El uso del gas hidrógeno es cada vez más popular. De hecho, se considera una fuente de energía y se almacena en diferentes sistemas. Sin embargo, los sistemas en los que se almacena este gas están sometidos a altas presiones. Por eso se ha hecho necesario el uso de transductores de presión de hidrógeno. Este dispositivo de control de la presión aumenta la seguridad del sistema.
La presión del gas hidrógeno puede alcanzar los 700 bares en algunos casos. Si no se vigila, una presión tan alta puede hacer que falle el sistema (tanque de almacenamiento o tubería). En este artículo, hablaré de todo lo relacionado con transductores de presión de hidrógeno y su selección.
Descripción general del transductor de presión de hidrógeno
Utilizar un transductor sin presión es buscarse problemas. En términos sencillos, usted utiliza el sistema sin saber cuánta presión de gas hay en su interior. Cuando la presión supera el límite, tienes poco tiempo para reaccionar antes de que se produzca un accidente.
Un transductor de presión de hidrógeno es un dispositivo sensor que mide la presión del hidrógeno en un sistema. El funcionamiento de este dispositivo es el mismo que el de cualquier transductor de presión. Sin embargo, su funcionalidad se limita a la comprobación y supervisión de la presión del gas hidrógeno. Puede utilizarse en depósitos de almacenamiento y tuberías donde se almacena o transporta hidrógeno.
Con este dispositivo, puede controlar la presión del hidrógeno. Si la presión es demasiado alta o demasiado baja, puede actuar en consecuencia para garantizar la seguridad del sistema. ¿No sabe cómo funcionan estos dispositivos de medición de la presión en los sistemas de hidrógeno? Estos sensores de presión de hidrógeno vienen con un diafragma, como en los transductores normales.
Este delgado diafragma está presente en el interior del sistema (tanque de almacenamiento o tubería). Cuando aumenta la presión del gas dentro del sistema, se produce un ligero movimiento del diafragma. Este diafragma está conectado a un dispositivo de medición de la presión conocido como galga extensométrica. Este medidor también se conoce como sensor piezoresistivo. Detecta el ligero movimiento de la membrana provocado por un cambio de presión.
Así, estos sensores piezoresistivos ajustan su resistencia eléctrica, produciendo una señal eléctrica. Sin embargo, esta señal eléctrica producida por la galga extensométrica es demasiado pequeña para ser interpretada. Los sensores de hidrógeno llevan incorporado un amplificador que amplifica esta señal eléctrica. A continuación, esta señal se envía al visualizador, donde se muestra en la pantalla. Curiosamente, la pantalla muestra la lectura exacta de la presión en lugar de una señal aleatoria.
¿Cómo elegir un transductor de presión de hidrógeno?
Sé que elegir un dispositivo de medición de la presión del hidrógeno puede ser difícil. ¿Por qué? Porque son muchos los factores que influyen en la selección de estos sensores. Veamos algunos factores clave que debe tener en cuenta a la hora de elegir sensores de presión de hidrógeno.
1- Compatibilidad de materiales
En primer lugar, debe elegir un transductor de presión con materiales compatibles. La alta presión del hidrógeno puede afectar a la integridad de los transductores. Los materiales más resistentes, como el acero inoxidable o el Hastelloy, pueden soportar la dura presión con facilidad. Sobre todo, estos materiales no se vuelven quebradizos bajo la alta presión del hidrógeno. Los dispositivos sensores de presión de hidrógeno con materiales más resistentes duran más.
2- Compatibilidad con la presión
El gas hidrógeno puede ejercer diferentes presiones en distintos sistemas. El rango de presión puede variar de 300 a 800 bares. Es esencial elegir el transductor que sea realmente compatible con un rango de presión específico. Algunos sensores de presión son más débiles y pueden utilizarse en sistemas con una presión nominal de 300 bar. Utilizar este tipo de sensores o transductores en un sistema con una presión nominal de 700 bares no será una buena idea.
3- Detección de la presión en tiempo real
Algunos transductores de presión de baja calidad tienen un rendimiento deficiente. No muestran la presión del sistema en tiempo real. En su lugar, miden la presión y tardan en mostrar la lectura en pantalla. Recomiendo elegir sensores de presión de hidrógeno que proporcionen lecturas rápidas. De este modo, conocerá la presión en tiempo real de un sistema. Esto es aún más crucial en sistemas en los que un ligero cambio de presión puede comprometer la seguridad.
