Las tuberías enterradas de largo recorrido están protegidas de la corrosión mediante una protección catódica (PC) por corriente impresa, y las normas modernas esperan cada vez más que esa protección se supervise de forma remota. Una unidad de monitorización remota (RMU) mide la tensión y la corriente alternas y continuas del rectificador, el potencial tubería-suelo, las derivas (shunts) y las corrientes de unión, sincroniza las campañas globales de interrupción de la PC mediante GPS, e informa por red celular o satélite desde sitios que a menudo no cuentan con suministro de red. Alimentar un instrumento así desde un pequeño panel solar y un búfer recargable —donde el níquel-hidruro metálico sellado presenta ventajas específicas— es el tema de este artículo.
ISO 15589-1:2015 rige la protección catódica del acero de tuberías enterradas en tierra y, en su versión actual, reconoce la monitorización remota como una opción para el seguimiento de parámetros de PC; EN 12954 establece los principios generales de PC, EN 13509 las técnicas de medición y los criterios, y NACE SP0169 (hoy parte de la familia de normas AMPP) el control de la corrosión externa. En conjunto definen lo que una RMU debe medir —salida del rectificador, potencial tubería-suelo frente a un electrodo de referencia, corriente a través de derivas y uniones— y cómo se interpretan esas lecturas.
Las RMU comerciales, como la MOBILTEX RMU1 y las unidades satelitales de estilo Bullhorn, se especifican para varios años de vida de batería (un intervalo representativo cercano a cinco años para una unidad no solar), mientras que las familias de productos solares sostienen la monitorización continua combinando un panel con un búfer recargable. El instrumento es remoto, está expuesto a la intemperie y suele ser extremadamente difícil de visitar, lo que convierte la fiabilidad de la alimentación en una cuestión de seguridad frente a la corrosión, no solo en una comodidad.
La primera figura animada traza la corriente de la RMU a lo largo de un día. Con una cadencia de quince minutos a una hora, se despierta y excita varios canales analógicos —potencial del electrodo de referencia, tensión y corriente continuas, a veces interferencia alterna— una medición que ocupa unos segundos a miliamperios. Para las campañas de interrupción sincronizada, adquiere una posición GPS (un evento de varios segundos y corriente relativamente alta, compartido por cada RMU del oleoducto en el mismo instante), acciona el relé de interrupción y captura el potencial instant-off. A continuación transmite por red celular o, en una franja de servidumbre remota, por satélite —una ráfaga de alta corriente, especialmente en el caso satelital, que puede demandar un pulso del orden de amperios durante la transmisión.
La instalación solar carga el búfer durante las horas de luz, mientras que una unidad no solar depende por completo de una batería primaria dimensionada para años. En ambos casos, los picos instantáneos —GPS, relé, amplificador de potencia satelital (PA)— están muy por encima del promedio a largo plazo y establecen el requisito de pulso.
La segunda figura muestra la autonomía frente al tamaño del búfer para los informes celulares y satelitales: como cada contacto satelital es costoso en energía, una batería primaria no solar se ve obligada a informar con poca frecuencia, mientras que un panel solar con un búfer recargable adecuado admite campañas sincronizadas frecuentes y un registro multicanal con varios días de reserva para el tiempo cubierto del invierno. El búfer debe aceptar una carga irregular, mantener la reserva en días nublados y entregar bajo demanda el pulso satelital del orden de amperios.
El NiMH sellado está bien adaptado: se carga de forma oportunista desde un panel modesto, entrega una alta corriente de pulso desde una meseta plana y de baja impedancia, cicla diariamente durante años a lo largo de la vida del instrumento, se descarga con fiabilidad en el frío de una franja de servidumbre septentrional, y emplea una química acuosa que es segura en un cerramiento sellado y expuesto a la intemperie, sin carga de gestión térmica.
Las campañas de PC de intervalo cercano e instant-off exigen que cada rectificador y cada RMU a lo largo de una tubería interrumpan la corriente de PC exactamente en el mismo instante sincronizado por GPS, de modo que el potencial tubería-suelo «instant-off» pueda medirse sin la caída óhmica IR. Eso significa que cada RMU debe despertar, adquirir una posición GPS, estar lista en el segundo sincronizado, accionar su relé y medir —simultáneamente, sin importar cuándo vio el sol por última vez. El búfer, por tanto, tiene que garantizar el pulso GPS más relé más medición al amanecer tras varios días nublados y en el frío.
Es un requisito de potencia de pulso superpuesto a un requisito de reserva de energía, y castiga cualquier química que se desploma bajo carga: un bloqueo GPS fallido o un relé que cede en el instante sincronizado produce un hueco en la campaña de corrosión que puede no descubrirse hasta la próxima visita al sitio.
La elección de radio reconfigura el diseño de alimentación. Los módulos celulares se conectan durante unos segundos a unos pocos cientos de miliamperios y son eficientes donde hay cobertura; los terminales satelitales (para líneas que atraviesan desierto, tundra o bosque sin cobertura celular) transmiten ráfagas más cortas pero de corriente mucho más alta y necesitan una alimentación limpia y firme para completar el contacto. La baja resistencia interna del NiMH es especialmente valiosa en el caso satelital, donde una celda primaria de alta impedancia puede no completar una transmisión a baja temperatura.
Donde hay red disponible en una estación de bombeo o un puesto de rectificador, el pack NiMH actúa como un SAI DC listo para carga flotante que supera un corte de red y mantiene la RMU registrando y alarmando; fuera de red, actúa como el búfer solar descrito arriba.
La especificación de diseño registra el número de canales analógicos y el tiempo de excitación, el intervalo de medición, si se requiere interrupción sincronizada por GPS y con qué frecuencia, el perfil de radio celular o satelital y la corriente pico, la potencia del panel solar y los días de autonomía requeridos, y el rango de temperatura del sitio. El artículo B los convierte en un balance energético y un dimensionamiento del búfer; el artículo C vincula el diseño con las normas de PC, los aspectos ambientales y la evidencia a nivel de celda.
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