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Resumen

En este trabajo se presentan resultados relacionados con la agresividad corrosiva de los fluidos de agua de crudode la Terminal Martima de Dos Bocas (TMDB), sobre la efectividad de los mtodos de control anticorrosivo ysobre medidas de control que podran adoptarse. Asimismo, este artculo forma parte de un trabajo realizado porpersonal del Instituto de Investigaciones Elctricas (IIE) durante el ao 2002.

La corrosin en tanques es de naturaleza electroqumica y tiene su origen en la fase acuosa que acompaa al crudoal ser extrado del subsuelo. En el caso de los tanques de almacenamiento, la fase acuosa se separa en el fondo,ocasionado el mojado de las placas de acero del fondo y su degradacin. Debido al limitado acceso al interior deltanque durante su operacin, se dise un dispositivo de pruebas que fue conectado a una vlvula de drenado de untanque de la terminal. El trabajo experimental busc evaluar la agresividad de los fluidos, el tipo de productos decorrosin formados y la eficacia de la proteccin catdica y de los recubrimientos. Adicionalmente, se recolectaronmuestras de fluidos para analizar el nivel de agresividad natural que presenta el agua de los tres tipos de crudos: Maya,Olmeca e Istmo, manejados en la terminal, estudiando muestras de acero y de fluidos de planta bajo condicionescontroladas de laboratorio. La agresividad se obtuvo de mediciones de velocidades de reaccin de corrosin y deanlisis de actividad microbiana. Se analiz la factibilidad de aplicar el mtodo de proteccin catdica, observando suefectividad, as como formas particulares de corrosin como la que ocurre en los pontones. Los resultados del estudioconducen a proponer un esquema de monitoreo para el seguimiento de la integridad de los recubrimientos, la opera-cin de la proteccin catdica y la corrosin en tanques, con el que se podra tener un mejor control de la operacinde los mtodos anticorrosivos y de la degradacin que ocurre por corrosin.

Evaluacin de la problemticaEvaluacin de la problemticaEvaluacin de la problemticaEvaluacin de la problemticaEvaluacin de la problemtica

de corrosin en fondos dede corrosin en fondos dede corrosin en fondos dede corrosin en fondos dede corrosin en fondos de

tanques de almacenamiento detanques de almacenamiento detanques de almacenamiento detanques de almacenamiento detanques de almacenamiento de

petrleo crudopetrleo crudopetrleo crudopetrleo crudopetrleo crudo

Jos M. Malo T., Jorge Uruchurtu C.,Beatriz Meza y Luis F. Lpez C.*

Introduccin

La corrosin es un procesoelectroqumico y, por lo mismo,asume la presencia de agua en al-guna forma. Por tanto, en el ma-nejo de hidrocarburos, la corro-sin slo toma lugar ante la pre-sencia de agua como contaminan-te del hidrocarburo. La presen-cia de agua puede presentar diver-sas formas: como una fase sepa-rada, como gotas en una mezclaagua-aceite o como una pelculadelgada de agua sobre el acero.Los principales efectos corrosivosasociados al agua de crudo se ex-plican a partir de especies agresi-

vas como son el dixido de carbono (CO2) y el cido sulfhdrico (H2S).Ambas especies actan como catalizadores de las reacciones de corrosin,es decir, facilitan las reacciones de oxidacin del acero y de reduccin dehidrgeno y oxgeno del agua. Adems, en los tanques de almacenamien-to de hidrocarburos el problema se puede ver agravado por la presenciade otros agentes agresivos como el oxgeno, la accin de bacterias y elalto contenido de cloruros que hacen inestables los productos de corro-sin que podran actuar como barreras protectoras.

La corrosin interior de los tanques de almacenamiento de hidrocar-buros se puede dividir en tres zonas: (a) el techo del tanque, (b) la pared y(c) el fondo como se ilustra en la Figura 1. En el caso del techo o domodel tanque, la corrosin se genera en el espacio entre ste y la fase dehidrocarburo y tiene su origen en un mecanismo de condensacin delagua en forma de una pelcula delgada de la misma, en la que se disuelveny actan los agentes agresivos. En el caso de la pared del tanque, ocurre

* Regin Marina Suroeste, Pemex Exploracin y Produccin.

