renti disperse sono da adottare inizialmen-te sulla sorgente elettrica a c.c. che è lacausa dell’interferenza sulle struttureinterrate. Compatibilmente con le caratte-ristiche funzionali del sistema, se gli inter-venti sulla sorgente interferente non sonopraticabili o non sono efficaci, sono daadottare i provvedimenti sulla strutturainterferita, mentre per alcuni casi puòessere necessario adottare provvedimentisu entrambe le strutture (interferente edinterferita) per avere un livello d’interfe-renza accettabile.La norma, inoltre, accenna alla cosiddettainterferenza secondaria per cui una strutturainterferita, a sua volta diviene struttura inter-ferente nei confronti di una seconda struttu-ra metallica. Gli esempi dell’Allegato E chia-riscono il concetto espresso. La norma rac-comanda di agire innanzitutto sulla sorgenteinterferente primaria e solo in seconda bat-tuta sulla sorgente secondaria.Nel seguito il documento descrive le diffe-renti sorgenti interferenti come alcuniimpianti a c.c. in aree industriali e nei porti,i sistemi di comunicazione a c.c., i sistemi ditrazione a c.c., i sistemi di trasmissione dienergia ad alta tensione a c.c., i sistemi diprotezione catodica e l’interferenza da dre-naggio elettrico (interferenza secondaria) eper ognuna di esse specifica gli appropriatiprovvedimenti e accorgimenti preventiviper limitare le correnti disperse e quindicontenere le interferenze elettriche sullealtre strutture interrate.

CapitoloRIDUZIONE DELL’INTERFERENZADA CORRENTE DISPERSA -

MODIFICHE SULLA STRUTTURAINTERFERITA

descrive i possibili interventi sulla strutturainterferita che possono essere adottati sin-golarmente o associati tra loro come l’in-stallazione di dispositivi di limitazione, il col-legamento fra struttura interferita ed inter-ferente, la modifica della continuità elettricadella struttura interferita e l’aumento delladistanza dalla struttura interferente.Per la scelta dei provvedimenti è necessariovalutare anche gli elementi caratteristicidella struttura interferente e della strutturainterferita come:• l’ubicazione della struttura interferente,che è importante nella soluzione che siaeconomicamente e tecnicamente soddi-sfacente;

• le caratteristiche della struttura interferi-ta, come ad esempio, il tipo di rivestimen-

to isolante, la sua continuità elettrica e sealla stessa è applicata o meno la protezio-ne catodica;

• le caratteristiche dell’ambiente fra lastruttura interferita e quella interferente(conducibilità del terreno e presenza distrutture metalliche vicine);

• l’entità e la variabilità della correntedispersa. I valori della corrente possonovariare da frazioni di ampere a decine diampere.

CapitoloPREREQUISITI DI PROGETTAZIONE

Al primo punto indica l’applicazione di rive-stimenti isolanti sulla struttura interferitaper ridurre l’assorbimento delle correntidisperse. Ragionando ipoteticamente è pos-sibile riferire che qualora una strutturainterrata sia dotata di un rivestimento per-fettamente integro, l’interferenza elettricanon può avere luogo, poiché non può avve-nire il passaggio di corrente da una strutturaall’altra attraverso il terreno. In presenza difalle o difetti, gli effetti dell’interferenza elet-trica diventano importanti poiché gli scambidi corrente tra metallo e terreno si manife-stano in corrispondenza delle falle e deidifetti. Ne consegue che il rivestimento daapplicare deve essere di qualità e particolar-mente curato negli incroci, negli strettiparallelismi con altre strutture metallicheinterrate e nelle zone dove le variazioni delcampo elettrico sono particolarmente ele-vate. In generale è più efficace l’applicazionedel rivestimento sulle zone catodiche.Il successivo prerequisito per evitare o ridur-re le interferenze elettriche è l’isolamentoelettrico da altre strutture metalliche (adesempio tubi di protezione). Sono da evitarecontatti metallici diretti non voluti con le sor-genti di correnti disperse o con eventualistrutture metalliche che possono a loro voltaessere interessate dalle correnti disperse.Un altro prerequisito di progettazione è diaumentare la distanza tra la struttura inter-ferente e la struttura interferita, poiché illivello dell’interferenza elettrica diminuiscecon la distanza tra le stesse. Le strutture dinuova posa sono da collocare il più lontanopossibile dalle sorgenti di correnti disperseconosciute.

