Evaluación de la protección catódica por corriente impresa para metales en suelos amazónicos de alta agresividad química

Abstract

The present research aimed to evaluate the efficiency of an impressed current cathodic protection (ICCP) system to reduce the corrosion rate of metals exposed to highly chemically aggressive Amazonian soils. The study was conducted at the General and Inorganic Chemistry Laboratory of the Faculty of Chemical Engineering at the National University of the Peruvian Amazon, using a unifactorial experimental design with seven treatments corresponding to six current density levels (10, 25, 50, 100, 150, and 200 mA/m²) plus a control group without protection. ASTM A-36 steel specimens measuring 100 mm × 50 mm × 1 mm were used, submerged in Amazonian soil from a petroleum zone, characterized by pH 6.0 and electrical conductivity of 345 μS/cm. The tests were conducted in hermetically sealed 4-liter buckets over a continuous three-month period. The corrosion rate was determined using the gravimetric mass loss method according to ASTM G1 standard. The results demonstrated that the control sample (without protection) exhibited a corrosion rate of 53.89 μm/year, while the application of impressed current significantly reduced this value. The optimal current density was established at 150 mA/m², achieving a protection efficiency of 94.1% with a residual corrosion rate of 3.18 μm/year. An inversely proportional relationship was observed between applied current density and corrosion rate, with a coefficient of determination R² = 0.9847. It is concluded that impressed current cathodic protection is highly effective for mitigating corrosion of buried metallic structures in highly chemically aggressive Amazonian soils.La presente investigación tuvo como objetivo evaluar la eficiencia de un sistema de protección catódica por corriente impresa (ICCP) para reducir la velocidad de corrosión de metales expuestos a suelos amazónicos de alta agresividad química. El estudio se desarrolló en el Laboratorio de Química General e Inorgánica de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional de la Amazonía Peruana, empleando un diseño experimental unifactorial con siete tratamientos correspondientes a seis niveles de densidad de corriente (10, 25, 50, 100, 150 y 200 mA/m²) más un grupo control sin protección. Se utilizaron probetas de acero ASTM A-36 de dimensiones 100 mm × 50 mm × 1 mm, sumergidas en suelo amazónico proveniente de zona petrolera, caracterizado con pH 6,0 y conductividad eléctrica de 345 μS/cm. Los ensayos se realizaron en baldes herméticos de 4 litros durante un período de tres meses continuos. La velocidad de corrosión se determinó mediante el método gravimétrico de pérdida de masa según la norma ASTM G1. Los resultados demostraron que la muestra control (sin protección) presentó una velocidad de corrosión de 53,89 μm/año, mientras que la aplicación de corriente impresa redujo significativamente este valor. La densidad de corriente óptima se estableció en 150 mA/m², alcanzando una eficiencia de protección del 94,1% con una velocidad de corrosión residual de 3,18 μm/año. Se observó una relación inversamente proporcional entre la densidad de corriente aplicada y la velocidad de corrosión, con un coeficiente de determinación R² = 0,9847. Se concluye que la protección catódica por corriente impresa es altamente efectiva para mitigar la corrosión de estructuras metálicas enterradas en suelos amazónicos de alta agresividad química.