Software de PC proyecto

7/21/2019 Software de PC proyecto

http://slidepdf.com/reader/full/software-de-pc-proyecto 1/136



Ing. J&ián Pefla E.



DECLAIZACION EXPRESA

” LA F3GPONSABILIDAD

P=IR

LOS HECHOS, IDEAS Y DOCTRINAS

GWIJL?ST(35 EN ESTA TESIS, ME CORRESPONDEN EXCLUSIVAMENTE; Y EL

P;4.?R71MONIi? INTELECTUAL DE , MISMA, A LA ESCUELA SUPERIOR

LOLLTECNICA DEL LITOPAL".

(Reglamentod?

Exámenes y Títulos Profesionales de laESFOL).

NARCO

ANTONIO ZAMBRANOALCIVAI



DEDICATORTA

A Di ,

Padre Celestial.

Con cariño y gratitud, a

Id 5

padres, quienes

siempre han sido, paz para

mi espiritu y fuerza para

mivoluntad,



AGRADECIMIENTO

F. la Escuela Superior

Politécnica del Litoral.

Al Ing. Julián Pefla Estrella,

,Director de Tesis, por su

valiosa orientación, brindada

durante la realización de

este trabajo.

A mi hermano, por su

colaboración y apoyo.





En el tercer capítulo, se presenta la secuencia de disefio que

debe cumplirse, para determinar ciertos parámetros

fundamentales en base a los cuales se establece cuantitativa y

cualitativamenle,

los diversos componentes del sistema de

Finalmente, en el último capitiulo se procede a explicar, desde

21 punto de vista de diseño, .l l es el procedimiento y el

criterio lutilizado

2n el softwarg, cuales son sus

requcr.imientos en cuanto a datos',0 información y cuales sus

.respuestas 0 resultados, y según esto establecer la real

utilidad ae este siSiLemG.







43.5 POR CORRIENTE I~K'ZZSA........................... 83

3.5.1 SELECCION DEL TIP,O DE ANODO ............... 83

3.5.2 CALCULO DEL NUMERO DE ANODOS .............. 84

3.5.3 CALCULO DE RESISTENCIAS ................... 85

3.5.4 SELECCION DEL TRANSFOE?MADOR--RECTIFICADOR . 89

3.5.5 ALCANCE DE PROTECCION..................... 90

3.6 ANALISIS

,DE LA ECUACIÜNES RESISTENCIAS DE ANODOS 91

3.7 CRITERIO DE tiISEfi0 POR LA RESISTENCIA ELECTRICA DEL

s1STE34A..................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

4.1EXPLICACIOI'J

DEL SOFTWARE........................ 94

4.2 ENTRADAS Y SALIDziS.........,..................... loo

4.2.1 DISEÑO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

4.2.2 GRAFICOS................................. 103

4.2.3 CATALOGOS ................................ 103

4.3 DIAGP%MAS DE FLUJ? ............................. 104

4.4 EJEMPLOS DE APLICACION ......................... 110

CONCLUSIONESY

RECOMEND?sCIONES......................

129



INDICE DE FIGURAS

1. PilaElect~oc~~ímica

................................... 16

2.

CorrosiDn causada por una Pila Galvánica ............... 18

3. Pila de Corrosión causada por la variación de la

Resistividad Electrica del Suelo ...................... 19

4.

Protección por Anodos Galvánicos ...................... 23

5. Protección por Corriente Impresa ...................... 24

6. Ciagramas

Je'ráxquicos del Módulo de Presentación ...... 30

7.

Diagramas JerAryuicbs de la Opción Disefio

............. 32

8. _

;laarclunas Jerárquicos de la Opción Gráficos ........... 33

9 Flujograma de la Opción Dise.fic ........................ 40- .

10. Flujograma de la Opci6n Gráficos ...................... 41

l Formato de Presentación'del Manual del Usuario

de PROCATEN LO...:..............~.............,.,..... 43

12. Pantalla de Presentación de PROCATEN.................. 47

13. Pantalla Lrincipal.................................... 48

14. _

msaie de Error...................................... 51

15. Pantalla de Ingreso qe Datos para el Cálculo de

la co~riente...........'............................... 53

16.Seleccibn

bl Metodo

de Protección .................... 54

1.7. Selección del Material Anódico ...................... 55

18. Selección del Material Anodico para Corriente Impresa. 55

19. Pantalla de Ingreso de Datcs,para el Cálculo de la

Masa ~~ódica....'....;..,~..............:............. 56

Pantalla de Ingreso de Datos del



21. Pan~clla de Ingreso de Datos para el Cálculo de

~e3lstenclas....................................~ ....

22. Pantalla de P?esenLdvlón de Resultados ...............I

23. Pantalla de Ingreso de Datos para el Criterio del

Sister‘~...................- ..........................

24. Pantalla de Resultados de la Opción Criterio del

Sistema ...............................................

25. Pantalla de Costos ...................................

26. Pantalla Principal de Gráficos .......................

21. In<:;eso de Datos para Gráficos .......................

28.Pxltalla

de Ingresodz

Datos ;;ara GrCtficos

de

OpciOn Múltiple ......................................

29. Pantalla de Catálogos ................................

30. D~ay~:arnar, de Flujo ...................................

31. Diagramas de Flujo ...................................

32. Cálculo de ld

CorrienteRequerida

para el

Primer:

Ejemplo de Aplicacibn .........................

33. Selección del Mdtodo_de Protección para el

Exime1

Ejemplo de A-litación .........................

34. Seleccióndel,Materiai

Anód:'c? para el

Pr.imer Ejemplo de Aplicación .........................

35. Cálculo de la Masa de Anodos para el

Piimer Ejemplo de Aplicación .........................

36. CCiculo 6~1

Número de Anodospara el

PrimerE3emplo

deAplicacibn

..........................

58

62

63

63

64

65

68

70

71

108

109

113

114

115

116

1 1 7



37. Cálculo de Resistencias para el

Primer Ejemplo de Aplicación.......................... 118

38. Pantalla de Presentación de Resultados

Para el Primer Ejemplo de Aplicación.................. 11s

39. Cálculo de 2.a CorxieEt,e Reyìl.erida para el

Segundo Ejemplo de Aplicación......................... 123

40. Selección del Método de Proteccibn para el

Segundo Ejemplo de Aplicación......................... 124

41. Seleccibn del Material Anódico para el

Segundo Ejemplo de Aplicacibn......................... 125

42. Cálculo del Número ,de Anodos

para el

Segundo Ejemplo de Aplicac:ión.........................

12c

43. Cálculo de Resistencias para el

segundo Ejemplo de Aplicación......................... 127

44. Pantalla de Presentación de ResultadDs

Para el Segundo Ejemplo de Aplicación................. 128





INTRODUCCION

Siendo la corrosi¿k y proceso',natural de deterioro, que

transforma constantemente materiales metálicos, y que por lo

tanto acorta su vida útil o de servicio, es imprescindible

pîoteger todo tipo de estructuras construidas con dichos

materiales. Las tuberías enterradas, son casos criticos,

puesto que representan grandesinversiones y exigen absoluta

seguridad y control para evitar tanto pérdidas directas como

los costos de sustitución' 0, indirectos tales como la

paralización de IG

ym;eso de produccibn,

pérdidas y

contaminacián de los' productos, riesgos para personas e

instalaciones,0 medio ambiente. La forma tis apropiada y

segura para protegerlas es laproteccibn

catódica.

La implementacick de este software brindará al diseñador la

,posibilidad de comparar y analizar varios sistemas, según las

diversas especificaciones de los componentes, para luego

seleccionar el ideai dc acuerdo a sus prioridades. Una vez

obtenidos ciertos parámetros teóricos, estará en la

posibilidad de recalcular ciertas variables, en base a los

valores reales que se utilizaran en la instalación obteniendo



El disefiador tendrá la facilidad de contar con la información

que

requiere sobre los componentes, y podrá ampliar o actualizar

esta información.

Estará ademas en capacidad de analizar através

degráficos

el

comportamie;>to de lOS

parametros m.&3 importantes y su

influencia sobre otras variables, lo que le permitirá, según

los crit~~rios de, disefio, determinar los valores m6s

recomendables.

Todo el. proceso de diseño se desarrolla en una forma ordenada,

prktica yagil, bajo un ambiente grafito .que hace su manejo

sencillo y proporciona una agradable y vistosa presentación de

la informac~.on y,íos

resultados.



La 02rraslbn en' e~truc;tu.xas

enterradas ea un proceso



16

oxidaci0n/, sufriendo por tanto los efectos de la

corrosión.

CM'ODO 0 ARIZA CATODICA: Región del material metálico

donde la corriente que f2.riye a'través del electrolito

penetra(reaccián

de r2dpcclón).

:T KxJT’Co METALICO:

IJri conductor e.l.&ctrico que cierra el

cl.rcLri.to entre el Ynx?o ;/ el cátodo, para este caso es7

e

ELECTROLITO

A-NODO CATODO

FIG. Na.2 Pila Electroqulmica



17

a) EILA GALVANICA.

Cualquier metal en contacto con el suelo, genera una

diferencia de potencial entre el materialY

el medio

conocida como potencial natural.