CapitoloINSTALLAZIONE DI DISPOSITIVI

DI LIMITAZIONESpecifica che l’installazione dei dispositiviper limitare la corrente dispersa hanno loscopo di ridurre o eliminare la circolazionedi questa corrente dalla struttura interferitadirettamente nell’ambiente, al fine di osser-vare i criteri di ammissibilità delle interfe-renze.Questo può essere realizzato:• con il ritorno della corrente dispersa attra-verso un collegamento metallico (drenag-

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Sono daevitare icontattimetallicidiretti conle sorgentidi correntidisperse


gio) dalla struttura interferita alla sorgentedi c.c. (vedere i successivi capitoli);

• con il ritorno della corrente dispersaattraverso il terreno con l’uso di elettrodidi terra dalla struttura interferita al strut-tura che origina la c.c.;

• mediante l’applicazione di una c.c. tra il ter-reno o l’elettrolita al sistema interferito.

In tutti i casi, i dispositivi devono consentirela regolazione della corrente per permette-re di far circolare quella corrente minimanecessaria per mantenere l’interferenzaelettrica nei limiti prescritti dalla norma. Inquesto caso la cooperazione e l’approvazio-ne delle parti interessate hanno un ruolo dirilievo per mettere in opera i dispositivi edeseguire i collegamenti e le connessioni allerispettive strutture. Inoltre, l’installazione di un collegamentometallico (drenaggio) fra una struttura inter-rata estesa in lunghezza (condotta o cavo) euna struttura con valori più negativi, comead esempio, la sbarra negativa di una sotto-stazione elettrica di conversione, aumental’intensità e l’estensione del campo elettricocon il conseguente aumento del rischio d’in-terferenza su altre strutture interrate. Una nota precisa che in alcuni Paesi ledisposizioni elettriche nazionali e/o le dispo-sizioni di sicurezza possono vietare l’uso dialcune tecniche di riduzione delle correntidisperse. In questi casi, le disposizioni nazio-nali in vigore sono prevalenti sulla norma.

CapitoloCOLLEGAMENTO DI DRENAGGIO DIRETTORiporta che nel collegamento di drenaggiodiretto la corrente può circolare in entram-be le direzioni quindi questo collegamentopuò essere adottato solo, quando il poten-ziale nel punto di collegamento alla sorgentedi c.c. è sempre più negativo del potenzialedella struttura interferita e quindi la corren-te che circola nel collegamento non s'inver-tirà mai. Considerato che le rotaie e lestrutture interferite possono temporanea-mente invertire la polarità, i collegamenti didrenaggio diretto non devono essere instal-lati sui sistemi di trazione a c.c. Variazioni dipotenziale e circolazione di corrente posso-no essere limitati inserendo un resistorevariabile sul collegamento, mentre un fusibi-le può essere inserito per limitare la corren-te drenata. Questa soluzione impiantisticanon è da adottare per proteggere catodica-mente la struttura interferita.

CapitoloCOLLEGAMENTO DI DRENAGGIO

UNIDIREZIONALEPrecisa che nel collegamento di drenaggiounidirezionale (o collegamento elettricopolarizzato) la corrente di drenaggio puòcircolare solo in una direzione, vale a diredalla struttura interferita alla struttura inter-ferente. Per tale motivo il collegamento di

drenaggio unidirezionale può essere realiz-zato, dove il potenziale della struttura inter-ferente assume, rispetto alla struttura inter-ferita, valori sufficientemente negativi e pertempi lunghi, come ad esempio nei sistemi ditrazione a c.c.I collegamenti di drenaggio unidirezionalesono di solito provvisti di un resistore per laregolazione della corrente drenata e di unfusibile per limitare la corrente circolante. Lacorrente drenata può anche essere automati-camente controllata con idoneo sistema dicontrollo e regolazione cui deve far capo ilpotenziale della struttura interferita, permezzo di un elettrodo di riferimento installa-to permanentemente. Anche questa soluzioneimpiantistica non è da adottare per protegge-re catodicamente la struttura interferita.La norma UNI 10428 “Impianti di drenaggiounidirezionale” definisce i tipi e i requisitidegli impianti di drenaggio. Questa normaprescrive che in aggiunta ai componentiricordati in precedenza, l’apparecchiatura didrenaggio unidirezionale deve essere prov-vista anche del dispositivo di corrente inver-sa che interviene, interrompendo il circuitodi drenaggio, quando una causa qualsiasi cor-tocircuiti il diodo unidirezionale.La procedura operativa subdirezionale RFITC PS IFS 621 A del 28 gennaio 2003 dellasocietà Rete Ferroviaria Italiana, disciplina lemodalità di esecuzione dei collegamenti elet-trici per la realizzazione di drenaggi unidire-zionali tra le strutture metalliche interrate eil circuito di ritorno delle linee ferroviariedella società stessa. Per il collegamento didrenaggio unidirezionale con altri Enti gesto-ri di linee di trazione devono essere osser-vate le procedure emesse dagli stessi Enti.

