A circa due anni dall’avvio del progetto di ricerca e sviluppo finalizzato a valutare il processo di Depolarizzazione Selettiva impiegato per risolvere il problema dello zolfo corrosivo in Brasile, lo scorso 28 ottobre, a Rio de Janeiro, si è tenuto un meeting per condividere i risultati della ricerca.

L’evento ha di fatto validato il processo di Depolarizzazione Selettiva by Sea Marconi (con applicazione on-load) come la migliore tecnica disponibile contro il problema dello zolfo corrosivo da DBDS sui trasformatori e reattori della rete brasiliana (fino a 500 KV) controllata da TAESA. Con una chiara e completa lettera di referenza in favore di Sea Marconi, la stessa TAESA ha formalizzato la validità della Depolarizzazione Selettiva ed i benefici ottenuti sia in termini operativi, sia in termini economici che ambientali.

Facciamo un passo indietro.

L’attuale TAESA (Transmissora Aliança de Energia Elétrica S.A.), ex Terna Participações S.A., cioè uno dei più grandi gruppi di trasmissione di energia elettrica del Brasile, dopo aver subito numerosi guasti da zolfo corrosivo e poi aver scoperto di avere 76 (su 112) trasformatori e reattori contaminati da DBDS (pari a 2.093.358 Kg di olio corrosivo), decise di attuare diverse contromisure, tra cui la Depolarizzazione selettiva by Sea Marconi. Prima dell’acquisto di una DMU (unità mobile di decontaminazione) Sea Marconi per eseguire la Depolarizzazione Selettiva, sulla rete brasiliana si tentarono altre contromisure: la passivazione, la sostituzione dell’olio, la sostituzione degli avvolgimenti per le apparecchiature più contaminate.

Il progetto di ricerca e sviluppo, i cui risultati sono stati divulgati lo scorso ottobre a Rio de Janeiro, ha valutato da una parte l’efficacia del processo di Depolarizzazione Selettiva by Sea Marconi, dall’altra parte lo ha messo a confronto con le alternative menzionate poco sopra sia sul piano tecnico-funzionale sia su quello economico ed ambientale. Di seguito una sintesi del progetto.

In conclusione:

• Il processo di Depolarizzazione Selettiva rappresenta una garanzia per la rimozione del DBDS; tutte le forme di applicazione del processo si sono rivelate efficaci: con apparecchiature in tensione, fuori tensione oppure con olio stoccato in cisterne; la durata del trattamento varia a seconda del tipo di applicazione.
• Il processo non altera le altre proprietà chimico-fisiche dell’olio, è necessario tuttavia aggiungere un additivo antiossidante (DBPC) all’olio dopo il trattamento
• Dal punto di vista ambientale, scegliere il cambio dell’olio, soprattutto quando si parla di migliaia di tonnellate produce un grande volume di rifiuti da smaltire, mentre il processo di Depolarizzazione Selettiva consente appunto il recupero totale dell’olio senza necessità di sostituirlo.
• Inoltre, sempre dal lato ambientale, occorre ricordare che la passivazione con BTA può causare problemi ambientali al termine della vita utile dell’apparecchiatura
• Dal lato economico, la Depolarizzazione rispetto alla sostituzione ha un costo complessivo inferiore
• Nel caso di TAESA (~ 1.100 tonnellate di olio contaminato) si risparmiano 1.600.000,00 euro rispetto al cambio dell’olio (anche senza considerare i costi di smaltimento e le penali per mancata erogazione di energia)
• Non è stato fatto un confronto economico con la passivazione, poiché quest’ultima può solo essere considerata una misura temporanea per l’azione del DBDS sul rame ma non elimina il DBDS
• La Depolarizzazione Selettiva è l’opzione che genera meno rischi operativi: in caso di emergenza vi è la possibilità di immediata disponibilità delle apparecchiature
• Rispetto alle altre misure al problema del DBDS in olio (cambio dell’olio e passivazione) si può dire che il processo di Depolarizzazione Selettiva rappresenta attualmente la migliore tecnica disponibile ed anche la migliore pratica ambientale (nel caso TAESA ha evitato lo smaltimento di 1.167.000 kg di olio)

La presenza di Zolfo Corrosivo negli oli isolanti minerali, nel corso degli ultimi anni è diventata una delle principali cause di guasti catastrofici su trasformatori elettrici.

L’analisi statistica delle prove effettuate in laboratorio ha permesso di stabilire che il fenomeno dello Zolfo Corrosivo coinvolge principalmente gli oli minerali a base naftenica prodotti dopo il 1990.

Per Zolfo Corrosivo si intendono particolari derivati dello zolfo dovuti al processo di raffinazione del greggio, che possono risultare corrosivi per alcune parti del trasformatore.

