El purgado de tuberías de gas es un proceso habitual en los trabajos de reparación, puesta en servicio y desmantelamiento. Se trata de introducir gas en un gasoducto nuevo o reparado o de retirarlo de un gasoducto que ya está en funcionamiento. Esto último suele denominarse inertización, ya que normalmente se purga la tubería con un gas inerte para desplazar el gas combustible. Los gases inertes son gases con una reactividad (química) muy lenta. Por tanto, la formación de una mezcla explosiva es prácticamente imposible, a diferencia de lo que ocurre con el aire o el oxígeno. Los gases nobles helio, xenón y argón, por ejemplo, son gases inertes. En la industria del gas, el nitrógeno suele utilizarse como gas inerte porque es relativamente barato. Durante este proceso, es crucial controlar la velocidad de flujo para asegurar una purga eficiente y segura.
Qué es la velocidad de flujo de una tubería de gas
La velocidad de flujo en una tubería de gas se refiere a la velocidad a la cual el gas se desplaza a través de la tubería. Se mide en metros por segundo (m/s).
Medir la velocidad de flujo durante la purga en procesos de puesta en servicio y desmantelamiento de tuberías de gas es crucial para garantizar la seguridad y eficiencia del proceso. Controlar esta velocidad asegura que el gas inerte desplaza completamente el gas combustible, evitando la formación de mezclas explosivas y garantizando un entorno de trabajo seguro. Además, una medición precisa cumple con las normativas y estándares industriales, asegurando que la purga se realice de manera completa y efectiva. Esto no solo protege a los trabajadores, sino que también mantiene la integridad de la infraestructura.
¿Cuál es la velocidad de flujo en tuberías recomendada durante la purga?
Según la norma DVGW G 465-2, la velocidad de flujo debería situarse idealmente entre 3 y 7 m/s durante el proceso de purga. Con ello se consigue un flujo turbulento, es decir, una turbulencia con la que el gas combustible se desplaza completamente de la tubería.
Si la velocidad del flujo es inferior a 3 m/s, existe el riesgo de que se produzca un flujo laminar, en el que pueden formarse capas de gas combustible y gas inerte. Como estas capas no se mezclan, es posible que el gas combustible no se elimine completamente de la tubería y que queden «colchones de gas combustible» individuales en la tubería. Aquí influyen las propiedades físicas (densidad, viscosidad) de los distintos gases.
Por otra parte, a una velocidad superior a 7 m/s, existe el riesgo de que las partículas de polvo o suciedad de la tubería sean arrastradas y provoquen chispas. En el peor de los casos, esto podría provocar la ignición de una mezcla de gas y aire potencialmente explosiva durante un proceso de purga con aire.
Dificultades al medir la velocidad de flujo en tuberías de gas
No siempre es posible mantener las velocidades de purga mencionadas, ya que se necesita una cantidad considerable de gas para alcanzar una velocidad de 3 m/s, especialmente con grandes diámetros nominales de tubería. Además, suele haber constricciones en el sistema, como abrazaderas de derivación, válvulas de bola u otros accesorios, que impiden un caudal suficientemente alto. Por este motivo, en el apéndice de G 465-2 se hace referencia a las velocidades de purga según DIN EN 12327, donde se exige una velocidad de purga mínima de 0,6 m/s.
Métodos y equipos para medir la velocidad de flujo en tuberías
Hasta ahora, las mediciones de velocidad de flujo en tuberías se solían hacer con un manómetro a prueba de explosiones, que se fijaba al extremo superior del tubo de soplado o a la salida de la tubería. Sin embargo, esto es relativamente poco manejable e inexacto, y el soplado de gas natural ya no está permitido debido al nuevo Reglamento de la UE sobre la reducción de las emisiones de metano. Desde el punto de vista medioambiental, es mejor quemar el gas sobrante.
Para ello se utilizan antorchas de gas portátiles, que son una herramienta eficaz para reducir las emisiones de metano operativas de conformidad con DVGW G 404. Sin embargo, el uso de un anemómetro con una antorcha es más que cuestionable desde el punto de vista de la seguridad. Por lo tanto, otros métodos son más apropiados y seguros.
Esders GmbH dispone actualmente dos antorchas de gas portátiles de diferentes clases de rendimiento. En combinación con el dispositivo de medición de gas OLLI en la configuración adecuada, se puede determinar con mucha más precisión la velocidad de flujo en la tubería. Para ello, es necesario introducir información sobre el proceso de purga (por ejemplo, tipo de gas, dimensiones de la tubería, presión) en el dispositivo antes de iniciar la medición o medirla durante el proceso de purga. Junto con la curva característica almacenada en el dispositivo de medición para la respectiva antorcha de gas utilizada, el OLLI determina la velocidad de purga en la tubería y la muestra como un valor en m/seg en la pantalla.
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Ventajas de usar OLLI para medir la velocidad de flujo
El uso de OLLI permite al usuario regular el proceso de purga, por ejemplo abriendo o cerrando la válvula de bola al principio de la tubería para permitir que fluya más o menos gas (inerte) en la tubería. Como la velocidad se mide a la salida de la tubería y puede haber varios cientos de metros entre el principio y el final de la tubería durante los procesos de purga, se necesitan al menos dos empleados. Una persona se sitúa al principio de la tubería y acciona la válvula de bola, la segunda persona se sitúa al final de la tubería y controla el caudal y la antorcha de gas portátil. Ambos empleados deben estar en contacto entre sí (por radio, teléfono, etc.).
Con este método, es posible controlar la concentración de gas a la salida de la tubería -sin tener que utilizar tecnología o personal adicional- y, por tanto, hacer una declaración sobre la concentración de gas (gaseado) o la ausencia de gas (desgasificación/inertización) en la tubería. Este es también un requisito de la norma G 465-2. Otra ventaja es que este método registra la cantidad de gas natural/metano descargado o quemado. Estos datos deben comunicarse a las autoridades competentes en el marco del Reglamento sobre metano de la UE.
Aquí describimos un ejemplo de aplicación específica con la antorcha de gas portátil S en combinación con el OLLI.
Nuevos avances: antorchas de gas más potentes
Además de las antorchas de gas portátiles S y M, lanzaremos en breve otras antorchas de gas con mayor potencia (= mayor volumen de flujo). Esto también permitirá medir la velocidad del flujo en la tubería.
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