Aplicaciones tecnolgicas

12Boletn IIE, enero-marzo del 2003

Figura 1. Zonas de corrosin en un tanque de almacenamiento.

por el contacto de la fase acuosa contenida en el crudo en forma de gotas;este proceso generalmente es mitigado por el crudo mismo, que forma unafase continua que dificulta el mojado de la pared por el agua. Un caso muydiferente es el del fondo del tanque que es mojado directamente por la faseacuosa por perodos prolongados de tiempo, en tanto el agua es drenada.

Las principales formas de control de corrosin en tanques de alma-cenamiento consisten en aplicar barreras protectoras, es decir recubri-mientos, que aslan al acero del medio acuoso. Al envejecer, los recu-brimientos desarrollan defectos, siendo stos sitios susceptibles de corro-sin cuya gravedad radica en la funcin de la agresividad natural del agua decrudo. Por esta razn, es posible complementar el uso del recubrimientocon proteccin catdica, a travs del que se modifica el potencial elctricodel acero reduciendo la velocidad de las reacciones de corrosin, aun en losdefectos del recubrimiento. Una estrategia de control de la corrosin adi-cional consiste en el drenado peridico de agua de los tanques, sin embargo,existe la preocupacin de que el sistema de proteccin catdica se impregnede crudo al retirarse el agua y bajar el hidrocarburo hasta el fondo.

Hoy en da no se cuenta con mtodos de inspeccin que permitandeterminar el estado del fondo del tanque por lo que tpicamente se reti-ran de operacin cada 5 aos. Si se consideran las dimensiones de los 14tanques de almacenamiento de la TMDB (80 m de dimetro y 14 m dealto) y los altos costos del vaciado, la interrupcin de la operacin y elalto costo de mantenimiento de los tanques, se comprende la necesidadde optimizar los mtodos de proteccin que redundaran en periodos mslargos entre salidas de tanques.

Corrosividad del agua de tanques de almacenamiento

En esta seccin se presentan los resultados de la evaluacin de la agresividadcorrosiva natural de agua de fondo de tanques de almacenamiento. Las velo-cidades de corrosin sirven como una referencia que permite justificar yadoptar medidas protectoras y estimar el riesgo que se corre si estas medidasno operaran correctamente. Se busca determinar cul es el nivel decorrosividad esperado por el contacto del acero de fondo de los tanques conla fase acuosa que ah se separa del crudo. Ya que la corrosin ocurre porreacciones electroqumicas, se utilizaron mtodos electroqumicos para ob-

tener la informacin de la agresi-vidad corrosiva.

Las pruebas efectuadas se rea-lizaron en dos condiciones: Pruebas de corrosin en un

tanque de pruebas conectadoal tanque de almacenamientode crudo Istmo (TV-5010), rea-lizndose pruebas en muestrasde acero sujetas a una inmer-sin prolongada (1-3 meses).

Pruebas de corrosin de res-puesta rpida a partir de mues-tras de fase acuosa obtenidasde los fondos de los tanquesde crudos Maya, Olmeca e Ist-mo, realizadas en laboratorioa diferentes temperaturas.

Adicionalmente, se realiza-ron pruebas de actividadmicrobiana a travs del creci-miento de dos variedades tpicasen medios de cultivo.

Pruebas en sitio (TMDB)

La pruebas en sitio buscan simu-lar lo ms posible las condicio-nes de operacin de los tanquesde almacenamiento. Llevar esteenfoque a la prctica se dificul-ta, debido a los limitados acce-sos que el diseo de un tanquede almacenamiento contemplapara introducir muestras de ace-ro o probetas de prueba. Ejem-plos de sitios de acceso son elcaso de el tubo gua, el tubo demuestreo o los sellos del domo,que tienen como inconvenienteel ser espacios reducidos de tra-bajo y la exposicin del perso-nal a emisiones nocivas. Comoalternativa, en este proyecto sebusc contar con una seccin ex-perimental de pruebas que per-mitiera realizar estudios del efec-to de una exposicin prolonga-da del acero a un medio acuosode un tanque de almacenamien-to. Este esquema de pruebas de-ba cumplir con los siguiente re-querimientos:

Corrosin por salmue-ra rica en CO

2, H

2S,

Cl-, O2 y bacterias

Depsito de sulfurode hierro

Mezcla de aguaen crudo

Pelcula de aguacondensada

AceroFase acuosaCrudo

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Permitir que la corrosin ocu-rra libremente en el tiempo,desarrollando productos decorrosin, ataque por bacte-rias, efecto de la proteccincatdica, etc., que son fenme-nos que no se manifiestan conclaridad en un perodo corto.

No interferir con la opera-cin del tanque de almacena-miento.

Contar con un fluido repre-sentativo del fondo del tan-que y con capacidad de re-frescar el flujo.

Contar con aislamiento de laatmsfera (evitar ingreso deoxgeno) y permitir colocary retirar muestras a diferen-tes perodos.

El tanque de pruebas fue ins-talado a un costado del tanque TV-5010, que almacena crudo Istmo.En la Figura 2 se muestra el esque-ma de conexin del tanque depruebas. El ingreso de agua al tan-que de pruebas se realiza a travsde la apertura peridica de la vl-vula del drenaje aceitoso, entran-do por la parte inferior del tanquede pruebas. En la parte superior,el tanque de pruebas cuenta conun desage, por que rebosa el aguaal alcanzar su nivel mximo per-mitido. El agua que sale del tan-que de pruebas se lleva al drenajeaceitoso.

Procedimiento experimental

Las pruebas electroqumicas develocidades de corrosin se reali-zaron utilizando muestras de pla-ca de fondo de los tanques. A par-tir de la placa se maquinaronespecimenes de 1 cm2 de superfi-cie que fueron embebidos en unaresina aislante tipo poliester, paraexponer una sola cara, y pulidos alija de carburo de silicio. Cada elec-trodo estuvo soldado a un alam-bre de cobre aislado, que comuni-caba al instrumento de medicin

ubicado en el exterior del tanque de pruebas. Los electrodos son introduci-dos al tanque de pruebas a travs de un acceso en la tapa del tanque.

Para medir las velocidades de corrosin se utiliz un instrumentopotenciosto-galvanostato, modelo Gill8 AC de ACM Instruments, que escontrolado por una computadora personal. Ese instrumento permite po-larizar, es decir, modificar el potencial del electrodo Trabajo construidode acero, permitiendo obtener la respuesta en corriente a un estmulo enpotencial. Los potenciales referidos son medidos respecto a un electrodode referencia de cobre-sulfato de cobre, que tambin es introducido por latapa del tanque de pruebas. Un tercer electrodo, el denominado Auxiliaro Contraelectrodo, cerr el circuito con el electrodo Trabajo, permitien-do el paso de la corriente necesaria para polarizar al electrodo de acero aun valor de potencial deseado.

El tipo de estmulo en potencial aplicado al electrodo de acero consis-te de una rampa por debajo del potencial de corrosin, obtenindose asla llamada Rama catdica. Despus de una pausa de 20 minutos, se aplicaotra rampa en direccin positiva, obteniendo la llamada Rama andica.Se puede inferir la velocidad de corrosin de cualquiera de las dos for-mas, particularmente de la extrapolacin de zonas lineales al potencial decorrosin se puede leer la densidad de corriente, o sea la velocidad decorrosin (Thompson y Prayer, 1998).

Resultados

Como resultado de las pruebas en sitio, se obtuvo grficamente una curvacatdica tpica de una muestra de acero de fondo con un periodo de in-mersin de 3 meses en el tanque de pruebas. Las curvas catdicas presen-tan un control difusional, probablemente de oxgeno como agente agresi-vo, lo que se manifiesta por una zona semivertical en corriente cerca delpotencial de corrosin. La extrapolacin de la zona lineal permite calcu-lar valores de adelgazamiento de la pared entre 60 y 137 milsimas depulgada por ao (MPY).

