La protezione catodica è una tecnica di prevenzione della corrosione di strutture metalliche in presenza di un ambiente aggressivo. Scopo di un impianto di protezione catodica è imprimere in modo permanente una corrente elettrica continua da uno o più dispersori elettrici (anodi) alle strutture da proteggere, tipicamente tubazioni in acciaio (catodi), attraverso l'ambiente elettrolitico di posa (terreno), determinando un abbassamento del potenziale elettrico delle stesse strutture rispetto terra. Potenziali elettrici negativi oltre una determinato valore di soglia conferiscono alle strutture interrate l’immunità dalle corrosioni elettrolitiche.

                La protezione catodica, applicata mediante opportuni impianti, risulta conveniente ed è comunemente adottata su strutture in acciaio interrate di distribuzione / trasporto / stoccaggio di gas o fluidi, purchè dotate di adeguato rivestimento esterno: serbatoi, feeder e reti di distribuzione di acquedotti e metanodotti, oleodotti, fangodotti, ecc. In tali casi la protezione catodica consente di prevenire fenomeni corrosivi in corrispondenza dei difetti del rivestimento isolante, a fronte di un consumo energetico limitato grazie alla presenza dello stesso rivestimento.

                Si possono distinguere due classi generali di impianti p.c.:

 -         impianti con anodi galvanici (anodi sacrificali): generalmente adatti a strutture di limitata estensione ed elevato grado d’isolamento verso terra, in assenza di interferenze elettriche estranee

 -         impianti a corrente impressa: caratterizzati da maggiore potenza e versatilità, richiedono però una sorgente di energia

IMPIANTI P.C. A CORRENTE IMPRESSA

                Un impianto di protezione catodica “a corrente impressa” imprime in modo forzato corrente verso la struttura da proteggere, attraverso l’azione di uno o più alimentatori elettrici. Esso è dotato di uno o più punti di alimentazione, dipendentemente dall’estensione della struttura da proteggere. Ogni punto di alimentazione è costituito dai seguenti elementi principali:

 ·         l'alimentatore, contenuto in armadio di custodia per esterno;

·         il dispersore anodico, costituito da anodi, tipicamente in Fe o Fe-Si, posati in intimo contatto con il terreno;

·         collegamenti elettrici dall'alimentatore verso il dispersore e verso le strutture da proteggere

·         accessori quale l’elettrodo di riferimento fisso al Cu/CuSO4, utile per la misura locale del potenziale elettrico della struttura rispetto terra (d.d.p. tubo/terra)

                L’efficacia dell’impianto è tanto maggiore quanto migliore è il grado d’isolamento elettrico verso terra delle strutture. Ciò presuppone la presenza di un rivestimento esterno (bituminoso, PE, PVC, o altro) di qualità correttamente applicato nonché la corretta posa della struttura stessa, per la salvaguardia del rivestimento e l’isolamento da strutture metalliche estranee. Si presuppone inoltre la presenza di giunti isolanti (di linea e sulle derivazioni d’utenza) per la “delimitazione elettrica” delle strutture da proteggere, sempre al fine di evitare l’indebito coinvolgimento di strutture metalliche estranee.

                Il progetto di un adeguato impianto di p.c. deve stabilire il numero, la tipologia, la dislocazione e la potenza dei punti di alimentazione, in rapporto alle caratteristiche della rete e delle condizioni elettriche iniziali. Nel progetto si possono prevedere interventi preliminari di adeguamento della rete quale ad es. l’inserimento di giunti dielettrici per la delimitazione della zona da sottoporre al sistema.

 1. ALIMENTATORI

                Gli alimentatori di p.c. sono apparati elettrici che devono fornire un’uscita in corrente continua (raddrizzata) e devono presentare caratteristiche particolari per il loro scopo. Richiedono generalmente un allacciamento c.a. 220 V (monofase) ed hanno potenze da 2,5 A a 20 A con una tensione massima in uscita limitata a 50V (bassissima tensione di esercizio).

                In generale si distinguono due tipologie principali di alimentatori:

• a corrente costante: sono in grado di mantenere costante la loro erogazione anche al variare dei parametri (resistenze) del circuito esterno;

• a corrente variabile (d.d.p. costante): possono funzionare anche in una modalità tale da regolare automaticamente l’erogazione per mantenere costante il potenziale tubo/terra secondo un valore impostato, per quanto possibile; sono impiegati in presenza di interferenze elettriche variabili nel tempo dovute ad impianti estranei.

                Il punto di alimentazione costituisce anche un "posto di misura", così come definito dalle norme, comprendente una morsettiera, un elettrodo fisso di riferimento al Cu/CuSO4 (interrato stabilmente in prossimità della tubazione) e relativi cavi per il rilievo del potenziale tubo/terra.