Entre dos metalesenterrados

existe tambien

un a

diferencia de potencial producto de los potenciales

naturales de cada uno, si se establece un contacto entre

ellos a tr'avés de un conductor eléctrico, este potencial

generara un flujo de corriente entre los dos metales.

otros casos de pilas yalvánicas son las denominadas

ACTIVA-PASIVA y la de ACCION LOCAL. La primera se

produce cuando elementos como el cloro, yodo o bromo

destruyen lapelicula

que se forma en la superficie de

algunos metales, we

los protege de la corrosión

(normalmente un óxido del mismo material), originando

ai eliminarla areas anódicas en dichas zonas.

La pila de

ACCíUN LOCAL se forma debido a las

heterogen,eidades del metal ( inclusiones no metálicas,

impurezas, variaciones en su composición quimica,

esfüerzos

interno2 0 residuaJ.es), que causan que la

superficie se comporte ccmo

si estuviera compuesta de



18

r ivel del suelo

nueva

F I G N o . 2 Corrosión causada por unaPila

GalVhiCtWklOTECA

CENTMl

h PILAS

DE CONCENTRACION DIFERENCIAL.

Es la corrosi6n prodticidw por las heterogeneidades del

suelo, c amo son la resistividad eléctrica, grado de

aeración, composiciórl quimica,

grado de humedad, estas

combirxdas con las pilas de acci6n local agravan los

problemas decorrosi51-1.

Las variaciones de la resistividad eléctrica es la más

perjudicial y corroe las partes de la tuberia que

atraviesan zonas de baja resistividad (menor resistencia

a la corriente).

En las tuberias, de gran diámetro principalmente, hay una

varincicn

cn

el Gjrado de aeración esto es, las zonas m

cercanas a la superficie son más ricas en oxigeno que

las inferiores) por tanto en estas últimas se facilita



19

Suelo de altaresistividad

Suelo de bajaresistividad

FIG. 3 Pila de Corrosión causada por la variación de

la Resistividad Eléctrica del suelo.

c) PILA ZLECTROLITICA.

La corrosión causada por la formación de una pila

electrolitica, es uno de los casos más serios o graves

puesto que los procesos antes mencionados, son ahora

acelerados ,a consecuencia de corrientes eléctricas

externas a la estructura que llegan a través del suelo

hasta la misma. Esta corriente proviene de una fuente

externa, y puede ocurrir que parte de ella, penetre en

las tuberias próximas, recorra la estructura hasta

volver a salir en las cercanias de la estación

generadora, formandopbr

consiguientezonas catódicas

(las primelras) y anódicas (las segundas).

La corrosión esextremadame'nte

severa si las corrientes

externas se: concentran er, puntos en los que falle el

revestimiento, lo que puede ocasionar danos serios en



20

1.2 EL E;zEcBpITISJIO DE &CIONAMIEJ iTO DE LA -PROTECCION

CA.TODICA.

En toda pil,a de corrosión existe siempre un flujo de

corriente, cuyo sentido convencional es desde las áreas

nn¿Ai.cn:;

m;ijror potencial, en valor absoluto), hasta las

catodicas (menor potencial, en valor absoluto), a través

.i

del electrolito, la carrient c- retorna al ánodo a traves

de la tubería (los electrones se mueven en el sentido

contrario) .

Es decir que el proceso de corrrosión electroquimica

afecta a las áreas de la tubería que entregan corriente

al medio (anódicas). De acuerdo a estas consideraciones

se puede concluir que si se logra que toda la superficie

de la estructura adquiera un comportamiento catódico y

se transporta el elemento ánodo a una nueva superficie

concebida para este fin, de tal manera que el flujo de

eiectrones' original deje de existir, la estructura no

sufrirá ataque

~corrosivo y quedará completamente

EJrOtegida. Estaprotección,es

conocida como protección

catódica.

En realidad la corrosion no es eliminada, mas bien es



21

analiza 1.a ecu<cibn fundamental de

1=

i

'f- corriente de corrosibn (Arqxrios)

la corrosión:

Ea-Ec = Diferencia de potencial entre el ánodo y el

ciitodo (VulL:;)

R= Resistencia to,Cal del circrzito electrice (Ohm)

determinamos que la corriente de corrosión se produce

cuando existe una diferencia de potencial entre el ánodo

y el cátodo y cuando #la resistencia (suma de la

resistencia de zslida

de.

la corriente del ánodo al

zlectrolito y la de entrada al,cátodo) tiene un valor

finito.

Proteger catódicamente' una estructura significa

entonces, que la diferencia de .potencial entre ánodo y

chtodo sea nula y por tanto se eli,mine la corriente.

Otra manera de prote zc-.r serta lograr uza resistencia

infinitaa

través, de un revestimiento perfecto sobre

toda la estructura, pero esto no es práctico ni



22

1.3 METODOS DE APLICACION DE LA PROTECCION CATODICA.

Pal-a propcrcionar proteccih catódica a una estructura

enterrada existen dos m$todos:

mktodo galvánico o por

ánodos de sacrificio y el método por corriente impresa,

ambos se basan en el mismo principio, este es

suministrar corriente continua a la estructura a través

del electrolito en una cantidad tal que sea suficiente

para eliminar las pilas de corrosibn que pudieran

existir.

1.3.1 Por ánodos galticos.

En este míttodo la corriente, eléctrica se origina

de una diferencia de potencial existente entre el

metal :'que se va a proteger y otro escogido como

ánodo, con un potencial más negativo (de acuerdo a

una serie galvhica) o de un valor mayor, si

tornamos lospotzencialeo

en valor absoluto, que el

del metal. ElAnodo

es conectado a la estructura

a través de LUI conductor eléctrico, formando unaI

pila galvánica. Lds materiales utilizados en la

práctica como 'h-rodos galvánicos en suelos son

aleaciones de magnesio 0 zinc ( los más

electronegativos'en la serie galvánica) -



23

Nivel del suelo y

no o

galtilicocon rellwo

Tubería protegida

FIG. 4 Protección por Anodos Galvhicos

1 .3 .2 Por corrignte impresa .

En este sistema ei

flujo de corriente se origina

de una fuerza electromotriz (fem) proveniente de

una fuente generadora de corriente eléctrica

continua (Ics

equipos más utilizados en la

práctica son 10s rectificadores), esta produce

la inyecci6n de flujo de electrones, siendo por

esto denominado método de corriente impresa.

Ahora, una pila electrolitica

es creada a

propbsito, en la cual se hace actuar a la

estructura como cátodo para protegerla y el grupo

0

lecho de 4nodos son utilizados ~610 para

liberar la co'?zriente(inertes), a través del suelo,

hacia a la estructura que se encuentra conectada



24

Red deabmentbón

eléctrica

Nivel del suelo

Tuberínprote~d~

Anodos inertes

FIG. 5 Protección por Corriente Impresa

,4 F TOmS Q U E IN ’L E N E L D I S E Ñ O D E s s

DE IPXOTE ION CATODICA

??ara diseflar sistemas, de protección cat6dica hay que

tener en cuenta varios factores que' de una u otra manera

influyen CI determinan el grado del ataque corrosivo, por

ello el éxito de estos sistemas no depende solamente de

uría

aplicacibn de fórmulas, sino además de la

experienci& para el manejo adecuado de estos factores.

La caracteristica mhs significativa para determinar el

grado de corrosión 6s la resistividad del suelo, sin

embargo,

el funcionamientd de las pilas de corrosión no

está regido exclusivamente Po=

,ella, puede veIse

afectado por varias condiciones, por ejemplo, humedad,



In los cases en que exista un contenido intermedio de

humedad es, cuando laL-

-rrosión tiende a tener valores

muY

elevados, en suelos secos la corrosión es

despreciable (alta resistividad); en suelos con

condiciones ácidas ( suelos que

contienen materias

orghnicas) s $2 presenta grandes inconvenientes, al

dificultar la polarización hasta el potencialminimo

de

protecci6n, debido a que el ácido actúa como agente

despolarizante aumentando la corriente necesaria para

proteger la estructura, ffti

condlclones alcallnas no se

presentnn

problemas serios de corrosión, sin embargo

tales cjndiciones,

son extremadamente nocivas para el

pJ.omo,

zinc, aluminio y estaiio siendo imposible la

protección de esos metales en un medio con un ph mayor a

10.

l?~r otro lado, ciertas' bacterias que pueden vivir en

condiciones de ausencia de oxigeno(anaerobias),reducen

sulfatos y cor,sLxen hldr6geno en el proceso, lo cual

da lugar- a 'la formación de .ácido sulfidrico, que

reacciona con el

hierro' de cualquier estructura

enterrada para formar sulfato ferroso. El consumo de

hidrtigeno en la superficie del acero actúa como

despolarizante de las ttreas catbdicas aumentando la

demanda de corrier.te para la protección.



CAE'ITULO II

DESCRIPCION DEL SOFTWARE

el presente

capítul0,

se expiicará cómo fue creado el

ftware p a r a diseiio d eistemas ,de protección catbdica

litado a tubeLias enterlzhz, Genominado PROCATEN 1.0, cuál

su estructura y losprinc'ipios

de su funcionamiento. En el

lual del Usuario se explica cómo manejar el sdftware y los

50s que deben seguirse para utilizar sus opciones .