CapitoloCOLLEGAMENTO DI DRENAGGIO FORZATORiferisce che generalmente il collegamentodi drenaggio forzato (o drenaggio elettricoforzato) è utilizzato quando il drenaggiodiretto o unidirezionale non permette didrenare in modo sufficiente la correntedispersa presente sulla struttura interferitain quanto la struttura interferente non ha ilvalore di potenziale sufficientemente negati-vo. Questa possibilità si potrebbe verificaresulle linee di trazione a c.c. Il collegamentodi drenaggio forzato è costituito da un ali-mentatore di protezione catodica (normaUNI CEI 8), connesso fra la struttura inter-ferita e il circuito di ritorno della linea ditrazione. La norma UNI 11094, prevedeanche l’impianto di drenaggio misto che ècostituito da un drenaggio unidirezionale eda un alimentatore di protezione catodica,connessi nello stesso punto di collegamentoalla struttura interferita. La procedura ope-rativa della società Rete Ferroviaria Italiana,in precedenza esposta, prescrive che sullelinee equipaggiate con blocco automatico gliimpianti di drenaggio con alimentatore pos-

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Gli anodigalvanicinon posso-no avere lafunzione dicontrastodelle cor-rentidisperse dalinee elettri-ficate


sono essere realizzati solo se la linea ferro-viaria è equipaggiata anche con Rds (rileva-tori di squilibrio), in questo caso gli alimen-tatori necessari per l’esecuzione di taliimpianti devono essere preventivamenteapprovati dalla società RFI SpA.

CapitoloSISTEMA DI MESSA A TERRA

Riferisce che un sistema di elettrodi di terra,consente un collegamento metallico a bassaresistenza al terreno, rendendo possibile lacircolazione della corrente dispersa dallastruttura interferita direttamente nel terreno.Questo metodo può essere usato, quando illivello d’interferenza è basso e quando lastruttura interferita è elettricamente ben iso-lata, come ad esempio condotte o cavi estesiin lunghezza interferiti da correnti dispersedai sistemi di trasmissione ad alta tensione ac.c. (HVDC) o da un sistema di protezionecatodica.Il sistema di elettrodi di terra costituiti daanodi galvanici non può avere la funzione diprotegge una struttura interferita dalle cor-renti disperse generate dalle linee di trazione.

CapitoloSISTEMA A CORRENTE IMPRESSA

Specifica che il sistema a corrente impressapuò essere usato per limitare gli effetti dellecorrenti disperse, quando il livello dell’inter-ferenza è basso. Lo scopo è quello di mitiga-re gli effetti delle correnti disperse e nonconseguentemente di fornire la protezionecatodica alla struttura interferita. Il sistema acorrente impressa è da prendere in esamequando può esserci una o più delle seguenticondizioni: la struttura interferita è ben rive-stita; la distanza fra la sorgente interferentee la struttura interferita è notevole per rea-lizzare il collegamento di drenaggio; il dre-naggio elettrico fra la struttura interferita einterferente non è appropriato per motivi disicurezza o per limitare l’interferenza sullestrutture estranee vicine; la struttura inter-ferita è permanentemente protetta catodi-camente per altri scopi.

CapitoloMODIFICA DELLA CONTINUITÀ ELETTRICA

DELLA STRUTTURA INTERFERITAIndica che per limitare le interferenze da

correnti disperse su strutture estese inlunghezza (condotte in acciaio o strutturein cemento armato) è possibile installaregiunti isolanti (UNI EN 12954). Idonee pre-cauzioni sono da adottare per salvaguarda-re i giunti isolanti stessi da corrosioni perla corrente che potrebbe circolare da unlato all'altro del giunto stesso attraverso ilterreno.Nelle condotte convoglianti soluzioni elet-trolitiche sono da prendere idonee precau-zioni per evitare le possibili corrosioniinterne (UNI EN 12954). Per le condotte inghisa rivestite, le eventuali interferenzeelettriche devono essere valutate sui latidelle giunzioni e particolarmente nelle areedove il campo elettrico è molto variabile(gradiente di potenziale maggiore di 200mV per singola lunghezza della condotta).Questa condizione può manifestarsi entrouna distanza di 10 m dalle rotaie di sistemidi trazione a c.c. e in vicinanza di dispersoridi corrente. Se i valori dell’interferenzaelettrica non sono accettabili essi devonoessere cortocircuitati con cavi e sono daadottare i provvedimenti descritti nei capi-toli: collegamento drenaggio diretto, colle-gamento drenaggio unidirezionale e colle-gamento drenaggio forzato. Per i cavi inter-rati ad alta tensione considerazioni di sicu-rezza e norme nazionali possono escluderel’uso di giunti isolanti o richiedere precau-zioni supplementari.

