{{{sourceTextContent.title}}}

Medición móvil puntual de biogás: el GAP100 en funcionamiento sobre el terreno

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Las plantas de biogás son instalaciones sensibles: si el equilibrio biológico en el fermentador no es el adecuado, se producen inevitablemente pérdidas de eficiencia y costosos daños en las costosas plantas de cogeneración.

{{{sourceTextContent.description}}}

Plantas de biogás en la agricultura: por qué las mediciones puntuales móviles son fundamentales para la eficiencia y la seguridad

Las plantas de biogás agrícolas son reactores biológicos complejos. El purín, el ensilado y los residuos como la pulpa de remolacha azucarera se fermentan anaeróbicamente en fermentadores para producir biogás, un proceso sensible a las fluctuaciones de temperatura, los cambios en el sustrato y la entrada de oxígeno.

Especialmente en las plantas de dos etapas con fermentación mesófila (aprox. 35-40 °C) y termófila (aprox. 50-55 °C), es indispensable un seguimiento minucioso de la composición del gas. Un proyecto actual en una explotación agrícola ilustra cómo las mediciones puntuales móviles con el analizador de gases portátil GAP100 aumentan la fiabilidad del proceso, incluso en condiciones climáticas adversas.

El punto de partida: 11 puntos de medición, dos etapas de fermentación, un dispositivo móvil

El operador fermenta residuos agrícolas (purín, ensilado de maíz, residuos de remolacha azucarera) en una planta de dos etapas con control paralelo de los procesos mesófilo y termófilo. Para garantizar la calidad, es necesario realizar mediciones puntuales dos veces por semana en once puntos de medición definidos:

- Fermentador principal (mesófilo y termófilo)

- Postdigestor

- Almacenamiento de gas (antes y después de la desulfuración)

- Lado del consumidor (entrada de la central de cogeneración tras el filtro de carbón activo)

Los componentes de medición necesarios: CH₄ (0-100 % vol.), CO₂ (0-65 % vol.) y O₂ (0-25 % vol.). Una instalación fija en cada punto resultaría antieconómica; aquí es donde un dispositivo de medición portátil demuestra plenamente sus ventajas.

El H₂S como «valor añadido oculto»: por qué la medición del sulfuro de hidrógeno debería ser obligatoria

Además del CH₄ y el CO₂, el sulfuro de hidrógeno es un parámetro fundamental para la protección de la planta. El biogás bruto contiene entre 100 y más de 2.000 ppm de H₂S, dependiendo del sustrato. Una desulfuración inadecuada puede provocar, entre otros, los siguientes efectos:

- Corrosión de las tuberías de transporte de gas, los intercambiadores de calor y los componentes de la cogeneración

- Envenenamiento del catalizador en el sistema de postratamiento de los gases de escape

- Emisiones de SO₂ tras la combustión, que pueden superar los límites oficiales

El GAP100 mide de serie el H₂S hasta 2.000 ppm mediante un sensor electroquímico. Esto permite verificar directamente la eficacia del filtro de carbón activado: si el contenido de H₂S aumenta después del filtro, es necesario cambiarlo antes de que se dañen los componentes situados aguas abajo. El GAP100 es un dispositivo de medición de procesos para la medición puntual de la calidad del gas y no un dispositivo de protección personal ni de alerta de gases.

El GAP100 en detalle: precisión de medición estacionaria en una carcasa portátil

Hemos desarrollado el GAP100 como una versión portátil de nuestros analizadores estacionarios. Las especificaciones técnicas más importantes:

Un aspecto crucial: la bomba integrada y el separador de condensados con filtro eliminan la necesidad de dispositivos externos adicionales. El kit de accesorios incluido —maletín de transporte, conducto de gas de muestra de PTFE, tubo de muestreo y el software de evaluación GMM— permite su uso inmediato sobre el terreno sin necesidad de compras adicionales.

