Un sistema de protección catódica solo funciona bien si la corriente va exactamente adonde tiene que ir. Si la tubería o el tanque protegido está unido eléctricamente a otras estructuras metálicas, como la red de tierras de una planta, una tubería antigua o la instalación de otro propietario, parte de esa corriente se escapa, la protección se debilita y el sistema puede llegar a provocar corrosión donde antes no la había.
Las juntas aislantes son las piezas que evitan ese problema. En este artículo explicamos qué es una junta aislante, para qué sirve en un sistema de protección catódica, qué tipos existen, dónde se colocan, cómo se comprueba que siguen aislando y cuáles son los fallos más habituales de las juntas para protección catódica.
Qué es una junta aislante
Una junta aislante, también llamada junta dieléctrica o junta de aislamiento eléctrico, es un elemento que se intercala en una tubería para cortar la continuidad eléctrica entre dos tramos sin romper su continuidad mecánica ni su estanqueidad. El fluido sigue pasando con normalidad, la tubería aguanta la presión de trabajo, pero la corriente eléctrica no puede pasar de un lado a otro a través del metal.
Para conseguirlo, la junta incorpora materiales dieléctricos (resinas, laminados de fibra de vidrio, elastómeros) entre las dos partes metálicas que une. Así se crea una frontera eléctrica: a un lado queda la estructura protegida catódicamente y, al otro, la instalación que no debe recibir esa corriente.
Para qué sirve una junta aislante en protección catódica
La protección catódica protege una estructura haciendo circular una corriente continua desde unos ánodos, a través del terreno, hasta el acero. Esa corriente se calcula para una superficie concreta. Si la estructura está conectada a otras, la corriente se reparte entre todas y no llega a proteger la que debía. Las juntas aislantes sirven para:
- Delimitar la estructura protegida. Fijan dónde empieza y dónde acaba el tramo que recibe la corriente, de modo que el diseño del sistema se corresponde con la superficie real que hay que proteger.
- Evitar fugas de corriente a instalaciones no protegidas. Sin aislamiento, la corriente se escaparía hacia la red de tierras de cobre de una planta, hacia estructuras de hormigón armado o hacia tuberías ajenas. El sistema necesitaría mucha más corriente y los ánodos se agotarían antes.
- Romper pares galvánicos. Cuando el acero enterrado está unido a cobre u otros metales más nobles, se forma una pila en la que el acero se corroe más deprisa. La junta corta esa unión.
- Dividir una red larga en tramos. En gasoductos y oleoductos permiten sectorizar la protección, ajustar cada tramo por separado y localizar los problemas con más facilidad.
- Limitar interferencias y corrientes vagabundas. Aislar los tramos que discurren cerca de líneas de tracción en corriente continua o de otros sistemas de protección catódica reduce el recorrido de esas corrientes por la tubería.
- Separar instalaciones de distintos propietarios. Por ejemplo, la red de una compañía distribuidora y la instalación interior de un cliente industrial, cada una con su propio sistema y su propio responsable.
Por eso, en el diseño de los sistemas de protección catódica, situar bien las juntas aislantes es tan importante como dimensionar los ánodos o el transformador-rectificador.
Tipos de juntas para protección catódica
Hay tres soluciones principales, que se eligen según el diámetro, la presión, el fluido y el lugar donde se instala la junta.
Juntas monolíticas o monoblock
La junta monolítica, conocida como junta monoblock, es una pieza fabricada en taller en la que los dos extremos metálicos quedan unidos y aislados entre sí dentro de un cuerpo cerrado. Llega a obra ensayada a presión y a aislamiento, y se instala soldándola a la tubería como un carrete más. No tiene tornillos ni piezas que se puedan aflojar, por lo que es la opción preferida en gasoductos, oleoductos y redes de alta presión, y la única adecuada cuando la junta tiene que quedar enterrada.
Bridas aislantes o kits de aislamiento de bridas
Una brida aislante se monta sobre dos bridas normales con un kit de aislamiento: una junta dieléctrica entre las caras de las bridas, un manguito aislante que envuelve cada espárrago en todo su recorrido y arandelas aislantes, con su arandela de acero, bajo las tuercas. Así ninguna pieza metálica une las dos bridas. Es una solución económica y fácil de instalar en tuberías existentes, en estaciones de regulación y medida o en la entrada a una planta, pero necesita un montaje cuidadoso y quedar en un lugar accesible y seco, porque cualquier manguito dañado o un poco de suciedad conductora pueden puentearla.