1 PIAT'A^[email protected] DE DESARROLLO.

El. software PROCATEN 1.0 fue desarrollado de acuerdo a

un proceso de cuatro etapas; ah.1isi.s y estudio del tema

- -

para definir los requerimientos del mismo, disefio de los

diagramas de flujo en base a ios cuales se programaria,

- de aspectos de forma y presentación, una tercera etapa

de instx-mrmntacibn esto es, crear el software a través

de la programacián

en -l

p lenguaje previamente

seleccionado y finalmente

:; -2

cealizb

la etapa de



27

Se decidió utilizar un ambiente gráfico para desarrollar

e l softwxeI

Por

las ventajas y facilidades que

presenta al usuario, pi.incipalmente porque permite que

las aplicaciones sean fáciles de manejar, pues no es

necesario memorizal- largos comandos, simplemente

seleccitina una opción de un menú, con un clic en un

botón del ratón. Por ello ce seleccionó la plataforma

de desarrollo de Windows y su lenguaje de programación

Visual Ba'sic, lo que conlleva además a satisfacer una

ser.ie de exigencias que se le presentan actualmente, a

cualquier aplicacitin de ixgenieria, como por ejemplo

contar con la pasibilidad de integrar el software a

diferentes,tipos de apliczciones(').

2.2 VISTTWL BASIC UU? +3

LEN PARA EL DESARROLLO DE

APLICACIONES EN INGENIERIA.

El sistema de programación Visual Basic para Windows

su.pone un importa'nte avance para cualquiera que esté

invoiucrado

en la creación de aplicaciones. Con su

caracteristica de pragramaci6n orientada a eventos, sus

/

innovadoras y sencillas herramientas de disefio visual

combinadas conias

Probaks posibilidades del lenguaje

basic hacen que sea posiblrt sacar el máximo provecho

del entorno gráfico, 'para cIear potentes aplicaciones,



28

Pracaten 1.0,

fue desarrollado utilizando este sistema

deprogramación,

queesta

centrado en dostipos de

objetos, ventanas y cOrLtroles,

los cuales permiten

diseñar un,

mecar:ismo

de comunicación con el

usuaric(interfa2).

POK ello, implementar cada función del software implicó

realizar el proceso decLear

las formas 0 ventanas

previamente diserIada-

I

con los controles necesarios

(botones, cajas de diál&yo,etc.) asociados a ellas, para

luegodefinir

sus propiedades.

Vna vez concluida esta fase. se procedib a programar el

código fuente relacionado a cada pantalla y/o control,

el mismo que permanece inactivo hasta que se dé, Po=

parte del usuario, el suceso 0 evento que lo activa,

como p r ejemplo, Su~1

clic del ratón.

Procaten, pok

tanto,, es prácticamente una colección de

microprogramas,

que

Cooperan entre ellos Y

gue

se

ejecutan a raiz de eventos iniciadok por el usuario.



29

1

.3 ESTRUCTUBA~ION.$

0

Este tema explicará c6mo está conformado PROCATEN ,

lo que servirá, X Sb

para para comprender su

funcionamiento, sino ademhs para brindar la posibilidad

de realizar futuras‘modificaciones.

PROCATEN

sc creó con la finalidad de realizar tres

funciones necesarias en el proceso c e diseflar proteccih

catódi.ca, estas sor?.

: Diseno o cálculos, gráficos y

almac enamient o de información de catálogos.

Clada

una de ellas se encuentran en un módulo de

progra=rlacih,

WC-

contlene

una forma(ventana 0

pantalla) principal, formas secundarias, controles y la

programación eh si. ,

Cada cor,trol tiene ,U

cbdigo

füente(programado en

Ea:: ic ) .relacionadb

con la forma en la que se encuentra,

Ycada forma

cúdigo

Ll l asociado al mbdulo

de

programaci6~

que controla toda 'la informacibn para

ej ec ilta r cada una de las funciones del software. A

traves

d e los diagramas jerárquicos se explica

gr&.ficamente'los

diferentes módulos de programación que

existen er, Procaten

1.0 y como están relacionados:



30

El primero de 1 s

m6dalos

creados fue el de

Presentación, cuya finalidad es la de informar al

usuario sobre el campo de accibn del software junto a

datos adicionales sobre, su creación, posteriormente,

luego de urqintervalo de tlc-.mpo regulado por un objeto

temporizador

agregado en el módulo, se muestra al

usuario el menúde'opciones

de

Procaten.

Este menú brinda al usuario,la posibilidad de ingresar a

cualquiera de los módulos, además de la opción para

abandonar el software.

El ingreso a cada una de las opciones es a través de sus

pantallas principales; 2stas son: Prodi Ol.frm,-

Progr-Ol.frm

yProca-O'l.frm.

Forma PrincipalGdicw

PROC. Ol FRM

Forma Princ~al Catilogm

FIG. No. 6 DiagramasJer¿trqqcos

del módulo depresentacibn

El módulo para la opción diseño cuenta con diez formas ,

ú i i d i d



31

Siendo esta pantalla la mAs importante, se decidió que

en ella debian mostrarse:

a) Cuáles 'son los pasos que debxn seguirse en el proceso

de diseiío.

b)Cu6l~s

son los resultados parciales y finales que se

obtienen en el proceso.

c) Menú de opciones que posibilite al usuario realizar

operaciones alternativas necesarias, como son:

- Recalcular: Repetir el proceso de diseño

- Salir : Abandonar la opción.

- Archivo : Rev+sar el historial de sistemas de

proteccizn.

21

mtdulo de

-4

opcion gráLFicos cuenta con cuatro

pantallas, las cuales estAn gobernadas por la principal

denominada Progr Ol.frm, a través de ellas se pueden-

realizar tres tipos de gráficos, previo ingreso de datos

'( especificaciones del tipo de parAmetros a graficar.



32

f

l

1

:G.

No. 7 Diagramas Jerárquicos de la opción dicefio



33

FIG. No. 8

Diagramas Jerárquicos de la opción Gráficos

E lmociul~~

‘cle

l aopción

caLtlloy-

consta de una sóla_

pantalla, por esta razbn no hay orden jerárquico en

ella, sin embargo a través de esta forma y su código

fuente se controlan todas las operaciones que el usuario

puede realizar en estaopci0n.

2-3.1

Eventos

Una acción reconocida por un, objeto (formas 0

controles), como hacerclick

en el Mouse o

presionar,. una tecla, está ligada a un cbdigo,

para responder a dicha acción de una manera

determinada. Los eventos ocurren como el

resultado,

$2

Y.;l a acción del usuario o por el

escrito 0 pueden enviados por el



34

Cada uno de lOS

controles(

botones, cajas de

información, etc.) que se muestran en las

pantallas de Procaten, tienen asociados varios

eventos, entre los mAs comunes encontramos:

Clic, Doble Clic, DragDrop, DragOver, GotFocus,

KeyDown,

KWJp,

KeyPress,

LostFocus,

MouseDown,

MouseUp, 'entre otros.

Cuando el usuarip ejecuta una'de estas acciones,

el código e se programó para ese evento será

ejecutado. Por esta rezón Procat ,se basa en una

p.rogra,mación orientada a'objetos con propiedades y

eventbs,

y de allí su importancia en la estructura

del software.

Los objetos o controles de mayor importancia,

utilizados en Procaten 1.0 son: Picture, Label,

Text Box, Command Button, Option Button, List BOX,

Tim&r, Shape, Line;

Data Control, Masked Edit.

En la opcián

DiseAo de Procaten se incluyen los

siguientes eventos:



35

Dra@rop

(arrastrary

soltar).- Cuando se arrastra

con el ratón, el objeto que representa una hoja

de inicio, hasta el que representa la carpeta de

c;2lculo y lasuelta

se ejecuta este evento,

realizarido los diferentes cálculos o llamando a

otras pantallas para elingreso,de

datos.

Load{ cargar).- Se ejecuta este evento cuando se

carga una forma, generalmente usado en las formas

de ingreso de datos para omitir la petición de

cierta información, según las condiciones del

diseno.

Unbad(descargar).-'

Se ejecuta cuando se descarga

UIla

forma,

es usado para asignar los valores de la

entrada a las variables'de cálculo.

Clic(Hacer clic)

.-

Se ejecuta al hacer clic con

el batán del ratón sobre un objeto de la pantalla,

se lo utilizo en los botones de comando:

Recalcular, archivo o salir.

Cha.nge(cambiar)

.- Se ejecuta al cambiar el valor

dc una entrada, se utiliza para validar entradas,

i l j d "E d Ti "





37

En la opción CatáLogos fueron utilizados

10 3

siguientes eventoS:

Clic(Hacer clic ).- Se ejecuta al hacer clic con

el botón del ratórf sobre un objeto, usado en los

botones de comando: Grabar, Cancelar, Borrar y

Salir.

Chan- (cambiar).- Se ejecuta al cambiar el valor

de una kntrada, se utiliza para validar que, lo

que el usuario esté ingresando, sea aceptable por

la entrada, caso contrario manda un mensaje de

P lIIOT Err-or de Tipo".

2.3.2 Propiedades

n

propiedad es un atributo nombrado de un

objeto Cpi? define sus

caracteristicas( tamafio,

colc;r, posición,etc.) 0 su funcionamiento.

Estas propiedades pueden ser cambiadas en tiempo

de disefio desde la ventana de propiedades o en

tiempo de ejecución dri programa, a través de una

iristrucción: Por, ejemplo: Imagel.DragMode=O,

indica que la

propiedad dragrnode(arrastrar un



38

En la opción Dis&o

de Erocaten

son modificadas

las siguientes propiedades:

Objeto.DragMocie.