Preacondicionamiento: por qué el enfriador de gas del cliente se adapta perfectamente al GAP100

El biogás está saturado de vapor de agua y sale del fermentador a una temperatura de entre 35 y 55 °C, dependiendo de la fase. Sin secado, el condensado se precipitaría en el dispositivo de medición y dañaría tanto la célula de medición NDIR como las células electroquímicas. En el proyecto descrito, un enfriador de gas del lado del cliente se encuentra situado antes del GAP100, secando el gas de muestra hasta un punto de rocío de aproximadamente 5 °C.

Dado que la célula de medición del GAP100 se calienta a 45 °C ± 2 K, su temperatura se sitúa significativamente por encima de este punto de rocío, por lo que no se produce recondensación en el dispositivo. La baja sobrepresión habitual en el punto de medición se encuentra dentro del rango de compensación de presión del dispositivo. El acondicionamiento del gas en la etapa previa también prolonga la vida útil del sensor y mantiene las tareas de calibración dentro del intervalo anual previsto.

Zona climática extrema: medición móvil en condiciones invernales

En el proyecto se exigía que el dispositivo fuera operativo a temperaturas ambiente de hasta −20 °C. El fabricante especifica que el GAP100 funciona entre +5 y +45 °C; las temperaturas inferiores a este rango quedan fuera de las especificaciones del dispositivo. Con heladas, la sensibilidad de los sensores electroquímicos disminuye, la capacidad útil de las baterías de iones de litio se reduce significativamente —debe evitarse la recarga por debajo de 0 °C, ya que daña las celdas— y el condensado puede congelarse en las tuberías de suministro. El dispositivo puede funcionar dentro de las especificaciones si se respeta el siguiente concepto de despliegue:

- Almacenamiento exclusivamente en una sala o vehículo con calefacción (p. ej., contenedor técnico, edificio de operaciones)

- Aclimatación a una temperatura mínima de +5 °C antes de la puesta en servicio

- Uso en el exterior solo durante breves periodos para el muestreo propiamente dicho en el punto de medición

- Transporte en una maleta aislante; mantener caliente la línea de gas de muestreo

- Inspección visual para detectar la formación de condensado o hielo tras cada uso

Ventajas prácticas: lo que los datos de los 11 puntos de medición aportan al operador

La recogida, dos veces por semana, de los cuatro componentes principales ofrece una visión completa de la planta:

- Evolución del CH₄ en el fermentador: indicador de la actividad biológica y de la calidad del sustrato

- Relación CO₂/CH₄: indicador precoz de acidificación o alteraciones en el proceso

- Contenido de O₂: control de la desulfuración biológica (dosificación de aire específica) y detección de fugas

- H₂S antes y después del filtro de carbón activo: capacidad residual del filtro y estado de protección de la planta de cogeneración

Todos los valores medidos, incluidas las marcas de tiempo y la asignación de los puntos de medición, se documentan a través de la interfaz RS232 y el software GMM, lo que constituye una base sólida para la documentación operativa y la gestión del mantenimiento.

Precisión móvil para los mercados de biogás en expansión

Las plantas de biogás agrícolas son la columna vertebral de la generación de energía descentralizada, especialmente en regiones con grandes volúmenes de residuos agrícolas. Las mediciones puntuales móviles con el GAP100 ofrecen a los operadores una forma económicamente atractiva de iniciarse en la monitorización sistemática de procesos: cuatro componentes, precisión de medición comparable a la de los equipos fijos, ocho horas de autonomía de la batería y un maletín completo para su uso sobre el terreno.

La medición estándar de H₂S es más que una ventaja adicional: es un componente crucial para la seguridad de la planta y la seguridad laboral. Para zonas climáticas exigentes, definimos junto con el cliente un concepto de implementación que respete las especificaciones del dispositivo y, al mismo tiempo, proporcione valores de medición fiables. Esto transforma un dispositivo estándar en una solución a medida para la producción de biogás. ¡Ponte en contacto con nosotros para obtener tu solución personalizada!

Lee el artículo original en freseniusinstruments.com: https://freseniusinstruments.com/blog/22728/mobile-biogas-spot-measurement-gap100-in-field-operation/?lang=en