CapitoloVERIFICHE E CONTROLLI

Prescrive che verifiche e controlli a inter-valli regolari (UNI EN 12954 e UNI 11094)sono da eseguire sugli impianti e i dispositi-vi che sono stati installati per limitare la cir-colazione delle correnti disperse. La norma termina con cinque appendiciinformative che sviluppano A) Corrosioneda correnti disperse, misure di potenziale ecaduta IR, B) Principi dell’interferenza ano-dica e catodica; C) Criteri per i livelli mas-simi accettabili della variazione del poten-ziale ∆U dell’interferenza anodica, D) L’usodi sonde di corrente per valutare l’interfe-renza di correnti disperse variabili su strut-ture protette catodicamente e E)Situazione d’interferenze e tecniche di pro-tezione.

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[1] CEI EN 50122-2:1999 Applicazioni ferroviarie, tranviarie, filoviarie e metropolitane -Impianti fissi Parte 2: Protezione contro gli effetti delle correnti vaganti causate da siste-mi di trazione a corrente continua

[2] UNI EN 12954:2002 Protezione catodica di strutture metalliche interrate o immersePrincipi generali e applicazione per condotte

[3] UNI EN 13509: 2004 Tecniche di misurazioni per la protezione catodica[4] D. Gentile, Valutazione e prevenzione delle condizioni di interferenze elettriche - Servizi a rete

n. 4 luglio/agosto 2006.

Riferimenti


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Appendice

Norma CEI EN 50162, Allegato D (informativo)1

L’uso di sonde di corrente per valutare l’interferenza da corrente dispersa variabile sustrutture protette catodicamente

Metodo di misuraLe sonde di corrente possono essere usate per valutare l’interferenza variabile della cor-rente dispersa su strutture in protezione catodica. Un metodo usato per eseguire la misuracon le sonde di corrente è riportato in Figura 1.

Una sonda di corrente, costituita da un tondo di acciaio rivestito con una parte della super-ficie nuda, è infissa nel terreno alla profondità della condotta. La sonda è collegata elettri-camente alla struttura. La superficie nuda della sonda ha la funzione di simulare una fallanell’isolamento della condotta. La registrazione amperometrica ha lo scopo di determinarela direzione e variazioni della corrente. Le misurazioni con strumenti registratori sono daeseguire per un periodo di 24 ore.

Procedura di misura e valutazione • Fase 1: La corrente della sonda corrispondente al potenziale di protezione catodica

della condotta (secondo UNI EN 12954) è misurata durante un periodo in cuila condotta non è interferita dalla corrente dispersa variabile (di notte). Questacorrente della sonda è definita come 100% (valore di riferimento) e indicatonella Figura 2, periodo “A”

• Fase 2: La corrente della sonda (risultante della corrente di protezione e della correntedispersa) è registrata in continuo per un periodo di 24 h

• Fase 3: La valutazione è eseguita individuando l’ora durante la quale si hanno le massimeriduzioni della corrente della sonda (cioè l’ora in cui si verificano le massimevariazioni positive del potenziale), periodo B in Figura 2

• Fase 4: I valori di corrente della sonda minori a qualsiasi valore riportato nella colonna1 della Tabella 1 indicano un elevato rischio di corrosione se la loro durata com-plessiva supera i corrispondenti valori della colonna 3, Tabella 1.

Figura 1 - Metodo di misura

1. Traduzione in lingua italiana non ufficiale eseguita da Davide Gentile

CEI EN50162 rac-comandal’uso dellepiastrine inqualità disonde dicorrenteper monitorarele correntivaganti


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Corrente in % del livellodi riferimento

Massimo accettabile di durata del periodo

% dell’ora peggiore secondi

> 70 illimitato

< 70 40 1440

< 60 20 720

< 50 10 360

< 40 5 180

< 30 2 72

< 20 1 36

< 10 0,5 18

< 0 0,1 3,6

NOTA 1 - I valori numerici in Tabella 1 sono basati su esperienze pratiche di dieci anni.

NOTA 2 - La valutazione effettuata secondo la Tabella 1 può sovrastimare il rischio di corrosionenei casi in cui i potenziali senza caduta IR (ad es.: come misurati nella fase 1) sono considerevol-mente (ad es.: 250 mV) più negativi del potenziale di protezione in accordo all’UNI EN 12954.