Uniones y manguitos dieléctricos para diámetros pequeños
En tuberías de pequeño diámetro, como las acometidas, las líneas de instrumentación o las conexiones de tanques de combustible y de GLP, se usan uniones dieléctricas roscadas o manguitos aislantes. Cumplen la misma función con un montaje mucho más sencillo.
| Criterio | Junta monolítica (monoblock) | Brida aislante (kit de aislamiento) |
|---|---|---|
| Montaje | Soldada a la tubería, sin tornillos | Atornillada entre dos bridas, con junta, manguitos y arandelas aislantes |
| Fiabilidad del aislamiento | Alta: viene ensayada de fábrica y no depende del montaje en obra | Depende del montaje y del apriete; un manguito dañado la puentea |
| Instalación enterrada | Sí, con su revestimiento exterior | No recomendable: mejor en superficie o en arqueta accesible |
| Presión y diámetro | Adecuada para alta presión y diámetros grandes | Habitual en baja y media presión y en instalaciones existentes |
| Mantenimiento | Mínimo: comprobación periódica del aislamiento | Revisión de manguitos, arandelas, limpieza y apriete |
| Coste | Mayor coste de pieza | Menor coste y montaje rápido sobre bridas existentes |
Dónde se colocan las juntas aislantes
La regla general es colocar una junta aislante en cada punto en el que la estructura protegida se une a algo que no debe recibir la corriente de protección. Los casos más habituales son:
- En la entrada y la salida de las estaciones de compresión, de bombeo y de regulación y medida, que suelen estar conectadas a la red de tierras de la instalación.
- En los puntos donde la tubería sale del terreno y continúa aérea sobre soportes metálicos o entra en un edificio.
- En la conexión con plantas industriales, depósitos o redes interiores que tienen su propia puesta a tierra.
- Entre tramos nuevos y antiguos, o entre tuberías revestidas y desnudas, que necesitan corrientes muy distintas.
- Entre instalaciones de distintos propietarios o con sistemas de protección catódica independientes.
- En tanques enterrados de combustible, entre el tanque y las tuberías que lo unen con los surtidores o con la instalación del edificio.
En la protección catódica en tuberías de gran longitud, las juntas aislantes también se usan para dividir la red en tramos independientes. En los tanques y depósitos de almacenamiento, separan el tanque protegido de las tuberías y equipos conectados a tierra.
Además de la junta, hay que pensar en todo lo que podría puentearla: soportes metálicos, cables de tierra de equipos eléctricos, actuadores de válvulas, tubos de instrumentación o tuberías auxiliares que unen los dos lados. Si cualquiera de ellos conecta eléctricamente ambos lados, la junta deja de servir aunque esté en perfecto estado.
Protección de la junta frente a sobretensiones
Una junta aislante separa dos tramos metálicos que, en condiciones normales, solo tienen entre sí una diferencia de potencial pequeña. Pero un rayo, una falta en una línea eléctrica cercana o la tensión inducida por una línea de alta tensión que discurre en paralelo pueden generar entre los dos lados tensiones muy altas. Si superan la rigidez dieléctrica de la junta, la perforan y la dejan inservible. En una tubería de gas, además, el arco eléctrico puede ser un riesgo de ignición.
Para evitarlo, se instala en paralelo con la junta un descargador de sobretensiones (explosor o vía de chispas), que no conduce en condiciones normales pero que se cierra ante una sobretensión y la deriva sin dañar la junta. En zonas con atmósferas explosivas tiene que ser de un modelo certificado para ello. Cuando hay tensiones alternas inducidas de forma permanente, se recurre a desacopladores de estado sólido, que dejan pasar la corriente alterna pero bloquean la continua de la protección catódica.
También hay que tener en cuenta el fluido. Si la tubería transporta agua u otro líquido conductor, la corriente puede saltar la junta por dentro y corroer la cara interior del tubo junto a ella. En esos casos se reviste interiormente un tramo a cada lado de la junta para alargar ese camino.
Cómo se comprueba una junta aislante
Una junta aislante puede dejar de aislar sin que se note desde fuera, por eso su comprobación forma parte de cualquier revisión de un sistema de protección catódica. Estas son las pruebas habituales:
- Ensayo de resistencia de aislamiento antes de instalarla. Con un medidor de aislamiento (megóhmetro) en corriente continua, a la tensión que fije la especificación. Las juntas monolíticas se ensayan además en fábrica a presión y con una prueba de rigidez dieléctrica. Una vez enterrada la tubería, esta medida ya no es representativa, porque los dos lados quedan unidos a través del terreno.
- Medida del potencial a ambos lados de la junta. Con un electrodo de referencia en la misma posición, se mide el potencial tubería-suelo del lado protegido y del lado no protegido. Si la junta aísla, el lado protegido estará mucho más negativo que el otro. Si los dos marcan prácticamente lo mismo, la junta está puenteada o perforada.
- Prueba con ciclos de encendido y apagado. Interrumpiendo el transformador-rectificador de forma cíclica, el potencial del lado protegido cambia con cada ciclo y el del lado no protegido apenas se mueve. Si los dos lados cambian a la vez, hay paso de corriente a través de la junta o de algún elemento que la puentea.