Dete.rmina si el objeto puede ser

arrastrado por el usuario. Las hojas de inicio de

calculo, inicialmente tienen desactivada esta

propiedad excepto la primera que es con la que se

inicia el proceso de disefio.

Conforme se van realizando los cálculos las hojas

de Inicio se van desactivando una a una para no

poder volver a iniciar el calculo. El botón de

Recalcular las desactive, todas excepto la primera.

Objeto.Picture.Determina un gráfico a ser mostrado

en un control. Las hojas de inicio de cálculo, al

concluir 61 .,7-Y smc.b- cambian su figura.

Objeto.Visible. Determina que el usuario pueda o

no observar un objeto, esta propiedad se utiliza

para ocultar $0~ cáI.culos de alcance de protección

y voltaje y corriente del transformador, en caso

se trabaje con anodos de sacrificio.



39

En la opción Gráficos de Procaten son modificadas

las siguientes pl_Zpiedac'.~?s:

Ohjeto.@aption. Determina ~1 texto que va- a ser

mostrada dentro:lel

control.. Cuando se termina de

ingresar datos y s.2 cierra la pantalla, utilizando

esta propiedad se modificara el titulo de los

ejes.

Ohjeto.Enabled. Determina si el objeto está

activa40 0 no. Se, utiliza en la pantalla de

iEgreso de datos de la opción 3, para desactivar

la entrada de datos de las variables no

2.3.3P'lujcgmma

deprogrzamcibn

orientada aeventos.

Er1

.of:

fl:;;~)l;-r-í)~r.a:: de programación se explica el

proceáimiento

,a- trav0.7

delcual el software

desarrolla cada una de sus opciones, a través de

la. ejecución de un evento determ&nado. Los

f.Li:.damentos te,óricos y los criterios de diseño de

protecc:tjn catódica aplicados, se explican en el

te*cero 1, cuartn capitulo.



---l-

E5 J

Ar ar;?r;i hopb úmero de Anodos

Datos del cable

4 0

Graba wultadosen archwxi

/-/Ejecucibn de evento

ccl

Ingmo de rnformac16n

por tsciado

C-C Salida de información

por pantalla

n

proceso

0 Conector



41

Separacih entre bnodos(x)

Dehne tabla de datos

Ingresa valor en xIngresa valores para

las constantes

Valor en y calculadoa partir de fhmula de

EscbS

Etiquetas de ejesGl%iCOS

Fin deproceso

1

c 1

ncio o f i n d e l procex

Ejecucibn de ever&¡

Ingreso de infurmaci6n

por teclado

Salida deinformach

I Tome dedecisi6n



42

Para realizar la programación de la opción

diseA0,

se partió de las siguientes premisas:

- Seguir un orden progresivo para cada uxa de los

pasos que deben hacerse durante el diseño, esto

significa que el software solicita información a

rn-dida que el usuario av'anza en el proceso, y este

a

su vkz le entrega resultados de acuerdo al mismo

criterj 3.ESto est& basado en la utilidad que

representa para el disenador, conocer los

IesLLtados

pa'rci3Jes ;cue obtiene y decidir si

coiltinú+ o

abandona ei proceso.

- Eurante el desarrollo del diseño, el software

orientaría al usuario, a través de mensajes o

inlerroyantes,

en aspectos quepodrian

asumirse,

COKO

conocidos por el disefiador.



43

Escuela Sqkrior Politécnica

de,1 -LitoralMarco

Zambrano

A.

.

CA EN TUBEtiAS ENTB~.RAcI~

FIG. No. 11 Formato de Pre$entación del Manual del Usuario

dePROCATEN

110





A.1 Configurando Y~oc;~L~s-L 1.0

2racaten es un software para disefio de sistemas de

protección catódica, aplicado a tuberías de acero

enterradas. sus reqxerimientos, e n cuanto a

hardware y software, son los indispensables para

corLe Windows. Antes de empezar a utilizar

Procaten 1.0, usted debe configurarlo siguiendo

una serie de pasos:

A.,l.l Creado

el Directorio

Antes de copiar los archivos de Procaten 1.0, del

diskette de instaJ.acián a su disco duro debe crear

el directorio dancie ìo

va a guardar.

Para,crear'el nue;Jo directorio:

1

. -mr¿

2.:

A+tinistr,ador de Archivos, haciendo

doble-clic en su 'icono, en la ventana del grupo

principal.

‘7

A. . Haga cli,c en cl icono de drive C para leer

el mntenido de su disco duro, y luego haga clic



46

3.- Elija en el menú "Archivo" el.comando CzeaI

directorio",escriba Procaten y presione

-

"Aceptar".

A.1.2 Descarg&& .los archivos ,

l.- Inserte el diskette de instalacibn de Procaten

en la disketera y

abra el Administrador de

Archivos (en caso no estar abierto). En el menú

Ventana ,elija el comando "Nueva ventana" -

2.- En el menú Ventana elija el comando

xosaico

.I

Haga clic en la barra de titulo de la

vent4:.I-a

superior y:elija

en la barra de unidades

el drive Al'.

3.- Haga clic en la barra de titulo de la ventana

inferior y elija en la barra de unidades el drive

Cl . Haga clic en el directorio "Procaten" que en

pasos anterior cret:.

4.- Marque en T2

ventana superior todos los

archivos, manteniendo presionada la tecla SHIFT y

haciendo clic sobre cada archivo. Arrastre los

archivos de la ventana superior a la ventana

al directorio de tal forma que



A.T.3 Ejecutando Procaten.

Para ejecutarProcaten

1.0, pude crearse un icono

y hacer dbble-clipk en este, o utilizar la opción

para ejecutar una aplicación, en el administrador

de programas de Windows.

A.2Me

Principal.

Al cargar, Procaten 1.0 le aparecerá su Pantalla de

Presentación y al mismo tiempo Menú Principal, de

donde usted podz& inbresar, a sus tres principales

opciones:

l.- DiseAo

2.- Gráficos

3.- Catálogos



48

B.l Pantalla Principal

?J hacer click en el botán Diseflo

del menú

principal de Procaten 1.0 le aparecerá la

siquience pa::taLIa: 1

_ _ __

.__.___._.. .___ _ _ ____

__-__-.----_-_----_____-__---- _

:;

FIG. No.13 Pantalla Principal

La parte superior p~zsenta cada uno de los pasos

c;ue deben cuxtplirs@

en el proceso de diseño, y en

la parte inferiúr se encuentra el ñegistro d e

datosy

resültador q-ue

muestra la información que

el diseñador rec,uiere a medida que

avanza el



49

Tiene además en lapaxe'.inferior

una barra de

herradant+

que contiene botones para opciones

colmo recalcular el diseíio , la presentación de los

ultimas resultados y el botón para regresar al

menu

anterior.

B.l.l Familiarizándope conmm

Objetos.

1Jstcfd va a encontrar en la pantalla principal de

diserlo diferentes objetos como hojas, carpetas,

botones .

\

“-

B Inicia el proceso para una operación

determinada, como por ejemplo, calcular: Corriente

requer ida .

Aquí es donde se suelta la hoja de inicio

decálculo

para que. se ejecute el mismo, apenas

se suelta la hoja calcula y presenta resultados en

elP&gistro

de datos y re,:ultados.

-gJ

.

Id--- Indica que el cálclilo ha sido ejecutado y el

resultado mostrado eneL

Registro .

1st

e boten

sirve para volver a iniciarson puestas en



50

,, ,,. ,, ..::.::-:,::::-“:ij;~~~::~.~~:~.~~~:~~~~~~~~~

l

..:::::.

. : ...,,: ,_, r: . .

_

_

.:;

,.,. .:, ,.;

,. :;

. . ,._ . (,.

_ Llama a una pantalla que

t u s t r l os 'resultados de los últimos diseños

realizados; esta pantalla la puede observar y

aprender a manejar en este mismo capítulo en el

tema F.1 Final del Diseno..

.Presentación

de

Resultados".

II:

Regresa al Menú Principal de Procaten.

B.1.2 Registzo de Datos y Rezsltados

Este es el lugar especial donde Procaten-le va a

ir comunicando lOS diferentes resultados del

disefío,

así ccmo, información que el usuario

requiere. Conforme usted avance en un diseño, el

Registro de Cálculo se va a ir saturando de

información, cuando esto pase haga click en las

barras de desplazamiento que se encuentran a la

derecha.

B.1.3 Mensajes. de Erssr

El siguiente mensaje de error le puede aparecer

cuando usted está tratando de ingresar caracteres

alfabéticos o nov2~idos en una entrada en donde

SO

se

debe ingr sar valores numéricos o comas



51

FIG. No. 14 Mensaje de Error

Otro mensaje de error, aparece. cuando no se han

llenado todos los datos en una pantalla de ingreso

de informaci6n, en este caso, simplemente debe

completar'la información requerida.

B.2 Diseñando una Protección

Ahora se explicará cómo manejar cada una de las

pantallas 'de la ppcián diseño. Los fundamentos

te6,ricos en los que se basa esta opción están

detallados en el tercero y cuarto; capitulo de esta

tesis.