Corrente

nella sonda

Periodo A

Tempo (h)

entrante

Livello di

riferimento

uscente

Periodo B

(ora peggiore)

Tempo in % dell’ora peggiore

Corr

ente

della

sonda in %

de

lla

corr

ente

di pro

tezio

ne

Figura 2 - Esempio di registrazio-ne di una misura dicorrente sulla sonda(“A” indica il periodoin cui si misura il livellodi riferimento; “B” indi-ca il periodo con la piùelevata riduzione dellivello di riferimento)

Figura 3 - Rappresentazionegrafica di Tabella 2

Tabella 2 - Criterio della corrente nel casod’interferenza da sistemi ditrazione in c.c.


a tendenza ad attribuire alle correnti vaganti la causa di attacchi di cor-rosione inaspettati resiste ancora anche in ambiti al di sopra di ogni sospet-to1. Ciò è dovuto da una parte alla poca conoscenza dei principi della cor-rosione e dall’altra alla comodità di scaricare delle responsabilità su causeignote e misteriose come appaiono le correnti vaganti.Ci sono casi diventati emblematici, dei veri e propri stereotipi di questo

abuso, come la corrosione interna di apparecchiature e la corrosione delle tubazioni negliappartamenti. In entrambi i casi si tratta di attacchi di corrosione in “piena regola” dove lecorrenti vaganti non c’entrano per niente.

Corrosione all’interno di una caldaiaI fautori delle correnti vaganti attribuiscono la foratura dei tubi di una caldaia lato acquanon già all’ossigeno presente e al trattamento non adeguato dell’acqua, bensì all’interventodi misteriose e onnipresenti correnti vaganti. Vediamo di discutere seriamente la questio-ne. Se si trattasse di correnti vaganti, sarebbe innanzitutto necessario individuarne la sor-gente. Nel terreno sono spesso presenti le correnti vaganti disperse da impianti di prote-zione catodica a corrente impressa e dai binari dei sistemi di trazione elettrica a correntecontinua. Ma come potrebbero queste correnti vaganti interessare l’interno dei tubi? Dicerto, tali correnti vaganti potrebbero percorrere diversi cammini (tra loro in parallelo ecompetitivi) fino a fare ritorno alla sottostazione o alla struttura in protezione catodica. Icammini “naturali” sono il percorso diretto: binario, terreno, sottostazione o in caso diinterferenza sulla rete di terra: binario, terreno, rete di terra (corrosione), terreno, sotto-stazione. L’ipotetico cammino alternativo in grado di provocare la corrosione internadovrebbe essere: binario, terreno, rete di terra, tubi caldaia (corrosione), acqua caldaia, tubicaldaia, rete di terra (corrosione), terreno, sottostazione. Come si vede subito è un per-corso impossibile, perché il cammino interno: tubi caldaia (corrosione), acqua caldaia, tubicaldaia non è possibile perché il metallo è equipotenziale. In aggiunta, questo ipotetico per-corso è caratterizzato da cadute ohmiche più grandi, ma soprattutto da sovratensioniinterne ai tubi da vincere, che “scoraggiano” la corrente a intraprendere tale impresa. La

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corroSioNE E protEzioNE

Tipici casi improbabilidi interferenza

1. Nel 1802 Alessandro Volta scriveva [A. Volta, Letters, Istituto Lombardo di Scienze e Lettere, Milan,Italy, 1923]: “supposta un’elettricità sotterranea qualunque, questa naturalmente seguirebbe nel propagarsi lavia de’ migliori conduttori, e quindi scorrerebbe lungo le vene d’acqua sotterranee, gli strati metallici, il terrenoumido ecc., e non mai verrebbe a rigurgitare attraverso e fuori dal suolo nell’aria o nei corpi viventi che passeg-giano sul suolo medesimo né ad afferrarli in alcun modo”. Ovviamente le correnti vaganti ai tempi di Voltanon esistevano – e infatti Volta nella lettera argomenta sulla insussistenza della pretesa elettricità sot-terranea – perché non esistevano dispersori come quelli odierni degli impianti ferroviari o tranviari.Ma se fossero esistite, Volta ne avrebbe conosciuto le regole.

Ripreso da: L. Lazzari, P. Pedeferri, M. Ormellese, Protezione Catodica,Polipress, Milano, 2006


conclusione è che la causa della corrosio-ne è la “corrosione” e di certo non le cor-renti vaganti.

