El hidrógeno en el gas natural: una aplicación crítica para la seguridad

Producción de hidrógeno

Por qué pasar a una inyección de hidrógeno del 20 % requerirá un mayor enfoque en la seguridad 

"El hidrógeno es fundamental para alcanzar las cero emisiones netas, ya que puede reducir 80 gigatoneladas de CO2 para 2050". Así lo afirma el Consejo del Hidrógeno, que ha publicado el informe "Hydrogen for Net Zero" (El hidrógeno para las cero emisiones netas).

El Consejo del Hidrógeno no es el único organismo que desea que se acelere el uso del hidrógeno; gobiernos, ecologistas, ONG y la industria están trabajando para sustituir el consumo de combustibles fósiles por el hidrógeno como alternativa ecológica. En la actualidad, una parte importante del hidrógeno que producimos se genera a partir del gas natural, mediante un proceso de reformado con vapor de metano. Se trata del denominado "hidrógeno gris". Si los subproductos de dióxido de carbono de este proceso se capturan y almacenan de forma segura, se considera neutro en carbono y el producto final se denomina "hidrógeno azul". El "hidrógeno verde" auténtico debe producirse utilizando fuentes de energía renovables y un proceso de electrólisis.

Como es lógico, gran parte de la atención se ha centrado en cómo podremos generar y distribuir hidrógeno a gran escala y qué aplicaciones representan el mayor potencial. Sin embargo, esto plantea otra consideración igualmente importante: la necesidad de aumentar el uso del hidrógeno de forma eficiente y rentable, manteniendo —o, preferiblemente, mejorando— los estándares de seguridad.

Volatilidad del hidrógeno

Aunque el hidrógeno se ha utilizado como gas industrial durante muchos años, su adopción como combustible para el transporte, la generación de energía y el gas doméstico es relativamente nueva. En particular, cuando se inyecta en la red de gas natural, puede crear varios problemas potenciales. Entre ellos se incluyen:

  • Riesgo de explosiónEl hidrógeno es un gas volátil, inodoro e incoloro, lo que dificulta su detección sin instrumentos especializados.

  • Fragilización de las superficies metálicas en tuberías, compresores, etc. El gas puede reducir la ductilidad a la tracción de algunos metales, lo que provoca la formación de fracturas por tensión, con el consiguiente peligro de fugas.

  • Penetración de las juntas de elastómero El hidrógeno es una molécula pequeña que puede penetrar en las juntas de elastómero que se utilizan ampliamente en los equipos de tuberías. Si se libera la presión, las moléculas de hidrógeno pueden expandirse, aumentando el riesgo de fugas de gas.
  • Eficiencia del proceso Una mezcla incorrecta de hidrógeno y gas natural puede afectar a la eficiencia de la combustión de las turbinas de gas, aumentando los costes y creando posibles riesgos para la seguridad.
  • La buena noticia es que todos estos problemas son conocidos y pueden resolverse utilizando los materiales y las tecnologías de gestión adecuados. En particular, es fundamental la monitorización en línea de las condiciones del proceso durante la producción, la distribución y la combustión. Esto incluye una serie de parámetros, entre los que destaca la medición de trazas de humedad. Desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de la calidad del gas, garantizando la eficiencia y la seguridad del sistema, y ayudando a cumplir los requisitos comerciales y las normas reglamentarias.

    Analizadores de punto de rocío para la monitorización de hidrógeno 

    Existen diversas tecnologías para medir el punto de rocío de hidrocarburos y agua; algunas se han utilizado en diferentes formas durante muchos años. Sin embargo, no todos los analizadores de punto de rocío son adecuados para la monitorización de la inyección de hidrógeno en gas natural, especialmente en lo que respecta a la certificación de seguridad eléctrica.

    En comparación con el gas natural, el hidrógeno tiene un rango de inflamabilidad más amplio cuando se mezcla con el aire. Además, requiere mucha menos energía para su combustión: solo 0,02 milijulios (mJ), lo que supone menos del 10 % de la energía necesaria para encender el gas natural (0,29 mJ). En algunas circunstancias, incluso una descarga estática puede ser suficiente para encender una mezcla de hidrógeno y aire.  A diferencia del funcionamiento tradicional del gas natural, es fundamental que cualquier equipo eléctrico utilizado en un entorno en el que pueda haber hidrógeno tenga un alto nivel de seguridad contra explosiones. No todos los equipos eléctricos, incluidos los sistemas analizadores, que están instalados actualmente en instalaciones de gas natural cumplen los requisitos de seguridad contra explosiones (Ex) para el hidrógeno. 

    Por lo tanto, es importante seleccionar cuidadosamente los equipos. Por ejemplo, nuestros últimos analizadores de punto de rocío de hidrocarburos de Michell Instruments cuentan con la certificación Ex para su uso en entornos con hidrógeno sin necesidad de modificaciones; esto incluye aplicaciones de gas natural con un contenido mínimo de hidrógeno del 20 %. Proporcionan resultados extremadamente precisos, repetibles y consistentes, y están certificados según las normas ATEX, IECEx, UKEX y NEC505.

    El rango incluye:

    OptiPEAK-TDL600

    El OptiPEAK TDL600 con tecnología láser de diodo sintonizable

    MCU_Replacement

    El Promet I.S. con sensores de óxido metálico cerámico

    Somos los expertos líderes mundiales en monitorización y medición de humedad. Contamos con ocho tecnologías diferentes que cubren todas las aplicaciones de humedad, respaldadas por un servicio técnico y de atención al cliente sin igual. Para obtener más información, hable hoy mismo con uno de nuestros especialistas en aplicaciones hoy mismo.

    Categorías relacionadas

    Analizadores de trazas de humedad para aplicaciones petroquímicas y de calidad del gas natural

    Analizadores de punto de rocío de hidrógeno para gas natural

    Blogs relacionados

    ¿Qué es el punto de rocío de los hidrocarburos y cómo se mide?

    La nueva tecnología simplifica la medición del punto de rocío de hidrocarburos

    La evolución continua de la medición del punto de rocío de hidrocarburos

    Medición de humedad para mezclas de hidrógeno y gas natural

    ¿Qué mediciones garantizan la seguridad y la pureza del gas hidrógeno durante su almacenamiento y transporte?

    Monitorización segura y fiable del oxígeno y el punto de rocío para electrolizadores de hidrógeno

    Cómo garantizar la seguridad y la calidad del gas en los electrolizadores de hidrógeno

    Recursos

    Hydrogen Council