El diseifo del sistema de protección catódica,

empieza 'con el cálculo del parámetro fundamental,

que es la corriente ,requerida. Al solicitarle al

usuario, el 6Eea a proteger de latuberfa

de

aceE0, la eficiencia de su revestimiento y la

resistividad del suelo en el que esta enterrada la

estructura se problema y se inicializa



52

Este y todos los pasos del proceso de diseño están

repEesentad9s por Ima

hoja, al moverlas y

depositarlas e l

ei extremo derecho

correspondiente(caryeta) se va desarrollando el

disefio, y los

resultados que se van obteniendo se

muestran en e.3. Registro; si los mismos no son de

s uentera conveniencia, usted puede volver a

inicial- el pr~oceso desde el principio con solo

hacer clic en el botbn Recãlcular.

Si des;ea ver informacion de diseflos anteriores,

puede hacer clic en el botbn Archivo,además puede

consultar diferentes valores para los datos

requeridos; con el botón Catálogos.

B.211, Corriente Requerida

1.- Arrastre la hoja de inicio de cálculo a su

carpkta para 5niciar el cálculo de la corriente

requerida.

?

di.-

Al soltar la hoja en la carpeta la aparecerá

l a panr:alla graficada

abajo, ingrese la

resistividad en ohmios por centímetros, el krea en

metros cuadrados y la eficiencia (sin medida).





54

B.2.2 Selección del &todo de protección.

Si, de acuerdo a las ,condiciones del disefio, está

en posibilidad de seleccionar el mktodo, debe

indicar si desea trabajar con'ánodos de sacrificio

0 con corriente impresa:

l.- Arrastre la Iloja de inicio de c8lculo a su

carpeta para in?ciar el proceso de selección del

tipo de protección.

¿

lksea

uUllzar el mhodo de

ánodosgalvlnlcos[dé saaifldo)?

FIG. No. 15 Selección del Método de Proteccibn

2.- Si desea utilizar el metodo que Procaten le

sugiere, haga 'click en el botón Sí, caso

contrario (click en el botbn No) se seleccionara

el otro metodo.

B.2.3 Selección del material anódico

1.-

Arrastre la hoja de inicio decálculo

a su



¿ Desea trabaja! con Anodos de zinc?

55

FIG. No. 17 'SeLección del Material Anódico

2.- Si está trabajando con ánodos de galvanices,

debe seleccionar el material entre zinc 0

magnesio; si va a utilizar 61 método de corriente

impre'sa, debe indicar si va a trabajar con

Titanio , de no ser asi,

debe sedalar el material

que utilizará.

Ingfeoe el materialstkiidim

E'IG. No. 10 Selección del Material Anódicopara Corriente Impresa



56

Siestá.trabajando

con ánodos de Titanio, usted no

Ilecesita calcular la Masa de Anodos y-su hoja de

inicio le aparecerá de la siguiente forma:

,l

‘>,.”

@

;, <

i.. .’

Haza de imab

l.- Arrastre la hoja de inicio de cálculo a su

carpeta para iniciar el cálculo de la Masa de

2.- Al soltai la h,>ja en la carpeta la aparecer&

la pantalla Traficada abajo, ingrese el Desgaste

de ánodo en Kg/Amp.aAo,

el Tiempo en allos y la

Capacidad de corriente en Amp.horas /Kgs.



57

3.- Al ingresar los datos haga clic en el botón de

Aceptar, para cerrar la pantalla y de esa forma

obtener los cálculos.

En este momento usted regresara a la pantalla

principal de disefio y en el Registro se mostrará

el siguiente,resultado:

Masa de anodos: en Kilogramos.

B.2.5 Número de Anodos.

l.-

Arrastre la hoja de inicio de cálculo a su

carpeLa para iniciar 'el cálculo del Número de

Anodos.;

2.- Al soltar la hoja en la carpeta, deberá

ingresar, la Masa del ánodo en Kilogramos, en caso

de trabajar con ánodos galvánicos, y si trabaja

con corriente kqresa, ingrese además la

Corriente d e lánodo . Si utiliza ánodos de

Titanio, sjlo

debe ingresar la corriente.

3.- Al ingresar los datos haga clic en el botón

aceptar para cerfar la pantalla y de ~-esa forma

obtener los cálculos. En este momento usted

regresará a la pantalla principal de disefio y en



58

E'IG. No. LO

Panttilla de ,Ingreso de Datos para el

cálculo del Numero de Anodos



59

B.2.'4 Cálculo de Resistencias


carpeta para lIL_Ly

-?ipiar el cálculo de Resistencias.

2.-

Al

soltar la hoja en la carpeta, le aparecerá

1

a pantalla graficada a coritinuación, en la que

d~ti l

~r.nqrzesar

todos 1.73 dato3 solicitados, en la3

unidades senaladas.

Li el rn&Gu.~

selecci:nado e s por corriente

l?ì:prc3sit,

cl piTOC13SO de diseno,

incluye dos

GalCUiOS adicicnales:

X3.2.7

Caculr> Sdel Valtaje

y Corriente del

Ti'ransfcxrmador .

1

‘.

Arrastre la hoja de inicio de cálculo a su

carpeta para Iniciar e l calculo de Voltaje y

Corriente del Transfrlrrnador.

2.- Al soltarla

hoja en la carpeta, los

resultados le

aparecerarr

directamente en el

Registro y seran los siguientes:

en Amperios



60

B.2.8 Alcance de Protección.


carpeta para iniciar el cálculo del Alcance de la

Protección.

2.- Al SOlta

la h2ja

en la carpeta , le

apareceran los resultados, directamente en el

registro y será:

Alcance de protección: 2L en Km

B.2.9 Verificación de la protección.

Sí está disedando por ánodos galvánicos, al final

del cálculo de resistencias, se verificará la

condicibn

de resistencia, si esta no se cumple,

debe' indicar si desea modificar el sistema o

finalizar el diseno

(ver al final del diseno), en

caso de cumplir la condición, termina el proceso.

Si esta utilizando el método de corriente irnpìesa,

el proced inCl. ¿

-nt:3

es similar al caso anterior, la

úxica diferencia, es que la verificación es por

y se la realiza a continuacib del



61

Al Final del, Diseflo usted puede optar por dos

opciones: recalcvl_ar 0 ver todos los resultados de

los últirxo diseiìo.

Previamente debe llenar los 'dos últimos datos,

e s ; 0 s son, uhs descripción del proyecto y el autor

dûl disefio.

L'arc? ekpezar otro disefío, haga clic en el botón de

R~~Y~~Ctiãîr ( paLte inferior de la pantalla

principal de DiseAo). Todas las hojas de cálculo

s :3re-inicializarán

y el Registro será borrado

Lotalmente.

P 2. .c a o b s e r v a r ios resultados y el sistema de

protección es'.ablecik Ü través del diseño, debe

plJ lSU el ot

áe Presantación d~3 Rssultados que

cc-> encrrentr& en ia parte inferior de la pantalla,u

una vez cimtro de la pantalla de resultado,





63

FIG. ,No. 23 Pantalla de Iflgreso de Datos para

el ,Criterio del Sistema

FlG

.

N o . 24. Pantalla de Resultados de la opciónCriterio del Sistema



64

33.2.14 Costos.

Finalmente,PF.OCXi'EJJ

cuenta con la opción costos,

que

le permitirá estimar un valor, según los

costos de10s

principales componentes del sistema.

FIG. No. 25 Pantalla de costos



65

C.l Pantalla Principal,

Al hacer clic en el botón 'Gráficos del menú

principal de ProcaCkn 1.0 le aparecerá la

siguiente pantalla':

FIG. No. 26 Pantalla Principal de Gráficos

En la cual, se mostrará el gráfico que Procaten

e-jecute;

en 'la parte inferior, se encuentra la

barra de l-+er2.wnientas que contiene los botones

para

las tres opciones de gráficos , el botón para



66

c.1.1 Familiarizándose con sus Objetos.

Usted ua a encontrar en la pantalla principal de

diseño diferentes objetos como etiquetas y

botones.

Las etiquetas irán

cambiando dependiendo de qué

gráficos usted este utilizando:

Opción 1: Punto kilométrico VS Potencial

Opción 2: Punto kilométrico VS Resistividad.

Opción 3: Resistencia VS Resistividad .

Resistencia tdr.s Número de Anodos .

Resistencia VS Laxgo

Resistencia VS Diámetro.

Resistencta

VS Separación entreAnodos

Las etiquetas que muestran las escalas dependerán

del rango de valores que usted haya ingresado, los

cuales deberán ser razonables de acuerdo al tipo

de parámetro seleccionado.

Llama a ia pantalla de:i:: I j+&~:.f: i;i:;:~::

ingreso de

valores del gráficc

de comparación punto

kilométrico potencial



67

i.:::;;

flama

'a la,pant+la

deingreso

de::. : .fJf c,wn,2 <:.:.;.

valores del gráfico de comparación punto

kilométricoVS

Resistividad.

[j;.ri),Dl,&&::

, , , , ,I

. , , . . i .i ii.~

~l~;;na a la pantalla de ingreso de

valores del gráfico de la ecuación de resistencia.

Eorra el gráfico actual.

::i::i--:::l

Regresa al Menú Principal.

Para ,crear los gráficos, usted debe ingresar

CiatOS

para losejes

de las abscisas y ordenadas,

existe cierto límite. en el rango de valores,

Procate,n leindicafa

cuando usted lo exceda.