Corrosione di tubazioninegli appartamenti

La foratura delle tubazioni degli impiantiidraulici annegate nelle solette dei pavi-menti è un fenomeno piuttosto frequente.Esso è spiacevole e fastidioso sia per icosti di riparazione, sia per il disagio cheprovoca. Ma non solo: è spesso l’origine dilunghi contenziosi, dove risulta comodo,almeno per una delle due parti in causa,addossare le responsabilità alle correntivaganti. Il fenomeno si presenta con evi-denti attacchi di corrosione sulla superfi-cie esterna della tubazione, uno dei qualiha provocato la perforazione. In questocaso la corrosione interessa la superficieesterna e perciò l’intervento delle correntivaganti non potrebbe essere a priori esclu-so. Come nel caso precedente, le correntivaganti possono essere presenti nel terre-no e la rete di terra potrebbe intercettar-le. Infatti, rispetto al cammino nel terreno,è possibile un percorso alternativo costi-tuito da: binario, terreno, rete di terra,

tubazioni (corrosione), calcestruzzo, retedi terra, terreno, sottostazione. Ma esso èdi gran lunga più resistivo, dovendo attra-versare materiali come mattoni o calce-struzzo, che hanno resistività più alta delterreno. Inoltre, la geometria della struttu-ra, se paragonata al terreno, implica valoripiù elevati di resistenza a causa delle sezio-ni di ritorno più piccole. Si può stimare unrapporto tra le resistenze paragonabile aquello tra le resistività dei materiali coin-volti, e pertanto di almeno 3 ordini digrandezza. Ne deriva che la densità di cor-rente che circola nel calcestruzzo è del-l’ordine dei nA/m2, con effetti di corrosio-ne del tutto trascurabili. In un caso specifi-co riguardante un edificio prospiciente unastazione ferroviaria a Milano, sono statimisurati al secondo piano variazioni dipotenziale delle armature nelle ore di mas-simo traffico ferroviario inferiori a 3 mV. Inaltre parole, una corrente d’interferenzacircolava, ma di entità insignificante. In con-clusione, a meno che non siano misurate, èdifficile che si possano invocare condizionidi interferenza e le cause di corrosionedevono essere ricercate nella perdita dellapassività delle tubazioni annegate nel calce-struzzo e nella presenza di ossigeno.

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Troppospessole correntivagantisono erro-neamenteindicatecome causadi corrosioneall’internodelle appa-recchiature


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La redazione informa

ASSOCIAZIONE PER LA PROTEZIONE DALLE CORROSIONI ELETTROLITICHE

n. 39 - dicembre 2009

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Perio

dico

regi

stra

to p

ress

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tribu

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al n

. 67

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17.0

2.98

- S

pedi

zione

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bbon

amen

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osta

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0% -

Rom

a

pg.

4AEEG

Progetto semplificazione

Delibera per il trasporto

del gas naturale

pg.

16

pg. 8

Intervista Ing. C. Pillon

ACEGAS APS

Spazio CIG

La responsabilità giuridica

parte seconda

pg.

22

Spazio CIG

Vietato il “fai da te”

pg.

25pg.

8Recenti attivazioni delle lineeferroviare AV/AC italiane

pg.

42010Forum Italiano Sicurezza Gas

Interferenza da correntealternata: prove sul campo

pg.

15

n. 40 - giugno 2010ww ww ww .. aa pp cc ee .. ii tt

Periodico re

gistrato presso il tribunale di Rom

a al n. 67 in data 17.02.98 - Spedizione in abbonam

ento postale 70%

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Spazio CIGCompletato l’assetto normativo

per i nuovi materiali

pg.

22pg.

6

PROTEZIONE CATODICARiferimenti Normativi

PROTEZIONE CATODICARiflessioni sui dato AEEG

pg.

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CERTIFICAZIONE DEL PERSONALE

Le regole nella protezione catodica

n. 34 - settembre 2008ww ww ww.. aa pp cc ee .. ii tt

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N.46 – Dicembre 2011, sarà dedicato ai modelli matematici usati in PC sia per l’ingegneria siaper il monitoraggio. Questo tema potrà essere esteso anche alle applicazioni diversedai terreni, come quelle marine e per l’interno delle apparecchiature.

Per i prossimi due numeri si proponeN.47 - Marzo 2012, gestione degli impianti di PCN.48 - Giugno 2012, esperienze di laboratorio e di campo

Istruzioni per gli autoriGli articoli inviati alla redazione ([email protected]) devono preferibilmente rispet-tare la seguente struttura:- Titolo - Autori con affiliazione (completa) - Sommario (o abstract)- Titolazione dei paragrafi principali, per esempio:

• Introduzione• Condizioni sperimentali (o dati di progetto)• Risultati• Discussione• Conclusioni

- Ringraziamenti (eventuali)- Riferimenti (bibliografici o fonti di altra natura, per esempio siti web)

Manoscritti, fotografie e materiale grafico inviati alla redazione non saranno in ogni casorestituiti.