Con estos resultados se puede apreciar que los valores de corrosinnaturales para el acero en agua de crudo Istmo son altos, es decir, el aceropresenta poca resistencia a la corrosin, que corresponde a un adelgaza-miento del orden de 2.5 mm/ao.

Pese a que en esta prueba se ha dado oportunidad de que los produc-tos de corrosin se generen en la superficie, esperando introducir barre-ras protectoras, estos productos no tienen propiedades protectoras queobstaculicen el fenmeno de corrosin.

Pruebas en laboratorio

En esta seccin se presentan los resultados de mediciones de velocidadesde corrosin de electrodos de acero, fabricados de placa de fondo detanque frente a muestras de fluidos recolectados en la TMDB. En con-traste con la seccin anterior, las pruebas se realizan en el laboratorio decorrosin del IIE, trabajando sobre muestras de acero a tres temperatu-ras en un intervalo de temperaturas que se presentan en la terminal.

A diferencia de las pruebas en el tanque de pruebas, aqu fue posibletrabajar con los tres tipos de agua de crudos estudiados, Maya, Olmeca eIstmo. Debido a que la inmersin es ms corta, de pocas horas, el nivel deagresividad es la de un material con los productos de corrosin que llegana formarse en el perodo de prueba.

Aplicaciones tecnolgicas

14Boletn IIE, enero-marzo del 2003

Procedimiento experimental

Los fluidos son recolectados en la TMDB en recipientes hermticos, queson llenados hasta el tope del cuello, buscando evitar el ingreso de oxge-no. Las muestras son trasladadas al laboratorio de pruebas donde se co-nectan a un circuito cerrado, como se muestra en la Figura 3. La tapa delrecipiente hermtico es cambiada por un tapn con dos conductos devidrio, uno ms corto que el otro. Despus, se traslada una muestra de200 ml a la celda de pruebas presionando con nitrgeno el tubo ms cor-to, que tuvo de ser desaireada con nitrgeno previamente. La celda depruebas contiene un arreglo de tres electrodos (Trabajo, Auxiliar y Refe-rencia) con los que se pueden polarizar la muestras de acero e inferir velo-

cidades de corrosin, como seexplic en una seccin anterior.Asimismo, la celda cuenta conuna chaqueta de vidrio con la quese controla la temperatura delfluido en la celda de pruebas.

En este caso, el clculo de lavelocidades de corrosin es pormedio de la extrapolacin deTafel de la rama andica, cuandopresenta una zona lineal clara.

Resultados

Los resultados obtenidos sonarrojados por curvas de polariza-cin andicas de las diferentesaguas de crudos a tres tempera-turas tpicas de operacin. Aun-que se realizaron otro tipo depruebas durante el estudio, los au-tores del reporte concluyeronque las ramas andicas permitenlas mediciones ms representati-vas de la velocidad de corrosin.

En la Tabla 1 se presentanvalores relativos de velocidadesde corrosin para aleacionesferrosas y los trminos comn-mente utilizados para calificarlas.En la Tabla 2 se resumen los va-lores de velocidades de corrosinpara los casos estudiados. Las ve-locidades de corrosin se presen-tan tanto en unidades de densi-dad de corriente (miliamperiospor cm2) como en unidades deadelgazamiento del acero, es de-cir, MPY y mm/ao.

Con la informacin de estastablas se puede concluir que losniveles de agresividad obtenidospara los tres tipos de crudos, a lastres temperaturas evaluadas, hacenver al acero de fondo como un ma-terial poco resistente a la corrosinfrente al agua de crudo. El espesorde placa de fondo es de 6.4 mm,por lo que los periodos potencia-les de vida menores a 5 aos delacero de fondo son confirmadospor los resultados. El nivel de agre-sividad justifica el uso de medidasde proteccin anticorrosivas.

Figura 3. Arreglo experimental para efectuar pruebas de corro-

sin en laboratorio.

Figura 2. Diagrama de instalacin de tanque de pruebas.