Lo zolfo infatti è naturalmente presente, anche se in quantità variabile, all’interno del petrolio greggio, da cui si ottiene l’olio isolante.

L’azione dei composti dello zolfo provoca corrosione e peggiora le qualità dielettriche del fluido, per questo motivo l’industria petrolifera non si limita solo alla scelta dei grezzi a basso tenore di zolfo, ma negli ultimi 10-15 anni ha impiegato tecniche di raffinazione per abbassarne ulteriormente la quantità e migliorare le caratteristiche chimico fisiche del prodotto finale.

Nella maggior parte dei casi, (si tratta soprattutto di basi nafteniche) il processo di raffinazione impiegato è quello ad idrogenazione catalitica; questo processo elimina fino al 99% dello zolfo presente, ma ha come effetto collaterale la formazione incontrollata di Zolfo Corrosivo (solfuri organici – Mercaptani o Tioli), responsabile della dissoluzione del rame degli avvolgimenti e della conseguente presenza di pericolosissime particelle in sospensione che possono compromettere le proprietà dielettriche del fluido e degli isolanti solidi.

Il processo ad idrogenazione genera inoltre degli oli isolanti che presentano una forte tentenza a generare gas (idrogeno) sin dalle prime fasi dell’esercizio (fenomeno dello Stray Gassing).

Le molecole residue di zolfo che permangono dopo il processo di raffinazione (mercaptani o tioli) presentano un forte tentenza a legarsi al rame degli avvolgimenti formando il solfuro di rame: assai stabile e totalmente insolubile.

La formazione di solfuro di rame oltre un certo spessore (pochi micron), può generare due gravi anomalie funzionali:

• il particolato si separa dalla superficie dei conduttori e viene assorbito dalle carte, che perdono le loro proprietà dielettriche, raggiungendo valori di tg delta superiori alle soglie di allarme;
• il polverino accumulato sugli avvolgimenti e sulle carte si stacca e rimane in sospensione nell’olio contribuendo a dare origine a pericolosissime scariche elettriche

I metodi di analisi dello Zolfo Corrosivo nell’olio isolante minerale consistono nel riprodurre in laboratorio le condizioni che possono crearsi all’interno di un trasformatore elettrico nel corso degli anni. Questa simulazione si effettua immergendo un provino di metallo all’interno dell’olio da analizzare e, dopo averlo scaldato, si verifica la presenza di solfuro sul metallo. Il colore che assume il provino di metallo indica il grado di corrosività dell’olio isolante.

Gli incidenti (causati indiscutibilmente dallo Zolfo Corrosivo) che hanno coinvolto la maggior parte dei trasformatori il cui olio era risultato non corrosivo, evidenziano che il metodo attualmente normato (DIN 51353) non è soddisfacente. Per comprendere l’entità del problema, basti pensare che nell’arco di soli 5 mesi, su 50 controlli effettuati dal laboratorio Sea Marconi, ben 25 sono risultati corrosivi dopo la prova a 48 ore.

Con l’obiettivo di adeguare il metodo di analisi alla reale dimensione del problema, è in corso una proposta di revisione: applicare i metodi ISO 5662/ASTM D 1275 modificando il tempo di osservazione a 72 ore per oli nuovi e a 48 ore per oli in esercizio.

È opportuno dunque porre particolare attenzione ai controlli da effettuare sugli oli isolanti minerali NUOVI prodotti dopo il 1990, che oltre a soddisfare i requisiti della IEC 60296 (ex CEI 10.1), devono risultare non corrosivi secondo il metodo ISO 5662 con tempo di prova a 72 ore. Si raccomanda inoltre di porre particolare attenzione agli oli derivanti da basi nafteniche.

Per quanto riguarda gli oli in esercizio, si raccomanda di sottoporre a controllo gli apparecchi su cui la prova dello Zolfo Corrosivo non sia mai stata eseguita, applicando il medoto ISO 5662 con tempo di prova a 48 ore.

Sea Marconi è in grado di offrire una soluzione al problema dello Zolfo Corrosivo grazie al processo di depolarizzazione Chedcos, che ha dato ottimi risultati sia in laboratorio sia sul campo.

Il servizio di depolarizzazione Chedcos rimuove i composti chimici all’origine dello zolfo corrosivo, ripristina le condizioni chimico-fisiche dell’olio (acidità, tangente delta, ecc.) e favorisce il desludging della macchina.

Il processo lavora sul campo in continuo, a ciclo chiuso, senza lo svuotamento, neppure parziale, del trasformatore.

In alternativa, i produttori di olio isolante suggeriscono di contrastare la formazione di Zolfo Corrosivo aggiungendo al fluido dielettrico del BTA (benzotriazolo), un inibitore che dovrebbe ridurre l’azione corrosiva dello zolfo. Questa soluzione tuttavia, nei test di laboratorio non ha dato risultati positivi.