NotaLe notizie e le opinioni contenute negli articoli non impegnano la redazione ed esprimonoquelle degli autori.


Via Vigentina 2 - 27010 San Genesio ed Uniti (PV) tel. +39 0382 580 289 ext. 217

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e-mail: [email protected] website: www.tecnosystemgroup.com

Case History

P u b b l i r e d a z i o n a l e

l monitoraggio remoto è una tecnica moltoinfluenza dal costante sviluppo della tecnologia:con oltre 20 anni di esperienza nel settoredella Protezione Catodica e più di 10 in quellodel monitoraggio remoto, Tecnosystem si evol-ve nel tempo grazie alla sua stessa esperienza

ma soprattutto grazie a quella dei propri Clienti. E’ proprio sullabase delle richieste condivise con gli operatori di ProtezioneCatodica che Tecnosystem sviluppa costantemente nuovi pro-dotti e nuovi strumenti, per semplificare il lavoro di chi, quoti-dianamente, deve gestire i sistemi di protezione catodica, permigliorare la qualità e l’affidabilità dei dati rilevati.

E’già a partire dalla metà degli anni 90 che Tecnosystem comin-cia a specializzarsi nel settore del telecontrollo, sviluppando poi,alla fine del decennio, il progetto CCOL che diventa, nel tempo,l’attività prevalente della società.

l progetto CCOL nasce e si fonda sull’idea di gestire i dati inmaniera semplice, veloce ed economica, avendo, allo stessotempo, una visione completa, dettaglia e storicizzata del sistemadi protezione catodica, con una acquisizione continua ed auto-matizzata dei dati di campo. Il servizio, nella sua concezione ori-ginaria, prevede la visualizzazione dei dati tramite un sito inter-net operativo dedicato – www.ccol.it - e risolve le criticità tipi-che legate alle attività di manutenzione manuale.

Negli ultimi 10 anni Tecnosystem ha sviluppato tre diverse gene-razioni di acquisitori dati ed ha aggiornato per tre volte la piat-taforma internet per la gestione dei dati, fino ad arrivare alMegadrone – il nuovo datalogger ad otto canali per la letturacontemporanea di corrente DC ed AC – ed al sito CCOLG3, laterza e più recente release, tutt’ora in fase di ‘work in progress’che sarà totalmente operativa a fine anno.ll Megadrone è l’ultima evoluzione della ‘famiglia’ degli acquisi-tori di campo Drone : progettati a partire dal 2005, i Droni sonocaratterizzati da batterie al litio a lunga durata, che ne permet-tono il funzionamento in autonomia per 36 mesi (48 mesi nelcaso del Megadrone), protezioni contro le sovratensioni e le

i

Tecnosystem Group:l’evoluzione di prodotti e servizi per una gestionesempre più efficace dei sistemi di protezione catodica


scariche atmosferiche (ulteriormente potenziate sul Megadrone).

Il Megadrone, così come gli altri datalogger della famiglia Drone, sicaratterizza per la facilità di installazione, che permette all’operato-re di cablare con rapidità il dispositivo e di concludere le operazio-ni di avviamento in pochi minuti.

Grazie agli otto canali disponibili, 4 per misure di corrente continuae 4 per misure di corrente alternata, il Megadrone permette diavere un reale riscontro dell’influenza della corrente AC sullo statodella corrosione e di verificare, se necessario, lo stato dell’alimen-tatore in caso di malfunzionamento dello stesso. Inoltre, con lanuova unità di memoria potenziata, i dati rilevati sono conservatiall’interno del dispositivo per 14 giorni consecutivi, a garanzia dicontinuità e conformità alla normativa attuale. Con il nuovoMegadrone è possibile sincronizzare l’orario d’inizio acquisizionedati per tutti i punti del sistema elettrico. Con il Megadrone, inaggiunta alle misure tradizionali di potenziale verso terra e di cor-rente, si può effettuare la misura del potenziale tubo-dispersorenegli alimentatori e della tensione tubo-rotaia sui drenaggi.

E’ evidente come i dispositivi di nuova generazione disponganodelle innovazioni tecnologiche più recenti, risultando quindi esentidai problemi tipici degli strumenti di generazione precedente, qualiil reset del modem e dell’apparato, aumentando così l’efficienza el’affidabilità del dispositivo stesso.

