Impatto delle correnti vaganti -Valutazione del rischio di corrosione delle strutture interrate = Impact of Stray Currents - Risk Assessment of Corrosion in Buried Structures

Le correnti vaganti in regime continuo sono riconosciute come una delle cause principali di corrosione elettrochimica nelle strutture metalliche interrate. Queste correnti si verificano quando una dispersione accidentale di elettricità avviene da un circuito primario, come un sistema di trazione ferroviaria o una rete di distribuzione energetica, e attraversa il terreno circostante. Le infrastrutture sotterranee, incluse tubazioni metalliche, cavi, armature in cemento armato e sistemi di messa a terra, risultano particolarmente vulnerabili, poiché la differenza di potenziale tra i vari metalli presenti potrebbe favorire lo sviluppo di processi corrosivi nelle zone anodiche. Tale fenomeno può portare a gravi danni strutturali e funzionali. Le correnti continue vaganti sono più pericolose rispetto a quelle alternate per via della loro natura costante e unidirezionale, che intensifica la corrosione localizzata, accelerando il degrado dei materiali. Questo fenomeno è particolarmente accentuato nelle aree urbane e industriali, dove le infrastrutture elettriche e i sistemi di trasporto su rotaia, alimentati da corrente continua spesso interagiscono con le strutture metalliche interrate. Il rischio è ulteriormente amplificato in contesti in cui i sistemi di messa a terra, essenziali per la sicurezza elettrica, possono essere compromessi da queste correnti disperse. Il presente lavoro di tesi analizza in dettaglio l’interazione tra una platea di fondazione in cemento, contenente armature in acciaio, e un sistema di messa a terra in rame associato a una cabina elettrica. La corrosione dell’acciaio, indotta dalla presenza di correnti vaganti, rappresenta una delle principali cause di degrado strutturale delle infrastrutture sotterranee, con un impatto significativo sulla loro durabilità e sulla capacità del sistema di messa a terra di mantenere condizioni di sicurezza ottimali. Per comprendere meglio l’impatto di tali fenomeni, sono state eseguite simulazioni FEM con COMSOL Multiphysics e costruiti modelli numerici volti a studiare la distribuzione del potenziale elettrico, la densità di corrente e l’intensità della corrente che attraversa gli elementi metallici interrati in diverse configurazioni operative. Le simulazioni hanno tenuto conto dell’influenza di fattori come la conducibilità del terreno, l’entità della corrente vagante, la dimensione dei conduttori e la distanza tra i vari materiali metallici; tali parametri giocano un ruolo chiave nell’analisi dell’intensità della corrosione e della sua localizzazione. I risultati ottenuti possono offrire un contributo significativo per la comprensione del fenomeno e fornire indicazioni utili per lo sviluppo di strategie di mitigazione più efficaci. L’applicazione di queste strategie potrebbe migliorare la durabilità delle infrastrutture e garantire la loro affidabilità nel tempo, riducendo i costi di manutenzione e il rischio di malfunzionamenti dovuti alla corrosione. Le informazioni raccolte possono essere utilizzate per perfezionare le pratiche di progettazione e manutenzione delle infrastrutture soggette a correnti vaganti, contribuendo così a una maggiore sicurezza e sostenibilità a lungo termine.