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La agresividad corrosiva delcrudo Maya es mayor a la del Ist-mo y a la del Olmeca. Los opera-rios de la terminal asumen me-nor agresividad en tanques de cru-do Istmo, debido al mayor con-tenido de agua (6% vol) compa-rado con el Maya (> 1% vol). Sinembargo, de acuerdo a los resul-tados, los tanques de crudo Mayapueden sufrir daos mayores.

No se observa un aumento enla agresividad por efecto de unatemperatura mayor. El fenmenocorrosivo es relativamente insen-sible al cambio de la temperatura.

Corrosin Microbiolgica

La Corrosin Microbiolgica oCorrosin Influenciada Micro-biolgicamente (CIM) es una for-ma de corrosin ocasionada porla accin de bacterias. La CIMconsiste en la formacin de de-psitos (ndulos) y el subsecuen-te mecanismo de ataque por pi-cado bajo-depsitos (Baboian,1995). Esto puede conducir albloqueo de tuberas y rpido adel-gazamiento de paredes de equi-pos. Es una forma de corrosinque requiere ser evaluada pormtodos especializados, a menu-do diferentes de los mtodos paraevaluar otras formas de corro-sin, particularmente porqueinvolucran la presencia y detec-cin de seres vivos.

En este estudio, el trabajo seha orientado a la deteccin de dostipos de bacterias que predomi-nan en tanques de almacenamien-to de crudos: las Bacterias Pro-ductoras de cido (BPA) y lasBacterias de Bajos Nutrientes(BBN). Las BBN son bacteriasque se desarrollan en ambientescon bajos niveles de alimento or-gnico, como el agua potable, elagua de tanques u otros y sonbacterias aerbicas. En el caso delas BPA, como su nombre lo in-dica, generan cidos a travs de

su metabolismo, que oxidan los metales. Las pruebas microbiolgicas usa-das, utilizan medios de cultivo donde se reproducen estas dos variedades debacterias esenciales para el diagnstico de problemas microbianos en tanquede almacenamiento de crudos.

Procedimiento experimental

Se tomaron muestras de los tanques TV-5010 con agua de crudo Itsmo,TV-5002 con agua de crudo Olmeca y TV-5004 con agua de crudo Maya.Tambin se removieron muestras de productos de corrosin superficia-les de una placa con exposicin mayor a dos meses en agua de crudoIstmo y se diluyeron en agua del mismo tipo de crudo. Utilizando unajeringa esterilizada, se inyectaron muestras de 1 cc en un primer frasco delos medios de cultivo tanto de las BBN, como las de BPA. En otros fras-cos de cultivo nuevo, se gener una dilucin 1 a 10, a partir de 1 cc delprimer frasco. De esta manera, por cada muestra de agua de crudo, setuvieron dos concentraciones de bacterias, la segunda diez veces ms di-luida que la primera; tanto para las pruebas de BNN como las de BPA.

Para las BPA se observa, como prueba de la presencia de este tipo demicroorganismos, el cambio de color de rojo (color original) a amarilloanaranjado (presencia de bacterias) o a amarillo ms tenue (mayor presen-cia de bacterias). Si el frasco conserva el color rojo indica la ausencia delos microorganismos. Para las BNN se observa, como prueba de la pre-sencia de este tipo de microorganismos, turbidez (presencia de bacterias)y la turbidez con depsitos (mayor presencia de bacterias). Si el lquido

Tabla 1. Tabla de criterios relativo de corrosin (Fontana, 1986).

Resistencia a la Velocidades de corrosin

corrosin relativa MPY mm/ao

Sobresaliente

16Boletn IIE, enero-marzo del 2003

del frasco conserva el aspecto cristalino original, indica la ausencia de losmicroorganismos.

Resultados

En la Tabla 3 se resumen los resultados obtenidos. En los tres tipo decrudos, Maya, Itsmo y Olmeca hay evidencias de la actividad de BPA.

En el caso de las BBN, stas se manifiestan en el crudo Maya. El aguade los crudos Olmeca e Istmo no refleja actividad microbiana por BBNconducente a corrosin.

