Uso de tecnologias de medição em sistemas de distribuição de gás com componentes de hidrogênio. Nós temos recebido cada vez mais dúvidas de nossos consumidores com relação ao hidrogenio h₂. No início, esse tópico foi tratado de maneira hesitante porém estamos engrenando. As primeiras redes de teste estão em operação e outras encontram-se em preparação.  Ao iniciarmos, falávamos de uma concentração de 10% a 15% de hidrogênio, no entanto foi montada uma rede modelo  com 30% de concentração de hidrogênio.

Isso nos leva aos seguintes questionamentos:

  • Que efeitos serão gerados nas tecnologias de medição?
  • Como serão modificados as leituras feitas pelos aparelhos?
  • Quais medidores e principios operacionais podem ser usados para esse fim?

É certo que dificilmente existem profissionais que ainda trabalhem com redes de gas nas cidades. Nessas redes a concentração de hidrogenio é de 50% de volume, sendo assim sua presença nao é nova nas redes de distribuiçao de gás. O hidrogênio é um gás combustível leve cujo possui larga extenção de ignição e utiliza baixa fonte de energia para ignição.

Hidrogênio (h2 )

  • Extenção da ignição no ar: 4-75 vol.%
  • Densidade: 0.08988(kg/m3)
  • Densidade relativa do ar: 0.0695

Metano (ch4)

  • Densidade relativa do ar: 0.0557
(source: binas have/vwo (5e editie), informatieboek voor natuurwetenschappen en wiskunde, verkerk, noordhoff uitgevers b.v., 2004)

O hidrogênio é caracterizado por sua baixa densidade. E, do ponto de vista de segurança e sua grande capacidade de combustão deve ser levado em consideração. Até mesmo em mistura rica é considerada combustível quando comparada ao metano.

Como os principios operacionais dos sensores reagem ao hidrogênio?

Sensores semicondutores

Com o sensor semicondutor quase sempre é clara a reação ao hidrogenio. No entanto, os sensores tem sido produzidos cada vez mais e mais especificamente para detectar determinado componente individual, como por exemplo o metano. Sendo assim, depende do tipo de sensor utilizado e como ele reage ao hidrogênio.

Nós da esders utilizamos um sensor semicondutor diferente nos nossos equipamentos de série. Enquanto no VibrGAS e o Leckomio a sensibilidade ao hidrogênio tenha aumentado consideravelmente, no GOLIATH, que possui sensor semicondutor a análise do hidrogênio é praticamente identica ao comportamento do metano.

E no detector de gás especifico HUNTER consegue identificar o hidrogenio desde que em baixas concentrações com seu sensor, porém com o seu potencial de sensibilidade reduzido. Então por favor entre em contato com seu distribuidor para saber qual dos nossos equipamentos pode ser utilizado.

Sensor esders array 

O sensor array da esders avalia os sinais dos diversos sensores e produz um resultado para a leitura, reage de forma similar ao metano e ao hidrogênio e tambem, aponta o etano,propano e butano. Por causa do hidrogênio nós dificilmente temos perda de leitura de sinal e possui boa leitura. Isso se aplica tanto ao SIGI-Ex quanto ao OLLI.

Sensor infravermelho (si)

Os sensores infravermelhos nao detectam hidrogênio, sendo assim, mesmo que seja feita uma mistura e 20 de hidrogênio seja adicionado, 20% desse gás não indicará reação. Para simplificar, a leitura será 20% menor do que desejada e isso se aplica tanto no lel quanto no volume % range.

Até mesmo em instrumentos manuais com laser, tal como o ELLI indicam somente o metano. Portanto, componentes com etano, propano e butano, nao sao analisados, logo a proporção de gases analisados da mixtura é reduzida na detecção.

Sensor catalitico (calor)

Os sensores catalíticos normalmente indicam as concentrações de hidrogênio e metano de forma excelente. A diferença na identificação entre hidrogênio e metano dependerá do tipo de sensor.

Sensor de condutividade térmica (calor)

Esse tipo de sensor é muito mais sensível a detecção de hidrogênio que de metano, nesse caso, lidamos com uma leitura desproporcional.

Nesses sensores acontece um comportamento diferente quando existe alta concentração de hidrogênio. Pode acontecer do sinal lido ser revertido para negativo em alguns sensores dependendo da extensão da concentração. Sendo assim, não é garantido que os sensores de condutividade térmica em uma determinada concentração reajam de forma adequada quando a concentração de hidrogênio for de 0-100% x volume

Já o sensor do SIGI-Ex reage uniformemente muito mais sensivel ao hidrogênio do que ao metano.  Já  exibindo em aproximadamente 20% de vol de hidrogênio como 100% metano. Como gases mais pesados que o ar, essas proporções enfraquecem o sinal positivo ou neutralizam negativamente o sinal positivo

O sensor de condutividade termal do OLLI reage indefinidamente ao hidrogênio, na pratica, significa que especificamente dentro dessa concentração de 4-20% de hidrogênio nao se pode afirmar com confiabilidade de medição em outros sensores.

No quadro abaixo voce encontrará informações sobre as reações dos nossos equipamentos ao hidrogênio.

Hydrogenio

Proteção contra Explosão

Uma questão igualmente importante é em que medida os equipamentos existentes são adequados para uso com misturas de gás natural/hidrogênio com sua certificação de acordo com a diretiva europeia ATEX (proteção contra explosão).

Não há problemas para as redes atuais com misturas de 10%, 20% e até 30% de hidrogênio. Nossas certificações atuais incluem os grupos de explosão IIA e IIB. Os dispositivos são marcados com o grupo IIB. O gás de cidade também está incluído neste grupo. Podemos, portanto, assumir que não há restrições para essas misturas. A situação é diferente, porém, para redes de hidrogênio puro, que já estão disponíveis para fins experimentais. Isso requer o grupo de explosão IIC, que atualmente não está disponível em nossos dispositivos de medição.

Observe que com esta informação queremos fornecer suporte para a avaliação do comportamento de leitura de nossos dispositivos e as possíveis aplicações.

Por favor, não hesite em contactar-nos para mais consultas.