Medición y Control del Caudal de Hidrógeno

Medición y Control del Caudal de Hidrógeno

Las pilas de combustible de hidrógeno son una fuente de energía y potencia extraordinariamente prometedora. Pueden utilizarse en una amplia variedad de aplicaciones, desde el transporte y la manipulación de materiales hasta la alimentación estacionaria, portátil y de emergencia. Su único subproducto es el agua, por lo que representan una alternativa ecológica (sin emisiones de CO₂) a los combustibles fósiles. Y utilizan uno de los recursos más abundantes y renovables del mundo—el hidrógeno.’

Sin embargo, por muy limpia y abundante que sea esta fuente de energía, su gestión también puede resultar difícil. Moléculas de hidrógeno extremadamente pequeñas pueden escapar de las más pequeñas imperfecciones de los cierres y penetrar en los metales sólidos, lo que puede provocar una reducción de la ductilidad y, en casos extremos, el fallo de los materiales. La contención de este gas versátil requiere equipos de alta ingeniería y también experiencia. Por ello, la transición generalizada al hidrógeno requerirá tecnologías de ensayo fiables para las pilas de combustible de hidrógeno que impulsarán esa transición.

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Una Solución en Marcha

Durante los últimos tres años, AVL, la mayor empresa independiente del mundo dedicada a las pruebas y la simulación en la industria del automóvil, ha hecho un gran esfuerzo por desarrollar esa tecnología con el AVL HyTron^TM, el dispositivo de medición del consumo de hidrógeno. La empresa austriaca es pionera en equipos de ensayo de pilas de combustible de hidrógeno que emulan el comportamiento de un tanque de combustible de hidrógeno real para reproducir las condiciones reales en el banco de pruebas. El equipo también es resistente a la fragilización por hidrógeno, ofrece caudal a la presión correcta y evita fugas que podrían contaminar el catalizador de la antorcha.

Para tareas de eficiencia o certificación, HyTron ofrece una medición precisa del caudal de hidrógeno durante pruebas transitorias y estacionarias, así como un suministro preciso, fiable y medible de hidrógeno vital para las pruebas y el desarrollo de sistemas de pilas de combustible. También debe tener un caudal que cumpla la presión de gas requerida en el ánodo y no puede contener materiales que puedan emitir contaminantes que influyan en el catalizador de la antorcha. Y, si la unidad bajo prueba (UUT, del inglés unit-under-test) está siendo sometida a modificaciones o reparaciones, es necesario purgar la línea de suministro con un gas inerte como el nitrógeno para asegurar un funcionamiento 24/7 seguro y sin degradación.

Un Nuevo Estándar Industrial

HyTron representa un cambio para una empresa con un largo historial de suministro de equipos de ensayo exclusivamente para fabricantes de equipos originales de combustibles diésel/gasolina. Y ya está subiendo el listón de la medición del hidrógeno. “El AVL HyTron se desarrolló en muy poco tiempo y ya se ha convertido en un estándar del sector para el suministro de hidrógeno y la medición del consumo de hidrógeno,”afirma Gerald Sommer, Director Global de Segmento de Tecnologías de Medición Avanzada de AVL.

“Nuestros clientes, que son importantes fabricantes de equipos originales de todo el mundo, se enfrentan al reto de convertir sus bancos de pruebas de motores de combustión convencionales para que funcionen con hidrógeno,” afirma David Bischof, Jefe de Producto de HyTron. “La seguridad, es decir, evitar los productos químicos gaseosos y explosivos, es la máxima prioridad. Por otro lado, la medición reproducible del consumo de hidrógeno es extremadamente importante para poder validar y certificar todo el sistema de hidrógeno, motor de combustión o pila de combustible. Nuestro AVL HyTron es exactamente la solución para eso. Es la solución industrializada e integrada para el suministro seguro de gas para actividades de desarrollo en el banco de pruebas con medición incorporada del consumo.”

Swagelok: Un Socio Fiable

Según AVL, su transición a la tecnología de combustibles de hidrógeno ha sido más fácil gracias a la colaboración con Swagelok Austria. “Swagelok es nuestro socio más fiable en el área del hidrógeno y los componentes compatibles con el hidrógeno,” comenta Sommer. “Confiamos en la colaboración basada en la experiencia de Swagelok (Austria).” Bischof añade: “Especialmente en relación a la calidad del producto, hemos tenido muy buenas experiencias con los componentes Swagelok. Para nosotros es fundamental tener controlado el punto de conexión para no arriesgarnos a que se produzca una fuga en un banco de pruebas remoto de un cliente.”