La muestra tomada de los productos de corrosin de la placa expuestaa agua del crudo Istmo, presenta actividad tanto de BBN como de BPA.

Con los resultados de la Tabla 3 se concluye que la actividad microbianapuede contribuir al fenmeno de corrosin de los tanques de almacena-miento y que se deben considerar medidas para controlar la reproduc-cin y efecto de esta forma de corrosin, como el uso de biocidas y laremocin oportuna de agua de fondo.

Proteccin catdica de fondo

Mediante la aplicacin de un potencial de polarizacin a un material me-tlico, ste se puede mover en direccin negativa respecto al potencialnatural, para llevarlo a la zona de inmunidad de acuerdo a los diagramasde potencial-pH (Bianchetti, 2000). Bajo este principio opera lo que seconoce como Proteccin catdica, que puede ser implementada mediantenodos de sacrificio conectados elctricamente al material a proteger, obien por la aplicacin de un potencial externo mediante la corriente im-presa. De igual forma, algunos recubrimientos metlicos, como elgalvanizado, realizan la funcin de barrera, sacrificndose por el sustratometlico que comnmente es acero.

Para estudiar el efecto de la proteccin catdica, su desempeo enpresencia de crudo y agua de fondo de tanque y en los depsitos yensuciamientos producidos en este medio; se propusieron una serie deprueba tanto en campo como en laboratorio. Esto para estudiar lafactibilidad de aplicar con xito este tipo de proteccin anticorrosiva, ya

que hay opiniones divergentesrespecto a su eficacia.

Procedimiento experimental

En el dispositivo de pruebas ante-riormente descrito y conectado altanque de almacenamiento, sesumergieron una serie de muestrasde diferentes caractersticas duran-te 3 meses, para obtener informa-cin referente a diversos procesos;as como de la eficacia de la pro-teccin catdica. Las muestras su-mergidas fueron:

1. Placa de vidrio para observarel tipo de depsitos y ensu-ciamiento.

2. Placas de acero sin y con pro-teccin catdica (con unnodo de cinc conectado).

3. Muestras de tubos de patas deacero del techo flotante (pon-tn), sin aplicacin de esfuer-zo, con aplicacin de esfuer-zo y con aplicacin de esfuer-zo y proteccin catdica.

Resultados

La Figura 4 presenta la compara-cin entre la muestra de vidrio yla placas con y sin proteccincatdica. Es evidente el leve ensu-ciamiento de la placa de vidrio yel crecimiento de productos decorrosin en la placa de acero sinproteccin catdica. El ensucia-miento y el posible crecimientobacteriano, se ven reflejados en laplaca de acero, que muestra unagran capa de depsitos y produc-tos de corrosin, que pueden sos-tener reacciones aceleradas bajo losdepsitos debido a las especies qu-micas presentes y a la formacin deceldas de concentracin diferencial.

Contrastando con estas con-diciones, se observa la placa deacero de 10 x 15 cm a la que se leconect elctricamente un cubocon una cara expuesta de 1 cm2,de un nodo de sacrificio de zinc

Tabla 3. Resultados de actividad microbiana de fluidos acuosos

que acompaan a crudos.

BBN BPA

Olmeca Negativo Positivo

Moderado: 10 a 100 bac/ml

Maya Positivo Positivo

Alto: de 1,000 a 10,000 Alto: 1,000-10,000 bac/ml

bac/ml

Istmo Negativo Positivo

Alto: 1,000-10,000 bac/ml

Istmo, placa Positivo Positivo

de acero Moderado: 10 a 100 Moderado: 10 a 100 bac/ml

bac/ml

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(relacin de reas 1:10). La placano presenta prcticamente pro-ductos de corrosin como los dela placa anterior, observndosesolo las sales de zinc (productoblanco acumulado sobre la super-ficie del acero), provocadas porde la disolucin del nodo deri-vada de la proteccin catdicaotorgada a la placa y que evitque sta se corroyera.