4- Durabilidad y protección contra explosiones
El gas hidrógeno no es uno de los gases más seguros que existen y es altamente inflamable. Si se expone a una chispa, este gas puede provocar una explosión. Por lo tanto, es obligatorio elegir transductores a prueba de explosiones. Si el transductor funciona en condiciones duras, es más fiable y le ofrece una lectura precisa. Elegir un sensor de presión de hidrógeno de baja calidad es una mala idea y debe evitarse en todos los casos.
5- Funcionalidad a altas temperaturas
El gas hidrógeno no sólo aumenta la presión, sino también la temperatura en un sistema. Esta temperatura puede hacer que falle el transductor de presión. Por eso, recomiendo encarecidamente utilizar sensores que resistan temperaturas más altas y funcionen con precisión. En los transductores de baja calidad, un aumento de la temperatura puede provocar un mal funcionamiento. Este problema puede ser fatal si los transductores de presión se utilizan en sistemas de alta presión.
Aplicaciones de los transductores de presión de hidrógeno
Estos sensores de presión se utilizan habitualmente en aplicaciones en las que interviene el hidrógeno gaseoso. Analicemos algunos de los casos de uso más comunes de estos transmisores de presión de hidrógeno.
1- Vehículos de pila de combustible de hidrógeno
Los vehículos modernos incorporan pilas de combustible de hidrógeno. En estas pilas, el gas hidrógeno reacciona con el oxígeno para producir energía (electricidad) para el funcionamiento de los vehículos. En estos vehículos, el gas hidrógeno se almacena dentro del sistema y recorre las tuberías durante su uso. Los transmisores de presión de hidrógeno se utilizan en estas células para controlar la presión. Recuerde que la presión en estas celdas es alta, por lo que el uso de los sensores de control de presión es crucial para un funcionamiento sin problemas.
2- Control de los depósitos de hidrógeno
El gas hidrógeno se almacena en grandes depósitos. Este gas almacenado se utiliza posteriormente para diversas aplicaciones. La presión del hidrógeno dentro de estos tanques de almacenamiento se controla mediante estos transductores. Ayudan a los operarios a saber si la presión es constante o fluctúa. En caso de disminución de la presión, el equipo comprueba si hay alguna fuga de gas hidrógeno de los tanques. En pocas palabras, el uso de estos sensores hace que el almacenamiento de hidrógeno sea seguro.
3- Sistema de control del compresor
El hidrógeno gaseoso se comprime antes de ser almacenado en depósitos. En este proceso se utilizan compresores de gran potencia. Estos compresores dependen de los transductores de presión para su funcionamiento óptimo. Comprueban la presión del gas mediante estos sensores durante la compresión. Si la presión supera el límite, los compresores dejan de comprimir automáticamente. Esto hace que los compresores funcionen con mayor eficacia.
4- Transporte por tuberías de hidrógeno
El gas hidrógeno se transporta a través de tuberías especiales. La presión dentro de las tuberías debe mantenerse para garantizar un flujo sin problemas. Si la presión cae dentro de la tubería, indica posibles problemas de fugas en estas tuberías. Los sensores de presión de hidrógeno se utilizan en estas tuberías para garantizar un transporte fluido del gas. Los operadores responden rápidamente cuando observan un rápido aumento o disminución de la presión en las tuberías.
5- Sistemas de detección de fugas
Una fuga de gas hidrógeno en cualquier sistema puede ser desastrosa. ¿Verdad? Esto se vuelve aún más crítico en un sistema que requiere una presión precisa del gas hidrógeno. Por eso, el uso de transductores de presión ayuda a detectar estas fugas en los sistemas de almacenamiento o en las líneas de suministro. Estos transductores proporcionan la presión en tiempo real dentro del sistema. Si la presión cae rápidamente, se alerta al sistema y a los operadores. Como resultado, los operarios pueden tomar medidas e investigar posibles puntos de fuga. De este modo, el problema de las fugas puede abordarse rápidamente, lo que se traduce en un almacenamiento de gas hidrógeno más seguro.
Conclusión
Los transductores de presión de hidrógeno son muy valiosos en una amplia gama de sistemas. No sólo en tanques de almacenamiento, sino que estos sensores también ayudan en gasoductos. Sin embargo, debe elegir el sensor de presión de hidrógeno adecuado que se adapte a su caso de uso específico. En este artículo, conocerá los factores clave que le ayudarán a elegir los transductores adecuados. También hablé de las aplicaciones típicas de estos dispositivos de medición de hidrógeno.