CONTROLE DE INTERFERÊNCIAS ELÉTRICAS ORIUNDAS DE SISTEMAS FERROVIÁRIO ELETRIFICADO EM ADUTORA LINHA TRONCO EM FERRO FUNDIDO UM CASO PRÁTICO

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1 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.

2 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.

3 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.

4 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 ohms.cm 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 _x L x ln 0,656 N ) 2 x x N x L D 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 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 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.

5 Potencial eletrolítico da tubulação com o sistema de proteção ativado Ponto de Teste Nº Potencial Máximo Potencial Mínimo PT 01-0,43-0,41 PT 02-0,57-0,55 PT 03-0,7-0,69 PT 04-0,59-0,57 PT 05-0,67-0,65 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 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.

6 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.

7 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

8 LEGENDA: Diodos do Leito de Alívio Adutora Ferrovia 125 m etros 125 me tros 125 m etros 125 me tros 1- Os leitos de alívio são c ompostos de 20 tubos de a ço não galvanizado, com 2" de diâm etro e 2 m etros de com prim ento, espaç ado s entre si de 5 metros. Figura 2 - Fluxograma dos Leitos de Alívio

9 LEGENDA: Adutora Detalhe de Pontos de Teste das Extremidades do Trecho Interferido Caixa de PT Nível do Solo Trecho não Jumpeado Trecho Jumpeado PT 01 Notas: 1- Não interligar os cabos no interior da caixa do Ponto de Teste. 2- Soldar cabos 6mm² em cada extremidade da tubulação. Ferrovia PT ,7 metros PT 03 69,7 metros 6,7 m 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 PT 05 Fluxograma de Posicionamento dos Pontos de Teste