Adems de todo esto, debe deconsiderarse la distribucin dedaos en el fondo de un tanque deacuerdo a estudio realizados en laTMDB por otros autores, dondese ha observado que el adelgaza-miento ms grande se presenta enlas secciones externas, del contor-no del fondo. En la seccin centrallos daos son menores. Esto esatribuible a la topografa que pre-senta el fondo, donde la acumula-cin de agua es favorecida en lassecciones mencionadas. Asumien-do esta distribucin, el diseo dela proteccin catdica debera ha-cerse colocando los nodos en lassecciones en donde la corrosin esms severa, en vez de adoptar unadistribucin uniforme de nodosen el fondo, como se acostumbra.

Pruebas de desempeo de

pontones

Los pontones son elementostubulares donde descansa el domodel tanque cuando alcanza su ni-vel menor. El acero puede presen-tar una forma de corrosin acele-rada conocida como corrosinbajo esfuerzo, en electrlitos comoagua de mar con cido sulfhdricoy bixido de carbono o en presen-cia de esfuerzos mecnicos. Estetipo de corrosin puede ser 100 o1000 veces mayor que la que sepresenta en los materiales sin es-fuerzo presente. En las patas (pon-tones) del domo flotante de lostanques de almacenamiento se haobservado y reportado corrosinacelerada cerca de la zona de apo-

yo de la pata al suelo, lo que tambin pueden tener explicacin por el resqui-cio formado entre la cara inferior del pontn y el fondo del tanque, formn-dose una celda de concentracin diferencial.

Para estudiar este fenmeno se prepararon muestras de secciones detubo de acero de las patas con un dispositivo, que simula la aplicacin deun esfuerzo mecnico mediante dos placas paralelas atornilladas a ambosextremos del tubo, que se sumergieron en el tanque. Otra de estas mues-tras inclua adems placas de zinc como nodos de sacrificio y para pro-psitos comparativos se sumergi tambin una seccin tubular sin la apli-cacin de esfuerzos.

La seccin sin esfuerzos de la Figura 5, presenta la acumulacin dedepsitos y productos de corrosin a lo largo de la superficie, como suce-di en la placa de acero. Estos productos de corrosin obscuros de sulfurode hierro tpicos en este medio son muy adherentes, sin embargo en lascara inferior no hay degradacin.

La Figura 5 presenta la parte anterior y posterior del tubo de acerosujeto a esfuerzos mecnicos e inmerso por 3 meses. Se puede observaruna gran acumulacin de productos de corrosin en la intercara entre laplaca y el tubo (resquicio), e inclusive en la parte posterior se ha extendi-do el ataque un poco ms arriba como en el tubo instalado.

Finalmente, en el caso en que se aplic el esfuerzo mecnico juntocon la proteccin catdica la muestra no present signos de corrosin.

Los resultados de las pruebas hacen evidente la efectividad de la protec-cin catdica para conservar al acero de fondo de tanque frente al agua decrudo Istmo. La placa de acero sin proteccin catdica genera abundantesproductos de corrosin en su superficie al igual que el caso del pontn.

Estrategia alternativa

Con base en los resultados encontrados y con la informacin sobre laoperacin y diseo de los tanques, la propuesta de los autores es una es-trategia alternativa para el control de la problemtica de corrosin pre-sentada. sta se apoya, por un lado, en la correcta operacin de los mto-

Figura 4. Detalle de placa de vidrio con ensuciamiento despus

de 3 meses de inmersin.

Aplicaciones tecnolgicas

18Boletn IIE, enero-marzo del 2003

dos de control de la corrosin, como la seleccin de recubrimientos y eldiseo de la proteccin catdica y, por otro lado, en la adopcin de unmtodo de seguimiento en lnea para un tanque de almacenamiento. Esteenfoque permitira contar con informacin sobre la degradacin del recu-brimiento, la operacin efectiva de la proteccin catdica y la actividad decorrosin presente en un tanque de almacenamiento. El sistema compren-dera el diseo e instalacin de sensores colocados en el fondo del tanque,que tendran la misma preparacin que en el fondo (misma especificacin yterminado del acero y los recubrimientos) y estaran conectados a un ins-trumento de medicin que mida el nivel de proteccin catdica, la integri-dad de los recubrimientos y la velocidad de corrosin presentes. El sensorestara comunicado a un sistema de control, almacenamiento y anlisis dedatos ubicado fuera del tanque.