- Comprobador de juntas aislantes. Equipos específicos que, aplicados a los dos lados de la junta, indican si hay continuidad eléctrica aunque la tubería esté enterrada y conectada al terreno.
- Revisión de cada espárrago en las bridas aislantes. Se comprueba que ninguno toca las dos bridas y que manguitos y arandelas están completos y en buen estado.
Para poder hacer estas medidas, junto a cada junta aislante se instala una toma de potencial con cables conectados a los dos lados. La comprobación se hace como mínimo en cada revisión periódica del sistema y, además, después de tormentas, de obras cercanas o de cualquier cambio en la instalación. Es una de las tareas de nuestro servicio de inspección de sistemas de protección catódica.
Fallos típicos de las juntas aislantes
La mayoría de los problemas de aislamiento que encontramos en las inspecciones se repiten de una instalación a otra:
- Puentes metálicos externos: un cable de tierra, un soporte, una válvula con su actuador o una tubería auxiliar que conecta los dos lados de la junta, a menudo añadidos años después en una ampliación.
- Manguitos o arandelas dañados o ausentes en las bridas aislantes, por un montaje incorrecto, por piezas que no se repusieron al desmontar la brida o por un apriete excesivo que rompe el material dieléctrico.
- Humedad, suciedad o restos conductores en la superficie de la brida o en una arqueta inundada, que crean un camino para la corriente.
- Perforación por sobretensiones en juntas sin descargador, tras un rayo o una falta eléctrica en una línea cercana.
- Paso de corriente por el interior cuando el fluido es conductor o se acumulan lodos y sedimentos dentro de la tubería junto a la junta.
- Corrosión en el lado no protegido. Aunque la junta aísle bien, parte de la corriente de protección puede entrar por el terreno en la tubería no protegida y abandonarla justo al lado de la junta para llegar al lado protegido. En ese punto de salida, la tubería no protegida se corroe. Se evita revistiendo bien un tramo a cada lado y comprobando las interferencias en el diseño.
Una junta en mal estado tiene síntomas que se ven en las medidas: hace falta subir la corriente del rectificador para mantener los mismos potenciales, los ánodos se gastan más deprisa de lo previsto o aparecen zonas de la tubería que ya no alcanzan el criterio de protección. Cuando eso ocurre, la junta es uno de los primeros puntos que hay que revisar.
Juntas aislantes y protección catódica con Procainsa
Desde 1988 diseñamos, instalamos y mantenemos sistemas de protección catódica para tuberías, gasoductos, tanques y estructuras enterradas, con un equipo técnico certificado NACE. En cada proyecto definimos dónde deben ir las juntas aislantes y cómo protegerlas, suministramos juntas dieléctricas y el resto de materiales del sistema, y comprobamos su aislamiento en las revisiones periódicas, siguiendo normas como la ISO 15589-1 y la NACE SP0286 sobre aislamiento eléctrico de tuberías protegidas catódicamente.
Preguntas frecuentes sobre las juntas aislantes
¿Es lo mismo una junta aislante que una junta dieléctrica?
Sí. Junta aislante, junta dieléctrica y junta de aislamiento eléctrico se usan para lo mismo: un elemento que corta la continuidad eléctrica de la tubería. A veces se llama «junta dieléctrica» solo a la pieza plana que va entre las bridas, que es una de las partes del kit de aislamiento.
¿Qué es mejor, una junta monoblock o una brida aislante?
Depende de la instalación. La junta monoblock es más fiable, no depende del montaje en obra y puede ir enterrada, por eso se prefiere en gasoductos y en redes de alta presión. La brida aislante es más económica y práctica en instalaciones existentes y en estaciones, siempre que quede accesible y en un lugar seco.
¿Se puede comprobar una junta aislante con un polímetro?
No de forma fiable cuando la tubería está enterrada. Los dos lados de la junta están en contacto con el terreno, que los une eléctricamente, y el polímetro medirá esa resistencia aunque la junta esté bien. Por eso se comprueba midiendo los potenciales a ambos lados, con ciclos de encendido y apagado del rectificador o con un comprobador específico de juntas aislantes.
¿Se puede enterrar una junta aislante?
Las juntas monolíticas sí, con su revestimiento exterior y una toma de potencial para medir los dos lados. Las bridas aislantes conviene dejarlas en superficie o en una arqueta accesible y seca, porque necesitan inspección y la humedad y la suciedad pueden puentearlas.
¿Cada cuánto hay que revisar las juntas aislantes?
Como mínimo en cada revisión periódica del sistema de protección catódica, que suele ser anual. Además, conviene comprobarlas después de tormentas con descargas cercanas, de obras en la instalación o de cualquier cambio que haya podido crear un puente eléctrico.
¿Tiene dudas sobre el aislamiento de su instalación? Nuestro equipo técnico revisa sus juntas aislantes y su sistema de protección catódica y le propone las mejoras necesarias. Solicite información.
