Torres de Telecomunicacion y Anclaje corrosión galvánizado

Torres y Anclajes  y corrosión galvanizado

Por David Davies, Consolidated Engineering, Inc. (CEI)   

Las torres de transmisión de radiodifusión llevan el mundo a nuestros hogares. Ya sea música, Internet, televisión por cable o por satélite o radio, toda la programación de la red se origina en torres de transmisión terrestres o en la Tierra. ¡Y estas torres están siendo atacadas! 

Las torres arriostradas, a la derecha , se mantienen en posición vertical gracias a una serie de cables que proporcionan soporte lateral, con ejes de acero que conectan estos cables a bloques de anclaje enterrados profundamente. Este sistema funciona para equilibrar estas estructuras increíblemente altas, pero esbeltas. Vea la figura a continuación, a la izquierda.

La estructura en sí se puede inspeccionar fácilmente para detectar daños y problemas de mantenimiento. Lamentablemente, los ejes de anclaje están enterrados a varios pies bajo tierra, lo que crea un verdadero problema para los inspectores de la torre. Con el tiempo, la corrosión u óxido comienza a atacar y erosionar los ejes de acero, lo que compromete la estabilidad de la torre.

El proceso de corrosión comienza cuando un metal refinado intenta "desrefinarse" a sí mismo, debido a la reacción electroquímica que se está produciendo. La torre fallida, que se muestra a la derecha, es el resultado de un eje de anclaje corroído. La imagen dentro de la imagen es un primer plano del eje corroído.   

La corrosión de un eje de anclaje es el resultado de un proceso electroquímico o de una acción galvánica que provoca el deterioro del metal.  Una celda galvánica requiere cinco elementos:

1) Ánodo

2) Cátodo

3) Trayectoria eléctrica (conductor)

4) Electrolito

5) Flujo de corriente

La fuente de la corriente o potencial eléctrico clasifica la corrosión en dos tipos: galvánica o electrolítica.   En la corrosión galvánica, la corriente eléctrica es el resultado del potencial eléctrico que se produce de forma natural entre dos tipos diferentes de metal o el mismo metal en diferentes entornos . 

La celda de corrosión que se ve arriba ilustra cómo se crea una corriente eléctrica entre el sistema de conexión a tierra de cobre y el eje de anclaje galvanizado. El mismo proceso hace que nuestro automóvil arranque todas las mañanas. El flujo de corriente hace que el material migre. En un entorno controlado, esto se denominaría "galvanoplastia". En un entorno no controlado, esta corrosión galvánica resulta extremadamente perjudicial para la integración del eje de anclaje.  

Los dos ejemplos siguientes muestran cómo una pieza continua de metal puede verse afectada por diferentes tipos de suelo o la diferencia entre el suelo y el bloque de anclaje de hormigón, como se ve a continuación.

La corrosión electrolítica se produce cuando el sistema de la torre capta una corriente eléctrica transitoria. Este fenómeno puede ocurrir cuando una tubería protegida contra la corrosión se encuentra muy cerca de los anclajes de la torre. La corriente eléctrica se induce artificialmente en un lecho de ánodo que, a su vez, se sacrifica a la tubería, en un esfuerzo por evitar que una zona de la tubería se sacrifique a otra zona de la misma tubería. Vea el diagrama de la derecha. Los problemas surgen cuando la corriente de tierra se induce en el sistema de la torre.

La corriente se recibe en un anclaje y se conduce a través de los cables de sujeción metálicos a un segundo anclaje. El eje del segundo anclaje se sacrifica a la tubería, lo que provoca la falla de la torre. Recuerde, con el flujo de corriente, también ocurre la migración de material. A menos que se ofrezca una vía eléctrica alternativa, se puede prevenir la corrosión conectando eléctricamente, mediante un cable, el segundo anclaje a la tubería. 

La corrosión galvánica y electrolítica se puede evitar interrumpiendo el circuito eléctrico. Un método comprobado para lograrlo es    aislar el eje de su entorno mediante un collar de hormigón . Consulte la figura de la derecha.

La polaridad o dirección de la corriente también puede invertirse. La solución es reemplazar el sistema de conexión a tierra de cobre típico por un metal de un nivel superior en la serie galvánica . Vea la figura a continuación.

Un sistema de conexión a tierra de ánodo " pasivo " compuesto de zinc o magnesio invertirá la polaridad de la celda galvánica. Cuando el suelo se vuelve lo suficientemente conductor como para permitir el flujo de corriente eléctrica, el sistema de ánodo se sacrificará por el eje de anclaje, evitando así la migración destructiva de material.       

Este sistema es más rentable que los sistemas de ánodo "activo" que se utilizan para proteger las tuberías y menos costoso que revestir los ejes de anclaje con hormigón u otro material aislante. El sistema de ánodo se puede controlar fácilmente para comprobar si el flujo de corriente va en la dirección correcta y se puede sustituir fácilmente cuando el ánodo se agota.

Innovaciones recientes como el sistema de conexión a tierra del ánodo, que se muestra a continuación, son otro ejemplo de combinación de diferentes disciplinas de ingeniería para proteger el sistema de transmisión comercial y "mantener la música sonando" para su disfrute.   

David Davies es de CEI: Consolidated Engineering, Inc. , una firma de consultoría de ingeniería especializada en la industria de torres de transmisión. Es licenciado en ingeniería civil y minera y tiene 32 años de experiencia en la industria de torres. Es miembro de la Society of Broadcast Engineers y del Comité de Normas de Diseño TIA/EIA y fue autor del capítulo sobre conexión a tierra y corrosión eléctrica del código actual.