National Gas Transmission (NGT), el operador de la red de transporte de gas del Reino Unido, ha puesto en marcha un estudio técnico pionero para evaluar si el oxígeno podría actuar como inhibidor eficaz frente a la fragilización por hidrógeno en tuberías.
Este fenómeno, conocido como hydrogen embrittlement, es uno de los desafíos técnicos más relevantes en la adaptación de infraestructuras existentes para transportar hidrógeno a alta presión como parte de la transición energética.
La fragilización por hidrógeno es un problema físico-químico que puede debilitar el acero en contacto con hidrógeno, reduciendo su resistencia mecánica y aumentando el riesgo de fallos estructurales.
Aunque se conocen ampliamente los riesgos asociados a este fenómeno, todavía existen vacíos de conocimiento sobre cómo mitigarlos eficazmente en sistemas de transporte a gran escala.
Instituciones y operadores, incluido NGT, lideran investigaciones prácticas para desarrollar soluciones que permitan operar redes con hidrógeno sin comprometer la seguridad ni la integridad de las tuberías.
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Protagonistas en el proyecto
NGT contrató a la consultora de ingeniería Penspen, con sede en Londres, para liderar el estudio científico y técnico, y se apoyará con equipos en Aberdeen (Escocia) y Abu Dabi (Emiratos Árabes Unidos).
La investigación se centrará en evaluar si la inyección controlada de oxígeno puede actuar como inhibidor del daño por hidrógeno, además de analizar otros posibles gases inhibidores, y cubrirá la ingeniería de los mecanismos de entrega y un plan de trabajo para su validación e implementación futura.
El proyecto se financia mediante el Network Innovation Allowance (NIA) de Ofgem, el regulador energético del Reino Unido, un mecanismo que permite a los operadores invertir en investigación y desarrollo para preparar la infraestructura energética del país para el futuro.
El NIA ha sido extendido para apoyar iniciativas relacionadas con hidrógeno como parte de la estrategia nacional de innovación energética.
Detalles técnicos del estudio
El equipo de ingeniería explorará varios elementos críticos del concepto de inhibición por oxígeno:
- Evaluación de oxígeno y otros inhibidores: determinar si y cómo el oxígeno podría interactuar con el hidrógeno y el material de la tubería para mitigar la fragilización.
- Mecanismos de inyección: diseñar y modelar sistemas de dosificación para introducir de manera segura el oxígeno u otros gases inhibidores en un flujo que contenga hidrógeno.
- Hoja de ruta para validación e implementación: establecer pasos técnicos, de ensayo y de certificación que permitan llevar estos conceptos del laboratorio al campo operativo.
El estudio forma parte de un proyecto que busca trasladar los hallazgos de laboratorio a soluciones aplicables a la infraestructura del Sistema de Transmisión Nacional (NTS, por sus siglas en inglés).
Robert Best, ingeniero de innovación en NGT, destacó el potencial de los inhibidores de gas para optimizar la eficiencia de las redes que contienen hidrógeno, permitiendo presiones de operación más altas y variaciones de presión más frecuentes, lo que confiere beneficios sustanciales a los operadores.
Sin embargo, también subrayó que existen retos significativos en la implementación de esta tecnología, motivo por el cual la colaboración con Penspen es crucial.
Por su parte, Dominic Wynne, gerente de Desarrollo Comercial Regional en Penspen, afirmó que el equipo está especialmente cualificado para apoyar a NGT debido a su experiencia en proyectos de infraestructura de hidrógeno, programas de ensayo mecánico y diseño de equipos de proceso.
Wynne remarcó que “los resultados jugarán un papel crítico en la definición de un ventana de operación optimizada tanto en tuberías nuevas como en tuberías repurposedas, apoyando la transición a una energía baja en carbono”.
Implicaciones para la red
NGT es propietario y operador del National Transmission System, una red de tuberías de más de 5.000 millas que actualmente transporta gas natural.
La compañía está desarrollando planes para un sistema de transmisión de hidrógeno de aproximadamente 1.500 millas compuesto por tuberías de gas natural reajustadas y nuevas conducciones diseñadas para hidrógeno.
Este desarrollo forma parte de la estrategia del Reino Unido para asegurar la seguridad energética y apoyar la descarbonización de sectores industriales difíciles de electrificar.
Además de este innovador estudio sobre inhibición, NGT está ejecutando otros proyectos para adaptar el NTS al hidrógeno, incluyendo el estudio de materiales de tuberías a altas presiones de hidrógeno y la evaluación de impactos en protección catódica y recubrimientos, destacando el amplio enfoque técnico que se está abordando para garantizar que la infraestructura pueda operar de manera segura y eficiente con hidrógeno en el futuro.
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