Las etiquetas de los ejes dependerá de laopcibn



68

Opcikm

1: Punto kilométrico vs Potencial

l.-

Haqa

clic en el botón de opción 1.

2.- Cuando le aparezca la pantalla que se muestra

a continuación , ingrese los datos en las

columnas.

3.- Para que el gráfico aparezca haga clic en el

botón aceptar.

:

:

.’

:

:

:

:

‘,‘.

~~ .lp ‘.:.:.:.

::.

‘.‘_‘<‘.‘.’

~.‘_‘.‘<’

.,-..--J::;:::

.._.......

:::::.:.j):.:.:.:.:.

‘I.‘ ~.‘.‘.’

:;:;:g 1:;:;:1:;:;

.;; .,

~_‘.‘.~.‘.

‘<~.‘.‘.‘<

.‘.‘.‘<‘.

.

‘<‘.‘_~_’

~.~.‘.‘.’

‘_‘.‘.‘.’

‘,‘.‘.‘_~

‘,‘.~,~_’

‘_~_‘_~.‘.

‘_‘_‘.‘.‘.

‘_‘.‘.‘<‘.

‘.‘.‘.‘.‘.



69

Opción 2: Punto kilométrico VS Resistividad

l.- Haga clic en el.botón de opción 2.

2.- Cuando le aparezca la pantalla(fig. No.28) ,

ingrese los datos en las columnas.

3.- Para que el gráfico aparezca haga clic en el

botón Aceptar.

l.- Haga clic en el bo'cbn de opcibn 3.

2.- Cuando le aparezca la pantalla que se muestra

a continuacibn, seleccione que desea comparar

3. Ingrese los datos necesarios para realizar los

cálculos, excepto el valor que se esté calculando

e ingrese los datos en las coiumnas.

4. Para que ei 'gráfico aparezca haga clic en el







72

-

r reastro Registro mtznor

Slg gmtro Ultimo regiho

Gr ar ca ios.- Para grabar los cambios que haga

e catalogo de ánodos o de relleno,haga clic en

el botan grabar, respectivo.

Y-glceáar cdios. - Para cancelar los cambios que

haya hecho .en el catálogo, haga clic en el bot6n

cancelarrespectivo.

Barirfar

Ca-taérgo

.

- Para borrar totalmente el

catdilogo de ánodos o de rellenos, haga clic en el

botóneliminar

del catálogo respectivo.



C PITULO III

DISEÑO DE SISTEMAS DE PROTECCION CATODICA EN

TUBER.XAS ENTERRADAS

ER

e.3l.e capítulo, se

xpo e l procedimiento de disefio

(cáhculos y selecciones) que debe seguirse para obtener un

sistema de protkcción

catbdica, eI1

tuberias

de acero

enterracias.

Dicho procedimiento es el que se utilizó, al

programar la opcióndiseYi_a

en el software, para obtener los

resultados requeridos por el usuario.

Seexponen crdemás,

como una aportación del autor de esta tesis

LUI análisis de 40s as&eckos relacionados al disefío de sistemas

'de protección, como las ecuaciones de,resistencias

y la

explicación de un criterio de diseno,

en base al cual se creó

:EN opción secundaria enel

software.



Para el diseño Be un sistema de protección catódica se

.requiere recabar una serle de datos sobre la estructura

aue va a ser protegida como son: material, dimensiones y

característica:: yle construcción, especificaciones y

propìeáades

del revestimiento, historial de la

instalación y localización de tuberias u otras

instalaciones próximas. Ademas de estos datos se

requiere información del medio, como: perfiles de

resistividad a lo largo de la estructura, y a diferentes

profundidades,

y potenciales estructura-electrolito.

Cuando se 'aplica,protección catódica a una estructura es

necesario comprobar que dicha protección está realmente

actuando, laNACE(Nationa1

Association of Corrosion

E:lgineers),en base a' pruebas de laboratorio, y estudios

d< 7 a ,información recopiiada

sobre estos sistemas ,

determiria

I.or-

~x:IL*rios 0 condiciones, que deben

cumplirse para que se verifique la protección. Bajo el

criterio del potencial negativo mínimo entre una

estructura y el medio en el que ,se

encuentra, se

considera que ía mism.a,

está protegida si su potencial

es igual 0 ntis negativo que el potencial de protección

establecido,que para estructuras enterradas de acero,

es de 8 50 mV medido con un electrodo



75

2 eALCUL0 DE LA CORRIENTE.

El primer, paso en ei prxeso de diseño, consiste en

2 pt;.~L ̂iiipjt.ro mic;

importante,

a partir del cual el

:~Lsc:~;;1~i3r

definii-á

su B istema,

es.la corriente necesaria



76

SELKCCIOM

DEL TIPO IX3 PROTECCION.

Las tuberías 'enterradas pueden ser protegidas

catódicamente con auxilio de Anodos galvånicos 0 por

medio de rectificadores de corriente (corriente

impresa) . La selección de uno u otro método depende de

ll 1 an31. sis

técnico y económico de la informaci6n

recopilada sobre la estructura y el medio en el que se

encuentra. En este análisis, deben considerarse los

:;lyuLentes factores:

a) Per

Anodos

galvanices (de sacrificio)

Los Snodos

galvániccs

son seleccionados cuando se

necesita poca corriente (por la, baja diferencia de

potencial gecerada) para proteger la tuberia, esto se da

en t-uberias

depequf-das

dimensiones. con revestimientos

de alta eficiencia 0 en suelos de. baja

resistividad(hasta 30000hm.cm).

L¿iS

wzxttajas de este sistema son: cos tos bajos,

; c~an

tenimiento simple, no produce problemas de

kterferencia,

no requiere fuentes de corriente, y el

LiPSCfO es menor

de, posibles interrupciones en la

protecc:bn. En la 'práctica, no son económicos para

col-riente mayores 3. 5 Amperios, por la gran cantidad de

que para obtenerla



77

Esle

rntí:todo

es tis

utilïzado

y posee las siguientes

venta-j as

: T?osibilidad,de proporcionar mayores cantidades

de corriente y de regularla, no 'esta limitado por la

resistividad del .si:elo r: i

de las caracterfsticas

0

dirmensiones

ãe la estructura, es mas econbmico mientras

rcayor es el requerimiento decorriente(comparado

con el

galvánico).

i,CfS

desventajas srrederl

ser la necesidad de un

imn~-0xì~r~~ento e

C inspeccion periódica, puesto que está

su-jei:a aínterrupcimes

de funcionamiento, el consumo

<ye

rì zgl eléctrica y la posibilidad de crear problemas

j {Z

lrterferencia

cm

iìtras estructuras metalícas

Una vez que se ha seleccionado el sistema galvánico de

pLoteccíin,

es necesario determinar el número de ánodos

requer.fdos

paralu

estructura, y posteriormente se

yerifcrcal-á si dicho sistema proveerá de la corriente

xec?sazLa,

para Ic

cual debe calcularse la resistencia



78

3.4.3. Salecr;ión da1 tipo da ánodo.

Lo s Anodos

utilizados en estructuras enterradas

son los'de m.aqi:e~io y zinc. Las caracteristicas

principales son la capncidaci de, corriente, el

potencial de circuitcl

abierts medido en relación

al

electrodo cu icusoq,

\-

su peso especifico,

tomando las dimc.qsi.one,; dispoilibles en @IL mercado

se selecciona eì 't&pcl de ánotio.



79

M=

(8760.V.I) / C.F (ec.

4)

Ponde :

M= Nasa de ánodos, en Kg

V= Vida útil proyectada para los ánodos, en anos.

I-Corriente liberada por lo ánodos, en Amperios.

C=Capdcldad de corriente del ánodo, en A.h/Kg

F-Factor de utilización del 6nodo(0,85).

E:7 factor de utilización repsesenta el porcentaje

de masa deanodo

que,es consumido proporcionando

la protección deseada,. Generalmente se adopta un

factor de 0,85.

El número de,ánodos que se requieren, para obtener

como minimo unacorriente

igual a la calculada, se

d-‘termii?a

Sivickendo la masa total de los anodos

px:a la masa unit'ari,a del tinodo seleccionado.

Para, establecer la resistencia real de un sistema

dz

@roxección cat6dica,

debemos considerarlo como

~11 circuito cl62c;trico, de acuerdo a esto tenemos:





81

s,:Ñasistencia'

del cable elbctrico.- Es la

resistencia del C^ble

que conecta latuberia

con

i+i ánodo o .los ánodos, depende del largo y de la

clasificacián seleccionada según la corriente del

ssstema. Su valor .se

'obtiene multiplicando la

resistensI (ohm/Km) del cable por su longitud.

c)a@sistencia

de contacto anodo-electrolito~S).-

Esta es la parte'más significativa del cálculo, y

pcxa determinar su valor es necesario utilizar

ecuaciones que varian, según la forma y la posici6n

de3.

áno'do. Par,a el caso ti.9 recomendado de

l.n;;talacitin

:

&ncdos

cilíndricos, verticales), se

utilizan 1 X

ecuaciones de H.B. TIwight(estas

ecuaciones se det+Jlan en la sección de corriente

ir 1pieSa)

.

