Perché le correnti vaganti danneggiano le tubazioni?

Entrano nelle tubazioni metalliche e poi ritornano nel terreno. In questo passaggio causano corrosione elettrolitica, con effetti distruttivi.

Quando si preferisce la protezione catodica allo scarico polarizzato?

Si preferisce la protezione catodica quando lo scarico polarizzato può interferire con il funzionamento dei circuiti di binario.

Quali misure riducono le correnti vaganti?

Si possono isolare le rotaie, migliorare la messa a terra per avere una bassa resistenza del circuito di ritorno, usare tubazioni non metalliche e progettare e mantenere l'impianto per ridurre i percorsi non intenzionali.

Correnti vaganti e protezione delle tubazioni vicino ai binari

Riassunto

Il testo spiega come le correnti vaganti dei binari ferroviari possono entrare nelle tubazioni metalliche e causare corrosione elettrolitica. Descrive le misure per ridurle, come l'isolamento delle rotaie e il miglioramento della messa a terra. Presenta poi le soluzioni di protezione: scarico polarizzato e protezione catodica.

Punti chiave

Le correnti vaganti escono dai binari e seguono i percorsi di minore resistenza, come le tubazioni metalliche.
Il rischio è maggiore negli impianti in corrente continua, soprattutto vicino alle sottostazioni.
Quando le correnti rientrano nel terreno dalle tubazioni, causano corrosione elettrolitica.
Per ridurle si possono isolare le rotaie, migliorare la messa a terra e usare tubazioni non metalliche.
Lo scarico polarizzato impedisce il deflusso di corrente in senso opposto, ma può interferire con i circuiti di binario.
Nella protezione catodica il gasdotto è collegato al polo negativo di una fonte in corrente continua, e gli anodi interrati proteggono il metallo.

Mettiti alla prova

Pipes

È difficile evitare che una percentuale significativa di corrente esca dai binari e si propaghi nel terreno a causa della vicinanza delle sottostazioni e del contatto con la massicciata: il polo negativo della sottostazione è infatti collegato ai binari e a terra.

Meccanismo e percorsi preferenziali

Le correnti vaganti seguono percorsi di minore resistenza elettrica, in particolare i tubi metallici (tubi dell'acqua o del gas, condotte delle telecomunicazioni che avvolgono i cavi). Nei casi in cui questi flussi entrino nei tubi e poi ritornino nel terreno, si manifestano effetti distruttivi dovuti alla corrosione elettrolitica.

Fattori aggravanti e aree vulnerabili

Questi rischi si manifestano soprattutto negli impianti in corrente continua; se la corrente continua si sovrappone alla componente alternata, gli effetti vengono aggravati. Per esempio, per un gasdotto parallelo alla linea ferroviaria, le aree più vulnerabili sono nei pressi delle sottostazioni. Tali effetti possono verificarsi anche a grandi distanze dall'asse della linea, fino a centinaia di metri a seconda del conduttore di terra e delle condizioni del terreno.

Misure di riduzione delle correnti vaganti

È possibile ridurre le correnti vaganti con le seguenti misure:

Isolare le rotaie ove possibile;
Migliorare la messa a terra garantendo una bassa resistenza elettrica del circuito di ritorno;
Utilizzare tubazioni non metalliche per la protezione diretta delle condotte;
Interventi di progettazione e manutenzione mirati per minimizzare i percorsi di corrente non intenzionali.

Protezione diretta e indiretta delle tubazioni

È possibile proteggere le tubazioni sia direttamente (utilizzando tubazioni non metalliche) sia indirettamente con soluzioni che deviano o gestiscono le correnti vaganti.

Potenza Sanitation

Potenza Sanitation: si tratta di eseguire un collegamento elettrico tra l'oleodotto (o gasdotto) e la rotaia. Con questa connessione si offre alle correnti vaganti entrate nel tubo un percorso diverso dal contatto diretto tubo-terreno, convogliandole verso un circuito controllato.

Questo metodo presenta però un inconveniente: è assolutamente necessario che la tensione ferroviaria sia sempre negativa rispetto alla terra nel punto prescelto; in caso contrario, se la polarità cambiasse (ad esempio per lo smantellamento o la modifica di una sottostazione), si rischierebbe che correnti indesiderate defluiscano verso il gasdotto, con i relativi danni.

Scarico elettrico polarizzato (estrazione elettrica)

Per evitare il rischio di inversione di polarità si può dotare la connessione di un dispositivo che impedisca il deflusso della corrente in senso opposto. Questo è ciò che viene chiamato scarico elettrico polarizzato (o estrazione elettrica): un apparecchio posizionato tra la rotaia di marcia e una sorgente esterna di alimentazione elettrica che innalza il gasdotto a un potenziale elettrico idoneo rispetto all'ambiente circostante.

Questo evita il rischio di inversione di polarità del potenziale e dello scarico. Tuttavia, questo metodo può, in alcuni casi, interferire con il funzionamento dei circuiti di binario. Quando l'applicazione può causare tali interferenze, si preferisce ricorrere a un'altra soluzione: la protezione catodica.

Protezione catodica

La protezione catodica è simile al sistema precedente, ma la fonte esterna di alimentazione non è collegata alla rotaia: si utilizza invece un sistema di anodi interrati, costituiti da materiali adeguati (resistenti e controllati regolarmente).

In pratica, il gasdotto viene collegato al terminale negativo di una fonte in corrente continua, mentre il terminale positivo è collegato a uno o più anodi nel terreno. Il gasdotto e il terreno circostante assumono un potenziale più negativo, proteggendo il metallo della condotta dalla corrosione. Le masse metalliche collegate al polo positivo agiscono come anodi sacrificabili e subiscono la corrosione controllata; il gasdotto assume così il ruolo di catodo, da cui il nome del sistema.

Considerazioni finali

La scelta della soluzione più adatta (isolamento delle rotaie, Potenza Sanitation, scarico polarizzato o protezione catodica) dipende dalle condizioni locali, dalla possibilità di interferenze con i circuiti ferroviari, dai vincoli di sicurezza e dalla necessità di manutenzione periodica degli anodi o dei dispositivi installati. In ogni caso è fondamentale un progetto elettrico specialistico e controlli regolari per garantire l'efficacia e la sicurezza delle contromisure adottate.