Corrosión del suelo al acero en la industria fotovoltaica, un desafío subestimado

La corrosión producida por la interacción electroquímica entre suelo y acero es uno de los “elefantes en la habitación” de las plantas fotovoltaicas. Es un problema tan conocido como incómodo, por lo que tiende a eludirse a pesar de generar una gran preocupación, especialmente en la adquisición de activos existentes.

La optimización de costes en la estructura genera incentivos perversos durante el desarrollo de las plantas. Como en tantos otros ámbitos, los problemas de durabilidad de la estructura asociados al ahorro en materiales no tendrán consecuencias negativas sobre los responsables de las fases iniciales de proyecto, sino que afectarán en el futuro a otros agentes de la empresa, o incluso a otras compañías.

Este fenómeno no siempre se enfoca de una manera profunda y correcta. La pregunta que debe asaltar la mente de aquellos que desarrollan plantas fotovoltaicas no es si la corrosión vendrá o no a visitarlos, sino a qué velocidad se consumirá su recubrimiento metálico y su acero bajo la superficie.

Como cualquier tecnología en crecimiento, la industria fotovoltaica no está exenta de desafíos. Y uno de los desafíos más críticos, muchas veces subestimado, es la corrosión que produce el suelo en las estructuras de acero galvanizado que cimentan los paneles solares. En entornos claramente agresivos desde el punto de vista del suelo, como los desiertos salinos, las turberas o las escombreras, este problema se estudia con especial atención, pero en otras ocasiones la vigilancia se relaja con terrenos aparentemente más nobles y termina produciéndose corrosión intensa, pues son muchos los factores que intervienen y que han de ser tenidos en cuenta.

Acero enterrado

Cuando hablamos de corrosión en estructuras metálicas pensamos inmediatamente en la atmósfera, en el ambiente C2 o C3 de la ISO9223, en si tenemos una atmósfera agresiva porque estamos en zonas con contaminación, cerca del mar o próximos a una zona volcánicas, por ejemplo. Pero, muchas veces, es el acero enterrado el que experimentará un proceso de corrosión más significativo y acelerado cuando no haya sido adecuadamente protegido. Este deterioro acumulado en el tiempo puede llevar a la eventual falla estructural del acero dentro de la vida útil de la planta fotovoltaica, especialmente cuando se somete a ciclos de carga-descarga.

Cabe la posibilidad de adquirir una planta de un tercero que esté reluciente desde la superficie del suelo hacia arriba, sin ser conscientes de que puede estar arruinada bajo la superficie, y que esto no se descubra hasta que haya fallado la estructura o se hayan excavado y descubierto algunos postes. Como decía Carl Sagan, “la ausencia de evidencia no es evidencia de ausencia” (El Mundo y sus Demonios, 1995).

Podría intuirse que esos efectos adversos se darán dentro de muchos años. Pero, lamentablemente, tenemos que decir que existen problemas serios de corrosión en plantas con pocos años en operación. Y no solo en salares del altiplano boliviano, o en pantanos con alta concentración de materia orgánica en el sudeste asiático, que también. Estamos verificando estos problemas en plantas con menos de cuatro años de exposición situadas en zonas con suelos aparentemente seguros.

Pero ¿es posible prevenir la corrosión del suelo al acero? ¿Se puede hacer algo para mitigar sus efectos? La respuesta es sí. De hecho, lo estamos haciendo para diferentes estadios del ciclo de vida de proyectos fotovoltaicos en todo el mundo.

Modelo geológico

En un estadio inicial, antes de completar el diseño de la planta, es imprescindible entender el modelo geológico-geotécnico del emplazamiento mediante una cartografía geológica de detalle que distinga

las zonas con distinto comportamiento frente a la corrosión, hacer una adecuada toma de muestras y conocer la composición de los suelos y del agua freática. Posteriormente, es fundamental contar con un laboratorio de confianza especializado en la realización de ensayos físicos y químicos como los establecidos en las normas de corrosión DIN 50929-2018 y AWWA C105/A21.5-18. Estas normas, bien aplicadas, permiten determinar el potencial de corrosión de los suelos y aguas, por lo que su uso es adecuado en fase de proyecto, aunque, lamentablemente, no nos permiten obtener valores de velocidades de corrosión al acero

El enfoque es diferente cuando la planta ya está construida, ya sea una adquisición a un tercero, ya sea una planta en propiedad. Cuando sospechamos que puede haber algún problema oculto, y queremos tener la seguridad de que el estado de la estructura es el adecuado y cumplirá su ciclo de vida estimado, hay una serie de técnicas y tecnologías que nos ayudan a conocer el estado real de corrosión de la planta.

Big Data en mantenimiento de las plantas

Una combinación de técnicas físicas y químicas (en suelo y agua) y geofísicas (resistividad eléctrica), basadas en las normas de corrosión anteriores, complementadas por novedosas técnicas electroquímicas (Espectroscopía de impedancia), es capaz de permitirnos, en poco tiempo, realizar un mapeo de detalle del estado de corrosión de la planta.

Ese mapa se nutre de la integración de centenares de datos con una única conclusión: obtener la tasa de corrosión real anual que está sufriendo la estructura. A partir de esta zonificación de la tasa de corrosión se puede, y de hecho ya lo estamos haciendo, diseñar y establecer planes de mantenimiento predictivo y preventivo para poder alcanzar la vida útil de cualquier planta fotovoltaica. Incluso, en el caso más desfavorable, en el que la estimación de la durabilidad de la estructura no cumpla las expectativas, nos permite aconsejar en el diseño de soluciones de mitigación de la corrosión.

El problema existe. La corrosión ya está aquí. Si la estamos observando en plantas construidas hace pocos años en zonas a priori no agresivas, con estructuras tratadas con galvanizado en caliente o con aleaciones de aluminio-magnesio, es fácil imaginarse cómo pueden estar algunas de las plantas construidas hace diez o quince años cuando el potencial corrosivo del suelo no se abordaba en los estudios geotécnicos con el mismo detalle y profusión de ensayos que en la actualidad.

Si queremos asegurar la vida útil de las instalaciones fotovoltaicas, existentes o futuras, es el momento de tener en cuenta seriamente los efectos de la corrosión causada por el suelo.

Joaquín Dorronsoro es subdirector de Orbis Terrarum.