Ckneraimcnte el Anodo no está en contacto directo

con el suelo 0 electrolito, sino con el material

coriductor

0 relleno, por esta razón el valor de

,z 5 ca resistencia es la suma de otras dos

resistencias:



82

Ra=Ri

+Rgr

(ec. 8)

Donde :

Ra=resistencia de contacto Anodo-electrolito,en

Ohm.

ti-resistencia interna del ánodo , en Ohm.

Rsr-resistencia de contacto suelo-relleno, en Ohm.

La

resistencia interna' de un ánodo, viene dada

por la expresión:-.

donde:

m - (ec. 9)

ñar=resistencia anodo-relleno, en Ohm.

R.r= resistencia del,relleno, en Ohm

Para,el caso de un lecho o cama de ánodos (más de

unanodo)cilindricm

instalados en forma vertical

con

relleno, la resistencia del lecho de ánodos,

eS

taie i

Ia

5utm

de la resistenciasuelo-

ElìXlO,, tis

la resistencia interna del lecho,

que se calcula dividiendo la resistencia interna

de un ánodo para el número de ánodos.



83

TJna

vez calculada la resistencia eléctrica real

Uel

sistema se veciflca si esta es igual 0 menor

al valor teórico obtenido por la Ley de Ohm

utilizando la corriente de protección y la

diferencia de potencial que genera el ánodo

seleccionado , en caso contrario, el sistema no

estara

generando 'la corriente suficiente para

proteger la estructura.

De la misma manera que en el sistema anterior, el

procedimiento continúa con la determinación del número

de ánodos requeridos, y la resistencia eléctrica del

sistema, este último parámetro sirve ahora para

determinar el rectificador necesario para las

condiciones analizadas, debiendo por último verificarse

/

si dicho sistema cuInplc

con los requerimientos de

corriente antes calculados.

3.5.X Seleiccih del tipo de ánodo.

Los ánodos irertes con sus aplicaciones, desgastes

y formas geométricas se encuentran especificados

en tablas por los,fabricantes.



84

La selección consiste en determinar el material y

las dimensiones del ánodo que va a Ser

utilizado. Se debe tener en cuenta que el

desgaste indicado, en las tablas, es el esperado

para el rango de densidades recomendado.

Los ánodos inertes más comunes para estructuras

enterradas son

Ics de grafito, y los de aleaciones

como hierrò-silicio, hierro-silicio-cromo o de

titanio.

j.2 C&lculo del númeró de ánodos.

La masa mínima deanados

necesaria para proteger

la estructura, en, el 'tiempo estimado por el

disefiador,

se c+cuìa

por la siguiente expresión:

M = D.V.'I / F ec. 10)

Gonde:

M= masa de ánodos en kg

D= desgaste de lo:; ánodos

enkg/aflo

V= vida estimada, enafios

1= corriente en amperios

F=- es el,factor de utilización(0,85)



85

Determinada la masa seestablece,el

númerominimo

de anodos,

dividiendo esta masa para la masa de

cada ánodo, según el tipo seleccionado. Este sera

el mínimo numero de ánodos que garantizara la

protecci6n . el sistema durante el tiempo

requer-ido.

3.5.3 CXLculo de resistencias.

La resistencia total del circuito es la suma de la

resistencia del cátodo, la resistencia de los

cables, y la resissencia de contacto ánodo-

electrolito. Las primeras se calculan con el

I Kl STcLO procedimiento del sistema galvánico, aI

continuación se' detalla el procedimiento para el

calculo de la resistencia anodo-electrolito:

En forma similar,,'a los ánodos galvánicos, se

procede! a calcular la resistencia del ánodo,

cuando no esta en contacto con el suelo, sino con

el material cunductor'o relleno.

Para determxrar los ,valores de estas resistencias,

se utilizan las ecuaciones de H.B.Dwight, variando

es co es :



86

Para hallar la resistencia ánodo-rellano de LLII

;?.nodo cilindrico

instalado en posición vertical,

se utiliza la expresión:

Fiar= pr (In (8La/Da) -1 )/(2xLa) (ec. 11)

Dande:

I

R= resistencia en Ohms.

pr= resistividad eléctrica del relleno (Ohm.cm)

La= largp del ánodo (cm)

Da= diáknetro del ánodo (cm).

Para hallar la resistencia del relleno,se utiliza

la

misma

zxpresibrl,

pero el largo y diámetro

corresponden ahora ,a ias dimensiones del agujero

i2í-e contiene el relleno.

Para hallar la resistencia del suelo-relleno de un

ánodo cilíndrico instalado en posición vertical,

se utiliza la expresión anterior, variando los

parametros :

ps= resistividad elkctrica del suelo (Ohm.cm)

Lr=

largo de la coluns?a de relleno (cm)



87

Para hallar ladesistencia

5uelo-relleno

de un

lechoc%

ánodoscillndricos

'instalados enposicion

vertical. :

Rsr== ps[ln (8Lr/Dr)

-1+

(3LrjS)

In

(O,656N)]

/mQw

(ec.

12)

Donde:

Rsr=

resistencia suelo-relleno en Ohms.

PS= resistividadelectrica

del suelo (Ohm.cm)

Lr- largo de la columna de relleno (cm)

Dr= diámetro de la columna de relleno (cm).

Para el c o de un lecho o cama de ánodos (mas de

unanodo)cilindricos

instalados en forma vertical

con relleno, el procedimiento para determinar la

resistencia del lecho ,de ánodos-electrolito es el

mismo que se uti.liza'para el sistema galvánico.

La corriente real que se entrega a través de los

ánodos, debe SF K igual 0 mayor que el valor

tebrico antes determinado, pero ahora el valor es

aumentado con un factor de seguridad de 1,2, es

def r:





i: ._

.”

: ._

:

.*. _

. _ ,

-‘. A.. _-__

_-

Le.‘..--

2.2 ::

ec.

7.5 )



90

El alcance de protección proporciona la longitud

de tuberia,

que de acuerdo a los parámetros del

medio y de la estructura, se va a encontrar en el

rango de protección (potenciales mayores a 850 mv,

en valor aSsoI.uto) ,dado por el diseñador.

A partir de la siguiente ecuación, se calcula la

atenuación de corriente en una 1ongitud(4):

LpL=((8xAE xe)/(IlC x pacero))1/2

(ec.

17)

Conde:

;OL=

Longitud. de tubería protegida, en mts.

pacsro=17 x10-6 ohm-cm

LZCF= Densida'd de corriente,en Amp/m2

e=espesor de la tuberia, en cm

,^'=-;max -Emin

depro.Lección(lZOO-900=3OOmv)

R

la densidad de corriente aplicada, se estima que

s-3 tendrán 2L

:mts) protegidos,y por ende, cuantos

iechas,

se pcdrian GivtriGu,ir a lo largo de la

_ I

t.L&eTirl, cada uno c~sn

una corriente igual a la



l ini LLSXS DE LAS.ECKLM IONES

DE RESISTENCIA DE ANODOS

Determinar la resistencia del sistema de proteccion

catodica es uno de los cálculos fundamentales en el

disedo,

de su valor depende que el sistema provea la

corriente suficiente para proteger la estructura; por

tanto, debe buscarse obtener la resistencia mas baja

pcslble,

pal-a que el sistema sea eficiente.

canalizando

las ecuaciones de resistenciat5j para un

ánodo (ec. 11) o LI:: lecho de ánodos (PC. 12)

enterrados , podemos establecer, la influencia que

tienen ciertas variables, en el valor de la resistencia.

La resistividad del medio, que esta en contacto con el

ánodo, es un parámetro proporcional a la resistencia,

por lo tanto es conveniente que el medio donde se ubica

el lecho de ánodos tenga la menor resistividad posible.

Elotro

parámetro que tiene gran influencia en la

resistencia es el numero de ánodos, su aumento produce

W-l:

disminución en el valor de la resistencia, sin

embargo este e f e c t os mayo r cuando se trabaja con

pocos ánodos, para números elevados (15 o mas), aumentar

l de no dismin e considerablemente la



_ .-_.

-.--

_;

“ ‘

,

-’

., . .

. .....

.i



93

Zn el m-todo de corriente impresa,

el valor del voltaje

no esta restringido, como en el método galv&nico y su

valor depende de los parAmetros utilizados para calcular

la resistencia, los cual$s los fija el diseñador, con el

criterio de que es conveniente obtener un valor bajo de

resistencia, para obtener un bajo voltaje.

Esto hace que ITL, resistencia sea un parámetro de suma

importancia, tanto, gue

se ha establecido un criterio,

u t i l i z a d o p o r muchos disenadores,

para calcular todos

los prámetros a partir del valor máximo de resistencia

fijado por las caracteristicas del rectificador que este

disponible parase1

instalado.

Ul procedimiento consi,ste,

en calcular la corriente y

cm

el voltaje de un rectificador, determinar la

resistencia

xima que debe 'tener el sistema de

protección. Se asume que la resistencia del cátodo es el

15% de la resistencia' total y Po=

tanto, las

resistencias del cable, del contacto lecho de ánodos-

relleno y del suelo-relleno serán el 85% restante, a

partir de este valor . e determinan, los componentes del

sistema y sus dimensiones.



DES2RROLLO PEL SOF’J W RlZ

APLICADO AL DISEÑO

__I

1 EXE’LICACI~

D E LSOl ‘TWKW

E.L software, Procaten,' fue creado para diseflar

p r o te c c i ó n catádica

entuberias

de acero enterradas .

