Sair
6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
CONTROLE DE INTERFERÊNCIAS ELÉTRICAS ORIUNDAS DE
SISTEMAS FERROVIÁRIO ELETRIFICADO EM ADUTORA
LINHA TRONCO EM FERRO FUNDIDO
UM CASO PRÁTICO
Luciano Pereira da Silva
Francisco Müller Filho
KATÓDICA Projetos Eletrônicos & Serviços Ltda.
6°° COTEQ Conferência sobre Tecnologia de Equipamentos
22°° CONBRASCORR – Congresso Brasileiro de Corrosão
Salvador - Bahia
19 a 21 de agosto de 2002
As informações e opiniões contidas neste trabalho são de exclusiva responsabilidade dos autores.
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SINOPSE
A estrutura avaliada no contexto deste trabalho consiste em um trecho de adutora que encontrase sob fortes interferências elétricas provindas de uma ferrovia eletrificada de propriedade da
Companhia Brasileira de Trens Urbanos - CBTU, trecho de adutora este composto por
tubulações construídas em ferro fundido dúctil, com diâmetro em 800 mm e com 550 metros de
extensão, segmentada em trechos com 6 metros de comprimento.
A tubulação sob os efeitos da interferência elétrica limita-se ao trecho entre a Ladeira dos Fiais e
o Viaduto dos Motoristas, no Bairro do Labato, no Município de Salvador, Estado da Bahia,
sendo de propriedade da Empresa Baiana de Águas e Saneamento - EMBASA.
Palavras Chaves: Correntes de Interferência, controle de corrosão, adutora em ferro dúctil.
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1 - INTRODUÇÃO
Em levantamentos de campo foi constatado na região onde esta assentada a tubulação, um solo
com valores de resistividade elétrica identificados como baixos, fator este facilita a circulação das
correntes de interferência. Assim foi efetuado a implantação de um sistema de proteção catódica
passivo para esta tubulação, minimizando-se desta maneira os efeitos destas correntes de
interferência.
Esta implantação foi elaborada tendo-se em vista um sistema de proteção catódica passivo, ou
seja, um sistema de drenagem para o solo destas correntes de interferência através de leitos de
alívio, que não necessitam de alimentação elétrica externa para sua operação.
O trecho de adutora sob as influências destas correntes de interferência apresenta um cruzamento
perpendicular e um trecho de paralelismo com aproximadamente 550 metros de comprimento,
com uma ferrovia eletrificada de propriedade da Companhia Brasileira de Trens Urbanos CBTU, conforme aponta a Figura 1.
Este trecho de paralelismo com a ferrovia apresenta um distanciamento variável de 4 a 20 metros.
Potenciais eletrolítico dos trilhos, medidos em relação ao solo, apresentaram valores da ordem de
- 3,5 a - 5V., fator este fundamental para o surgimento destas correntes de interferência, isto por
apresentarem-se muito maiores negativamente que os potenciais eletrolíticos apresentados pela
tubulação, que anteriormente a implantação destes leitos de alívio apresentavam-se em torno de 0,25 a - 0,2V.
2- HISTÓRICO
Foi especificado para este sistema de proteção catódica um sistema passivo, ou seja, um sistema
de proteção que não necessitou de energia externa para sua alimentação. Serão dimensionados
três leitos em tubos de aço como forma de aterramento para as corrente elétricas interferentes
provindas da estrada de ferro.
Uma vez que estas correntes penetram nos diversos segmentos da tubulação ao longo do trecho
de paralelismo e no trecho de travessia tendem a sair da tubulação para o solo em retorno aos
trilhos, fechando assim o circuito, e criando áreas anódicas e corrosivas na tubulação. Tal fluxo de
corrente pode ser visualizado na Figura 1.
Foram especificados três leitos de alívio com o objetivo de efetuar o desvio destas correntes de
interferência para o solo, isto através de tubos de aço em 2 polegadas de diâmetro e 2 metros de
comprimento, que passam assim a ser os elementos anódicos deste circuito. Desta maneira a
corrente interferente que anteriormente saia diretamente da tubulação para o solo, passará a ser
direcionada aos três leitos por intermédio de um cabo elétrico, sem maiores riscos à tubulação.
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Para garantia da continuidade elétrica deste circuito foi efetuada a interligação elétrica entre os
diversos segmentos da tubulação ao longo dos 550 metros considerados sob a ação das
correntes interferentes, isto com o objetivo de maximizarmos o envio desta corrente ao solo.
Para o posicionamento de cada leito de ânodos, estes foram distribuídos de maneira eqüidistante
ao longo do trecho de paralelismo entre a tubulação e a ferrovia. A resistividade média do solo ao
longo do traçado interferente da tubulação é de 3.831 ohms.cm.