Los beneficios de adoptar una estrategia de mantenimiento predictivaredundaran en conocer el grado de integridad del fondo de tanque, lo quehoy se logra slo vaciando e ingresando al interior de los tanques. Algunosbeneficios adicionales seran la extensin de la vida til del tanque, el au-mentar de la seguridad y la reduccin de costos de mantenimiento.

Conclusiones

Las pruebas de la agresividad corrosiva de los fluidos de crudos Maya,Istmo y Olmeca de tanques de almacenamiento, llevan a considerar vidasrelativamente cortas del acero de fondo, menores a 5 aos, que solo pue-den ser extendidas mediante la adopcin de mtodos de proteccinanticorrosiva. A la agresividad natural del medio se suma la accin de almenos dos tipos de bacterias corrosivas. La proteccin catdica actaeficientemente en aguas de crudos y el diseo actual podra ser mejoradoreforzndolo en el rea del contorno del fondo, por encima del rea cen-tral. De igual forma, un diseo particular podra ser adoptado para el casode los pontones del domo. El estudio de la naturaleza del problema dedegradacin por corrosin en tanques de almacenamiento, permite propo-ner una estrategia de seguimiento en lnea para obtener informacin de suintegridad, con la que no se cuenta hoy da.

ReferenciasBaboian, R. Corrosion Test and Standards. Application and Interpretation,

ASTM, Philadelphia, 1995, p. 45-75.

Bianchetti, R. Peabodys Control of Pipeline Corrosion, NACE, Houston, 2000.

Figura 5. Muestras de pontn sin esfuerzo y con esfuerzo (3

meses de inmersin).

Fontana, M. Corrosion Engineering.

McGraw Hill, New York, 1986.

Thompson, N.G. y J. H. Payer. DC

Electrochemical Tests, Methods,

NACE, Houston, 1998, p 9-34.

Jos Maria Malo Tamayo

Ingeniero en energa por la Uni-

versidad Autnoma Metropolitana

(UAM), doctor en Corrosin y Pro-

teccin por la Universidad de

Manchester, Inglaterra. Hasta

1989 labor en el Instituto Mexi-

cano del Petrleo (IMP) y desde

hace 13 aos labora en ell Insti-

tuto de Investigaciones Elctricas.

Es Nivel I del Sistema Nacional

de Investigadores (SNI). Sus

reas de especialidad son la inhi-

bicin de la corrosin, el monito-

reo de corrosin y los sistemas de

informacin aplicados al control

de la corrosin.

jmmalo@iie.org.mx

Jorge Uruchurtu Chavarn

Ingeniero en comunicaciones y

electrnica de la Escuela Supe-

rior de Ingeniera Mecnica y

Electrnica (ESIME) del Instituto

Politcnico Nacional (IPN). Maes-

tro en Control de la Contamina-

cin y Medio Ambiente y doctor

en Corrosin y Proteccin en la

Universidad de Manchester, Ingla-

terra. Es Nivel II del Sistema Na-

cional de Investigadores (SNI).

Sus reas de inters son la co-

rrosin localizada, la corrosin at-

mosfrica y el seguimiento de la

corrosin.

juch@uaem.mx

Luis Fernando Lpez Cisneros

Ingeniero electricista por la Univer-

sidad Michoacana de San Nicols

de Hidalgo (UMSNH). Trabaj en

el IMP en 1998 participando en di-

versos proyectos de instalaciones

costa afuera de Pemex-PEP. Tra-

baj en Pemex-PEP en el 2000,

supervisando proyectos de ingenie-

ra de detalle y maqueta electrni-

ca de la Terminal Martima de Dos

Bocas (TMDB), as como en el de-

sarrollo de ingeniera de detalle.

luis_l_c@hotmail.com