“Lo que diferencia a Swagelok de los demás es su conocimiento del campo del hidrógeno y los resultados de medición certificados por TÜV,” comenta Thomas Rothlaender, Director de Proyectos de Desarrollo de AVL, principal responsable de los dispositivos de medición HyTron. Aunque AVL y Swagelok Austria tienen mucho en común, incluyendo una larga historia y unos valores y enfoque del negocio compartidos, el componente clave de la relación ha sido la confianza basada en el entendimiento mutuo, los objetivos comunes y la experiencia compartida. “AVL confía en Swagelok Austria. Y AVL confía en el producto de Swagelok. El racor para tubo de nuestra aplicación de hidrógeno garantiza un cierre estanco absolutamente crítico para la seguridad del sistema y de los empleados.”

“Desde nuestro punto de vista, ”afirma Rothlaender, “es sumamente importante que el dispositivo esté y permanezca sellado. Precisamente porque luchamos contra las ideas erróneas sobre el hidrógeno que existen en todo el mundo. Y lo peor que nos puede pasar ahora mismo a nivel mundial en materia de hidrógeno es que haya accidentes en alguna parte. Eso hace que sea más importante que suministremos sistemas herméticos y demostremos a nuestros clientes y, por ende, al mundo, que el hidrógeno funciona bien y no es más peligroso que la gasolina o el diésel, que cada uno de nosotros utiliza a diario. En ese momento, Swagelok era de hecho el único proveedor que ya podía presentar certificados de TÜV que nos avalaran, especialmente con el hidrógeno.”

“Lo que diferencia a Swagelok de los demás es su experiencia en el campo del hidrógeno y los resultados de medición certificados por TÜV.”

Thomas Rothlaender
Director de Proyectos de Desarrollo, AVL

Swagelok Austria ha ayudado a AVL a seleccionar el material adecuado y facilitar los certificados necesarios,— especialmente críticos para la industria de la automoción—así como los diferentes racores para tubo que se pueden utilizar. “La certificación es siempre un tema importante cuando se trabaja para la industria del automóvil,” comenta Sebastian Preiss, Director de Ventas de Swagelok Austria. “Se requieren varios certificados, como ATEX y quizás el certificado 3.1, para que quede claro qué material utiliza para su sistema de hidrógeno. Especialmente para el uso de hidrógeno, nuestro material, el acero inoxidable 316, es ideal.”

Componentes de Calidad y Formación para su Utilización

Más allá de los componentes en sí, Swagelok Austria también ofreció formación crítica para ayudar al equipo de AVL a ver cómo gestionar sus sistemas de fluidos de hidrógeno.’ “Recibimos mucha formación,” comenta Preiss, “incluyendo el Seminario de Seguridad Swagelok, muy importante para el manejo del racor Swagelok^®, especialmente cuando se utiliza hidrógeno.” En palabras de Rothlaender, “para nosotros era importante que nuestro equipo de producción tuviera la formación adecuada. Esto les da a ellos y a nosotros la seguridad de que estamos construyendo dispositivos estancos desde el principio y, a ser posible, que superan las pruebas desde el primer momento.” Y según Bischof, “Los cursos de formación que Swagelok tiene disponibles fueron también una gran ventaja para incorporar el conocimiento de Swagelok a nuestra producción. Cómo se utiliza de forma óptima la tecnología de conexión para evitar fugas.”

Para AVL, la colaboración con Swagelok Austria ha añadido productividad y eficiencia al proyecto HyTron. En palabras de Rothlaender, “Sabemos que contamos con un socio que nos ha ofrecido una buena calidad constante en los últimos años y que entiende el tema del hidrógeno, – que entiende que el hidrógeno es algo diferente a cualquier otro gas. Nos sentimos muy apoyados desde el principio, tanto en lo que respecta a los conocimientos técnicos como a los componentes. Es evidente la gran experiencia de Swagelok con el hidrógeno. Y sin duda nos hemos beneficiado de ello.”

“Los cursos de formación que Swagelok tiene disponibles también fueron una gran ventaja para incorporar el conocimiento de Swagelok a nuestra producción. Cómo se utiliza de forma óptima la tecnología de conexión para evitar fugas.”

David Bischof
Director de Producto, AVL

Y a medida que el hidrógeno, combustible limpio y renovable, se convierta en una parte más importante de la ecuación energética mundial, este tipo de experiencia y conocimientos contribuirán a hacerlo más seguro y eficiente.

Vea cómo Swagelok ayuda a las empresas de tecnología del hidrógeno