                L'alimentatore è disposto in apposito armadio di custodia, dotato di grado di protezione è IP 44 , per l'ubicazione all'esterno. Ad esso convergono i cavi di alimentazione (220V c.a.) e messa a terra, n° 2 cavi di potenza (positivo, negativo) e n° 2 di misura (positivo, negativo). I cavi di potenza per il collegamento dell'alimentatore al dispersore ed alle condotte, in corda di rame, unipolari con doppio rivestimento, sono di sez. min. 10 mm2; quelli di misura, pure in corda di rame unipolare, avranno una sezione non inferiore a 2,5 mm2. Tutti i nuovi cavi, nella parte interrata, saranno protetti con tubi guaina in PE o PVC.

                Sia l’alimentatore che l’installazione nel complesso sono realizzati in conformità delle prescrizioni tecniche come da Norme UNI, CEI e USL applicabili, in particolare CEI 64-8, UNI CEI 8, UNI EN 12954, UNI 10835. La messa in opera dell'impianto deve essere altresì curata da personale specializzato di protezione catodica, con qualifica al livello T2 e T3 secondo UNI 10875.

2. DISPERSORI ANODICI

                Il dispersore anodico per un impianto di p.c. deve offrire caratteristiche di bassa resistenza di diffusione (per consentire una buona erogazione di corrente entro i limiti di tensione previsti) e di durata nel tempo di funzionamento (in cui è destinato ad un graduale consumo della massa). Esso viene generalmente dimensionato per un periodo minimo di 20 anni.

                Il dispersore è comunemente costituito da una serie di anodi di Fe-Si (una lega speciale caratterizzata da un ridotto consumo specifico) o da barre o tondi in Fe A00, da impiegare in alternativa a seconda delle necessità e delle caratteristiche dei terreni di posa. Il contatto con il terreno deve essere il migliore possibile ai fini della conduzione elettrica e dell’affidabilità nel tempo, motivo per cui può essere necessaria un’adeguata preparazione del letto di posa.

                Esistono due tipologie generali di dispersori anodici, in relazione al tipo di posa:

• dispersore superficiale: posato a 1,5 – 2 m di profondità lungo uno scavo di sufficiente lunghezza: è di facile realizzazione ma necessita di ampi spazi disponibili e di una determinata distanza minima dalle strutture da proteggere; può risentire di periodi di siccità nei quali la resistenza elettrica di diffusione aumenta sensibilmente;

• dispersore di profondità: più oneroso da realizzare, viene calato in pozzo trivellato opportunamente predisposto in modo che l’estremità superiore sia a -40 m ; può essere installato in prossimità delle strutture e in spazi ridotti, non risente se non limitatamente dei periodi di siccità.

                I cavi impiegati per i collegamenti elettrici sono generalmente sez. 10-16 mm2 tipo FG7 (flessibili, doppio rivestimento). Tutte le connessioni (cavo-anodo e cavo-cavo) devono essere accuratamente isolate e irrobustite. Un eventuale difetto nell’isolamento può comportare infatti il consumo del conduttore con un’interruzione elettrica in breve tempo con conseguenze anche gravi (dispersore parzialmente o totalmente inutilizzabile).

 3. POSTI DI MISURA A COLONNA

                Per consentire interventi di messa a punto e di verifica periodica dell’impianto conformi alla normativa vigente, è necessaria l’installazione di posti di misura che possono essere distinti in base al loro impiego:

• posti di misura per la misura del potenziale tubo/terra: in posizioni estreme, distanti dal punto di alimentazione, o soggette a particolari condizioni elettriche o altri casi specifici previsti dalle Norme; in essi è riportato un cavo collegato alla struttura ed eventualmente un cavo per l’elettrodo di riferimento interrato posato stabilmente in prossimità della struttura;

• posti di misura per collegamenti elettrici: generalmente in corrispondenza di giunti dielettrici di linea e/o collegamenti tra strutture diverse; consentono misure di corrente e/o “manovre” sull’assetto elettrico generale (apertura/chiusura collegamenti).

                Il numero e la dislocazione dei posti di misura può essere definito in sede di progetto dell’impianto p.c., in armonia con le vigenti norme UNI, specialmente per quanto riguardo le reti di distribuzione metano. Queste ultime sono infatti altresì soggette alle prescrizioni delle “Linee guida” sopra citate, richiamate dalla Delib. 168/04 dell’Autorità per l’Energia Elettrica ed il Gas.

Aggiornamento: aprile 2021