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Cada vez recibimos más consultas de nuestros clientes sobre el tema del hidrógeno (H₂). Después de que este tema se tratara con dudas al principio, ahora está cogiendo fuerza. Ya funcionan las primeras redes de prueba y se están preparando otras. Al principio se hablaba de una adición de hidrógeno del 10 % al 15 %. Más concretamente, también se va a poner en funcionamiento una red modelo con una adición del 30%. Esto nos lleva a tener muy en cuenta la medición del hidrógeno.
¿Qué efectos tiene esto en la tecnología de medición utilizada? ¿Cómo cambian las lecturas de los dispositivos? ¿Qué aparatos o qué principios de funcionamiento pueden utilizarse para ello? Son alguna de las muchas preguntas que surgen ante este tema.
El hidrógeno en las distribuciones de gas
En Alemania apenas quedan profesionales que hayan trabajado con redes de gas de ciudad. El gas de ciudad también contenía hidrógeno en una proporción de hasta el 50% en volumen. Así que el hidrógeno no es nuevo en la distribución de gas. Es un gas muy ligero, combustible, con un rango de ignición muy amplio y una baja energía de ignición.
Importancia de la medición del hidrógeno en las distribuciones de gas
El hidrógeno se caracteriza por su baja densidad. Desde el punto de vista de la seguridad, hay que tener en cuenta el amplio rango de inflamabilidad del hidrógeno. Incluso las mezclas muy ricas siguen siendo inflamables en comparación con el metano. A continuación, mostramos algunos características del hidrógeno y el metano:
Hidrógeno (H₂)
- Rango de ignición en aire: 4 – 75 vol.%
- Densidad: 0,08988 (kg/m³)
- Densidad relativa al aire: 0,0695
Metano (CH₄)
- Densidad relativa al aire: 0.557
¿Cómo varían los diferentes principios de funcionamiento de los sensores en relación a la medición del hidrógeno?
Sensores semiconductores
Con el sensor semiconductor se produce casi siempre una clara reacción al hidrógeno. Sin embargo, los sensores se fabrican cada vez más específicamente para componentes individuales como el metano. Por lo tanto, depende del tipo de sensor utilizado cómo reacciona a la medición del hidrógeno.
En Esders también utilizamos diferentes sensores semiconductores en nuestras series de dispositivos. Mientras que el VibraGAS y el LeckOmiO tienen una sensibilidad significativamente mayor al hidrógeno, el sensor semiconductor del GOLIATH es casi idéntico al metano en su comportamiento con el hidrógeno. Y el detector de gas especializado HUNTER mide el hidrógeno en bajas concentraciones con su sensor, pero sólo con una sensibilidad significativamente reducida.
Por lo tanto, póngase en contacto con su proveedor de equipos para obtener información sobre su instrumento de medición exacto y el sensor utilizado.
Conjunto de sensores Esders
El conjunto de sensores evalúa las señales de varios sensores y proporciona una señal resultante para su lectura. Reacciona de forma similar al metano y al hidrógeno. También muestra etano, propano y butano.
Con el hidrógeno apenas hay pérdida de señal y las lecturas siguen siendo buenas.
Sensor infrarrojo (IR)
Los sensores IR no pueden detectar el hidrógeno. Esto significa que si se añade una mezcla con un 20% de hidrógeno, este 20% de gas no provoca ninguna reacción de indicación. Simplificando, la lectura será un 20% inferior a la deseada. Esto se aplica tanto en el rango LEL como en el de % en volumen.
Incluso los instrumentos portátiles con diodos láser como el ELLI sólo indican metano. Por lo tanto, componentes como el etano y el propano o butano no se leen. Esto significa que, de nuevo, se dispone de proporciones reducidas en la mezcla total de gases para la detección.
Sensor de calor
Los sensores de calor suelen indicar bastante bien tanto el hidrógeno como el metano. La diferencia de sensibilidad entre el hidrógeno y el metano depende del tipo de sensor.
Sensor de conductividad térmica
Los sensores de conductividad térmica reaccionan mucho más sensiblemente al hidrógeno que al metano. Por tanto, se trata de una lectura sobreproporcional. Sin embargo, existe un comportamiento muy diferente de los sensores frente al hidrógeno en concentraciones mayores. Esto puede llegar hasta el punto de que la señal se invierta y se vuelva negativa para algunos sensores en un determinado rango de concentración. Por lo tanto, no está garantizado que todos los tipos de sensores de conductividad térmica sean adecuados para la lectura de hidrógeno en el intervalo comprendido entre 0 y 100 por ciento en volumen.
El sensor de conductividad térmica del SIGI-EX reacciona uniformemente mucho más sensible al hidrógeno que al metano. Ya aproximadamente 20 vol% de hidrógeno se muestra como 100% de metano. Para una mezcla de gas natural e hidrógeno depende de otros componentes en el gas natural, como etano, propano y butano. Como gases más pesados que el aire, estas proporciones debilitarán la señal positiva del hidrógeno o la contrarrestarán negativamente.
El sensor de conductividad térmica del OLLI reacciona indefinidamente al hidrógeno. Esto significa que especialmente en el rango entre 4 y 20 vol% de hidrógeno no se puede decir con seguridad si el sensor lo detecta de forma fiable.
Comportamiento de los dispositivos de medición respecto a la medición del hidrógeno
Protección contra explosiones
Una cuestión igualmente importante es hasta qué punto los dispositivos existentes son adecuados para su uso con mezclas de gas natural e hidrógeno con su certificación conforme a la directiva europea ATEX (protección contra explosiones).
No hay ningún problema para las redes actuales con mezclas de 10%, 20% y hasta 30% de hidrógeno. Nuestras certificaciones actuales incluyen los grupos de explosión IIA y IIB. Los dispositivos están marcados con el grupo IIB. El gas ciudad también se incluye en este grupo. Por lo tanto, podemos suponer que no existen restricciones para estas mezclas.
Sin embargo, la situación es diferente para las redes de hidrógeno puro, que ya están disponibles para fines experimentales. Para ello se requiere el grupo de explosión IIC, que actualmente no está disponible en nuestros aparatos de medición.
Por favor, tenga en cuenta que con esta información queremos proporcionar apoyo para la evaluación del comportamiento de lectura de nuestros dispositivos y las posibles aplicaciones.
No dude en ponerse en contacto con nosotros para cualquier consulta aquí.