2.1- Valor das Resistências Elétricas para o Solo dos Leitos de Alívio
Tendo-se em consideração que foram utilizados para composição destes leitos de alívio pedaços
de tubo de aço com 2 polegadas de diâmetro e 2 metros de comprimento, sendo cada leito
composto de 20 destes tubos, espaçados entre si de 5 metros e apesar destes leitos de alivio
estarem sendo utilizados somente para descarga ao solo das correntes interferentes, e não para
um sistema de proteção catódica convencional, também utilizamos a Fórmula de Dwight para o
cálculo de sua resistência elétrica para o solo do leito de alívio. Assim teremos:
R = ____ _______ x ( ln 8_x_L
2x xNx L
D
- 1 + 2_x L x ln 0,656 N )
S
onde
resistividade média do local de assentamento do leito de ânodos, L = comprimento
dos ânodos, D = diâmetro dos ânodos, S = espaçamento entre ânodos e N = número de ânodos
Desta maneira foi obtido um valor de resistência destes leitos de alívio da ordem de 1 ohms.
2.2- Instalação dos Equipamentos
Para o sistema de proteção catódica passivo da referida tubulação foi previsto a instalação de
três dispositivos de drenagem conectados a leitos de ânodo para alívio e minimização das
interferências elétricas provenientes da estrada de ferro eletrificada, e para o acompanhamento de
potencial eletrolítico da adutora foi também prevista a instalação de 05 pontos de teste. A
visualização destes dispositivos de drenagem e dos pontos de teste podem ser verificadas nas
Figuras 2 e 3.
2.3 - Medições de Campo
Após a instalação dos componentes do sistema de proteção foram efetuadas medições de
potencial eletrolítico da tubulação com o seu sistema de proteção operacional. Todas estas
medições são apresentadas a seguir.
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Potencial eletrolítico da tubulação com o sistema de proteção ativado
Ponto de Teste Nº
PT 01
PT 02
PT 03
PT 04
PT 05
Potencial Máximo
- 0,43
- 0,57
- 0,7
- 0,59
- 0,67
Potencial Mínimo
- 0,41
- 0,55
- 0,69
- 0,57
- 0,65
NOTA: Os valores do potencial eletrolítico do trecho não interligado eletricamente ao sistema,
isto no Ponto de Teste 01, apresentou-se variando dentro de uma faixa de - 0,267V a - 0,27V.
Corrente Drenada pelos Dispositivos de Drenagem
Após sua total implantação e com a adutora totalmente contínua eletricamente em seu trecho de
550 metros entre a ladeira dos Fiais e o Viaduto dos Motoristas foi efetuada uma medição das
correntes drenadas por cada um destes dispositivos que apresentaram as seguintes leituras:
Dispositivo de Drenagem 01 = 220 mA
Dispositivo de Drenagem 02 = 20mA
Dispositivo de Drenagem 03 = 8 mA
3- CONCLUSÃO
Com base no exposto concluímos que os potenciais apresentados pela adutora são
característicos de uma estrutura de aço enterrada no solo sem grandes níveis de interferência.
Assim podemos afirmar que:
3.1- A grande maioria dos níveis de interferência elétrica oriundos da ferrovia estão agora
transferidos para os três leitos de ânodos implantados.
3.2- Os níveis do potencial eletrolítico da tubulação não são suficientes para lhe prover uma
proteção catódica total, uma vez que os seus níveis estão abaixo dos valores mínimos
especificados em norma como de proteção.
Assim sendo a adutora encontra-se agora sujeita a corrosão normal do solo.
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3.3- Considerações Importantes
Uma vez que os leitos de ânodos implantados estão sob a influência das correntes de interferência
oriundas da ferrovia foi adotado como procedimentos um acompanhamento rigoroso dos níveis
de potencial destes leitos tendo em vista principalmente que seu colapso levará a tubulação as
suas condições originais de forte corrosão, isto através de medições quinzenais de
acompanhamento.
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LEGENDA:
Fluxo de Corrente
Diodos do Leito
de Alívio
Adutora
Ferrovia
Área Anódica Provável Sujeita a Corrosão
Situação Antes
Ferrovia
Áreas Anódicas Sujeitas a Corrosão
Situação Prevista após Manutenção
Figura 1 - Fluxograma de Correntes de Interferência
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LEGENDA:
Diodos do Leito
de Alívio
Adutora
Ferrovia
1 25 m etro s
12 5 me tros
1 2 5 m etro s
12 5 me tros
1 - Os leito s d e alív io s ão c o mp o sto s d e 2 0 tubo s de a ço não g alv anizad o , co m 2 " de
d iâm etro e 2 m et ro s d e co m p rim ento , esp aç ado s entre si d e 5 metro s .
Figura 2 - Fluxograma dos Leitos de Alívio
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LEGENDA:
Adutora
Detalhe de Pontos de Teste das Extremidades do Trecho Interferido
Caixa de PT
Nível do Solo
Trecho Jumpeado
Trecho não Jumpeado
PT
01
Notas:
1- Não inte rligar os cabos no interior da caixa do Ponto de Teste.
2- Soldar cabos 6mm² em cada extremidade da tubulaçã o.
Ferrovia
PT
02
190,7 metros
69,7 metros
6,7 m
PT
03
NOTAS:
1- Os Pontos de Teste estão construídos em cabos 6mm².
2- As caixas dos Pontos de Teste estão posicionadas em relação ao Viaduto dos
Motoristas.
PT
04
Fluxograma de Posicionamento dos Pontos de Teste
PT
05