Es-te sistema combina el proceso de cálculo y

selecciones(opcibn disedoj, antes detallado (Cap. III),

con dos opcihes

ca1~,plemectarlas,

gráficos y catálogos,

con el propósito,de CubFir requerimientos adicionales

del diseT(.ador,

que permiten

agilitar la operación de

diserio y c0nvkrti.r

tar&ié:2 a P r o c a t e n , e n u n a

herrarc;ienta de análi.sis de sistemas catódicos,

La opción 'principal, DISEI?O, requiere de tres datos, dos

de ellos relacionados a la tuberia (área a proteger y

eficiencia'de revestimiento) y el tercero al suelo en el

que estS

enterrada (resistividad) , para definir el

~~J Ob~C lld

e iniciar el proceso de diseflo calculando la



95

Esta informacih inicial, se requiere en el cálculo de

la protección catbdica para estructuras de cualquier

forma

0

material, sin embargo el software está

restringido a tilberías de acero, por sus cálculos

posteriores, como los de resistencia y alcance de

protección, en los que

deben estar definidas estas

condiciones.

A medida be el usuario, ejecuta el evento necesario

para desarrollar Iris cálculos, en la secuencia definida

en la pantalla principal de la opción diseño, se van

de¿._iminando

los parhnetros que se requieren. Esta

secuencia está resxmida en el diagrama de flujo que se

muestra más adelante, (4.31, sin embargo el software se

creó de tal manera1 que a travks de mensajes con

sugerencias 0 cuestionamientos, oriente al diseñador en

s procesb

Los datos que se requieren cn la secuencia de c&lculo,

se van solicitando a medida que el proceso avanza, en

1-1-s panta.ll(as de ingreso de datos. Se prefirib esta

fol‘rna,

a una s61a pantalla en la que el usuario ingrese

toda la ir,for,mación requerida, p w

brinda s

facilidades al usuario para analizar 0 evaluar la

información y desarrollar en forma tis eficiente el



96

En la pantalla de resultados, se muestra la información

que defineei

sistema deproteccibn

catódica: Corriente,

número de ánodcis, resistencia, componentes y dimensiones

del lecho de ánodos.

Uno de los inconvenien.Les

del diseno de estas

est.ructuras, es yue las condiciones del problema no se

Mantienen a lo largo de toda la tuberia, Procaten

presenta la ventaja, de su fkil y ágil manejo, por lo

que el usuario puede dividir la estructura en varios

tramos y repetii el prqceso para cada uno de ellos,

además durante el disefih $e

estima el alcance de

protección, que brinda wa.referencia a'l disefiador, para

dividir en tramos la'tuberia.

Ciertos parámetros como por ejemplo,' la resistividad o

í.a eficiencia , no son exactos, y su valor es el

pLomedio

de una serie de mediciones o depende del

criterio del diseñador. Sin embargo, pegueñas

variaciones en ellos, afectan considerablemente

resultados obtenidos. Por esto motivo, es de

los

gran

utilidad la ,posibilidad qe brinda el software, en

~Jiinter lugar de desarzoliar el proceso en forma

ordenada, progresiva y igil, y de recalcular el sistema

cori r:kevof dat CC , csKablecer comparaciones y aniìlisis,

,E;;tre varios sistemas, para seieccionar el más adecuado



97

Ai

Lina1

de este procedimiento, es necesario verificar

que las condiciones:de la protección, se cumplan ( ver

cap. III),

en caso de no ser asi, el software brinda al

usuario la posibilidad de recalcular ciertos parámetros

para modificar el sistema, hasta alcanzar el ideal.

Con el objetivo, de que el softwrare sea una

herrramienta que diserIe,

en la 'forma mas eficiente

posible la protección' catódica, secreb

una

alternativa paramej0,ra.r

él sistema,a partir

res ll.tados

obtenidos, 'aplicando un criterio ,

por algunas' corrientes dedisebadores

, que se

opción

de los

seguido

basa en

el

valorde,la

resistencia como parámetro fundamental

deciiefic

( vercapltV.lo

III), para obtenersiSteI XS

mas

eficientes con co3

'LJS

menores. Su aplicación en el

software, se, basa en determinar con exactitud las

dimensiones del lecho de ánodos , según el transformador

que se vaya a instalar, lasque están directamente

relacionadas con los costos, (cantidad de relleno,

cables, construcción,etc.).

Se calcula ademas, en esta

opción alternativa, la cantidad de relleno mínima

(Aiãmetro

del agujero), por desgaste del material,

asumiendo una razón de consumo delkg/(Amp-silo),

de tal

manera que

el diseñador, pueda compararla con la

cantidad mínima necesaria para la distribucion

de

CO~Li;ii>tr‘; y estab.l ecer,

según

su criterio, la cantidad

ã ilLi¡izar en la instalación.



38

Teniendo en cuenta, yue los costos son muchas veces

determinantes en un proceso de selección, el software,

ofrece a manera de ayuda una opción para estimar un

valor del costo del sistema de protección, basado en

s

Q s componentes principales. Finalmente, el diseñador

cuenta con una opción para grabar sus resultados, y

t.ener , a manera de archivo, los trabajos que realice, lo

cual es muy útil. no sblo porque permite contar con

informacibn

aplicable en proyectos similares, sino,

además, porque es necesaria, en caso de que se

planifique construir nuevas estructuras en las cercanfas

para prevenir problemas de interferencia.

La nomenclatura y las unidades utilizadas en el

software, son las mismas utilizadas en el desarrollo de

esta tesis, bajo el Sistema Internacional.

La ü~ci.b~~ GRAFICOS, del software tiene el objetivo de

dar la posibilidad al' disenador

de realizar tres tiposI

de análisis, a través de tr'es gráficos:

- Gráficu de resistividad del suelo en función de la

.ongitud de la tuberia,

que permite evaluar las

condiciones' del medio(favorece o no a los procesos

corrosivos ) , estimar un valor promedio, o seleccionar

los tramos donde es más Conveniente colocar los ánodos.



99

-

i;r&fico del potencial de la estructura-electrolito,

en función la longitud de la tuberia, para estudiar

las condiciones de la estructura, sus niveles de

corrosión, presencia de corrient-es de fuga, etc.

-Finalmente, brinda la posibilidad de graficar la

ecuación de la resistencia de un ánodo en contacto con

el electrolito, con la ventaja, de poder seleccionar

cualquiera de loc parámetros como variable y analizar su

influencia Sobre el valor de la resistencia. Esta

ecuación es una de las más importantes .en el cálculo de

la resistencia total, por lo que esta grafica permite

tener un criterio para fijar sus parámetros 0 establecer

la conveniencia 0 no, de una modificación en una

variable determinada,' buscando disminuir la resistencia

y

por ende incrementar las corriente, favoreciendo a la

protección catódica.

La opción CATALOGOS ,&htisface

otro de los

requerimientos del disedador, pues al tener una amplia,

gama de posibilidades para seleccionar 105 componentes

de .un sistema catódico (tipos de Anodos, rellenos,

cables), dèbe contar con diversos tipos de catálogos o

folletos comerciales, durante el disefio, por este motivo

el software a través de esta opción, permite guardar los



100

zsta

información puede ser renovada por el usuario,

segun lo desee y a ella puede tener acceso, en los pasos

en los que la opcibn

diseiío solicita el ingreso, de

este tipp de datos.

-

2 liXT ADAS Y SALIDAS.

Los parámetros que requiere el software, para ejecutar

cada una de sus opcl-rnes , así como los resultados que

nuestra, a partir deeStos

da'zos son:

4.2.1 Diselio

- Cálculo de la corriente protección

ingreso de datos: Resistividad del suelo, área a

protegerse de la tuberia

Y

eficiencia del

revestimiento de( la tuberia.

Resultados: Densidad de corFiente y corriente de

protección-

- Selección del tipo de protección

IngxeSo

de datos: Protección galvánica 0 por

corriente impresa. Utiliza la corriente y la

resistividad ,del cálculo anterior, para sugerir el

i ió l i l i d b



101

Ingreso d.e datos : I%terial del. ttnodo, utiliza la

resistividad yel.

rrktodo de protección, del paso

anterior, p : Y s sugerir el mterial a;lódico.

Iilgrcso de datos: Vida estjmada y capacidad de

corriente s,i el Ctnodo 'es galvánico, o el desgaste,

si. es ,inerLe.

R~::~:ultados : Mc?.sa anC:Ikcr:



102

Del lecho de ánodos: Longitud y diámetro del

ánodo', longitud y diámetro del agujero para el

r e l l e n o ,separación entce Anodos, resistividad del

suelo en el que se van a enterrar los ánodos y

resistividad del relleno.

Resultados:, resistencia del cátodo(tubería),

del

cable, del lecho de ánodos, del contacto suelo-

‘c

c11

y‘

resistencia total del sistema de

protección.

Si el tipo de protección utilizada, es la de

corriente impresa, se agregan dos cálculos a la

secuencia:

ál Ul

d e :la

corriente y voltaje del

rectificador

Ingreso de datos: utiliza la corriente y la

r-esistenc'ia total,antes calculada;

Resultados:Corriente y voltaje de salida .

- Cálculo del alcance de protección.

Ingresb de datos: utiliza la resistividad del

acero, los diámetros de la ttieria, el rango de

potencial d e protección y la densidad de

corriente, antes determinados.

































































Documents

Software de PC proyecto