L’evoluzione del database: www.ccol.it

La politica di Tecnosystem prevede una revisione strutturale perio-dica del sito internet operativo ogni 4-5 anni ; questa operazione ènecessaria sia in considerazione delle evoluzioni tecnologiche, cherendono indispensabile un aggiornamento degli strumenti informa-tici utilizzati dagli operatori, sia in virtù dei bisogni manifestati, neltempo, dagli operatori stessi rispetto alla quotidianità delle attivitàdi gestione di campo e di analisi dei dati. E’ proprio sulla base diqueste necessità operative che Tecnosystem elabora le nuoverelease, implementando nuovi strumenti e nuove funzionalità.

L’attuale evoluzione del sito, il CCOLG3, è la nuova piattaforma webcreata in conformità agli standard e dalle nuove tecnologie informa-tiche: ancora più protetto rispetto alla sicurezza dei dati, il CCOLG3è più performante, più intuitivo e più funzionale rispetto alla gene-razione precedente: compatibile con qualsiasi browser, il CCOLG3è stato completamente riprogettato a livello grafico e reso più frui-bile grazie ad un approccio analogo al sistema operativo diMicrosoft Windows, che permette all’operatore di accostarsi allanavigazione in maniera semplice e immediatamente accessibile.

Scopri il nuovo sito TecnosytemWWW.TECNOSYSTEMGROUP.COM

ed il canale Tecnosystem su YouTube,youtube: www.youtube.com/user/TecnosystemGroupSrl

con il nuovo video Megadrone:http://www.youtube.com/watch?v=HSN_3xPL4Ao


Associazione per la protezione dalle corrosioni elettrolitiche

protezionecatodica di Strutture

Metalliche

Corsi di

CORSI DI ADDESTRAMENTO PER LA CERTIFICAZIONE La certificazione delle figure professionali è uno strumentoimportante alla base dei processi di costruzione e assicura-zione della qualità, in genere complementare alla certifica-zione dei sistemi e dei prodotti, ed è essenziale per i processiin cui la componente umana svolge un ruolo delicato ai finidella qualità dei risultati dei processi medesimi.L'APCE, per assicurare la certificazione delle persone cheintendono operare con competenza riconosciuta e attestatanel campo della protezione catodica di strutture metalliche,ha costituito il Centro Formazione APCE (CFA) diretto dal prof.Luciano Lazzari del Dipartimento di Chimica, Materiali eIngegneria Chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milanoed ha reso operante la collaborazione con il CICPND (CentroItaliano di certificazione per le prove non distruttive e per iprocessi industriali), organismo di certificazione del persona-le accreditato ACCREDIA anche nel campo della protezionecatodica di strutture metalliche (Certificato di AccreditamentoSINCERT n. 012C, rev. 1 del 23.03.2001).

DESTINATARI DEI CORSII corsi di addestramento sono rivolti alle persone che inten-dono conseguire la certificazione e possono dimostrare diessere in possesso di un’esperienza lavorativa nel settoreper il quale si candidano di almeno un anno per il livello 1 edi due, tre e quattro anni (in base al tipo di istruzione) per illivello 2.

CORSI DI ADDESTRAMENTO ED AGGIORNAMENTO NEL SETTORE DELLE STRUTTURE METALLICHE INTERRATE

(*)Corso d’aggiornamento per le persone in possesso della cer-tificazione di livello 1 e 2

CALENDARIO CORSO BASE PROTEZIONE CATODICA

CORSO TECNICHE DI MISURAZIONI Il corso delle tecniche di misurazioni è rivolto agli operatori,tecnici e quadri che operano nell’ambito della protezione cato-dica e interessati a richiamare o approfondire la norma UNI EN13509 “Tecniche di misurazioni per la protezione catodica”. Il corso base è da considerarsi propedeutico o integrativo aicorsi di addestramento e/o d’aggiornamento inerente la certi-ficazione del personale.

CALENDARIO CORSO TECNICHE DI MISURAZIONI

INFORMAZIONIA.P.C.E. - Ufficio Corrosioni Elettrolitiche di Milano

c/o A2A Reti Gas SpAVia Balduccio da Pisa, 15 - 20139 Milanotel. 02 77206644 - fax 02 77206645e-mail: [email protected]

A.P.C.E. – Segreteriac/o Snam Rete Gas

Largo F. Rismondo, 8 - 35131 Padovatel. 049 8209246 - fax 049 8209331e-mail: [email protected]

Destinatari Ottobre

Tecnici ed operatori interessati adapprendere o incrementare lenozioni di protezione catodica

25-26PolitecnicoMilano

Destinatari Ottobre

Tecnici ed operatori interessati adapprendere o incrementare le tec-

niche di misurazioni

27-28PolitecnicoMilano

Livello 1 e Livello 2 (*)Corso di aggiornamento

Ottobre

04-05Italgas Mestre (VE)


APCE Notizie - 45 - dicembre 2011

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