Protección contra explosiones para el mercado del hidróg

Expertos españoles en alta presión conquistan el mercado del hidrógeno

Desde hace más de 20 años, Hiperbaric se siente como en casa con la tecnología de alta presión. Con la tecnología HPP (High Pressure Processing) de esta ingeniería española, se pueden conservar alimentos y bebidas sin tener que exponeros a altas temperaturas o productos químicos. En este sector, la empresa con sede en Burgos se ha labrado una reputación como líder tecnológico y del mercado.

Pero no se han dormido en los laureles. Oscar García, técnico de ventas y marketing en Hiperbaric, comenta este desarrollo que comenzó hace siete años: "Nuestro departamento de I+D comenzó a estudiar cómo podíamos aprovechar nuestra competencia en muy altas presiones, que usábamos para el agua, para otras aplicaciones". Uno de los proyectos iba dirigido a las denominadas prensas isostáticas calientes (HIP), con las que se procesan piezas de metal o cerámica a altas presiones y altas temperaturas empleando argón. Desde hace cuatro años, Hiperbaric comercializa los equipos para este proceso.
 

Especialización en alta presión para el prometedor mercado del hidrógeno

Uno de los sectores más prometedores en los que se requiere un fluido a muy alta presión es, con seguridad, la compresión del hidrógeno. Por eso, los desarrolladores de Hiperbaric se fijaron rápidamente en este prometedor mercado. Los expertos internacionales están convencidos de que, con la renuncia a los combustibles fósiles, el gas será una de las fuentes de energía del futuro. Si se genera hidrógeno con ayuda de energía verde mediante la electrólisis del agua, se puede usar para almacenar la energía eólica y solar sobrante. En forma gaseosa, sobre todo, se pueden cargar en depósitos y transportar mediante tuberías. Con ayuda de células de combustible, por así decirlo, mediante la inversión de la electrólisis, permite recuperar la energía eléctrica en el momento y lugar en que se necesite.

Todas las previsiones apuntan a lo mismo: en el futuro, una importante aplicación del hidrógeno será el suministro a las células de combustible en vehículos, barcos e incluso aviones. Los primeros automóviles, camiones y autobuses de hidrógeno ya están circulando por las carreteras de Europa. Pero necesitan repostar y, para eso, se necesita presión: para cada vehículo en repostaje, entre 350 (vehículos comerciales) y 700 bar (turismos). El hidrógeno llega en forma gaseosa a las estaciones de servicio, donde se comprime adicionalmente al repostar. Hiperbaric pretende participar en este proceso. Luis Ángel Ramos, director del departamento de electrotecnia en Hiperbaric comenta: "Gracias a nuestra experiencia con distintos fluidos bajo presión, contamos con la competencia necesaria para desarrollar nuestra técnica de compresión del hidrógeno".
 

Proyecto pionero para el Centro Nacional de Hidrógeno en España

Un extraordinario proyecto de Hiperbaric en torno al hidrógeno ha sido el resultado de la colaboración con el Centro Nacional de Hidrógeno CNH2. El objetivo era lograr una solución completa de compresión de hidrógeno a alta presión para el repostaje de la última generación de vehículos con célula de combustible, para su uso en una nueva planta de hidrógeno en el sur de España (Puertollano). Como proyecto demostrativo de la prestación de servicios de repostaje de hidrógeno para turismos, tiene un valor especial, tanto para Hiperbaric como para sus clientes. Hiperbaric ha desarrollado un compresor de hidrógeno, que permite cargar depósitos de hidrógeno con una presión de hasta 1000 bar. "El objetivo del proyecto es dar visibilidad a la economía del hidrógeno y contribuir a ampliar la infraestructura para el suministro de hidrógeno a alta presión. El objetivo último es la movilidad de los vehículos ligeros", explica Luis Ángel Ramos.

En muchos aspectos, los desafíos que planteaba el desarrollo de la solución de compresión de hidrógeno se parecían a los que ya había tenido que afrontar Hiperbaric años antes en sus proyectos alimentarios. En este caso, además, se requería una gran eficiencia para mantener reducidos los costes de explotación. "Sin embargo, tuvimos que afrontar requisitos especiales relacionados con las propiedades específicas del hidrógeno", recuerda Luis Ángel Ramos, "particularmente, evitar el exceso de extracción de calor, así como un nivel de seguridad especialmente alto, para garantizar una operación segura para personas, material y medio ambiente". 
 

Hidrógeno libre de aceite incluso después de la compresión

Además del fácil manejo, el CNH2 daba prioridad a la máxima seguridad. Hiperbaric lo consiguió de un modo convincente. "Los principales componentes de la unidad compresora son el multiplicador de alta presión, que dispone de distintos apartados para efectuar la compresión, así como varios sistemas que hacen que las unidades sean seguras, eficientes y fiables. Una de las características principales de esta unidad es que, gracias a que se prescinde de la lubricación por aceite, se obtiene el máximo grado de pureza del hidrógeno", explica el técnico con ocasión de la Hydrogen Technology Expo en Alemania y la feria francesa Hyvolution celebradas en 2021, en las que Hiperbaric presentó ante el público internacional especializado su tecnología de compresión del hidrógeno para una movilidad sostenible.

Especialización en protección contra explosiones del líder en el mercado

En temas de seguridad los desarrolladores españoles aprovechan la experiencia en protección contra explosiones de la empresa internacional R. STAHL con sede en Alemania. "Hemos optado por R. STAHL porque es un proveedor líder de soluciones ATEX y cuenta con una gran experiencia en proyectos similares, en los que debe garantizar la protección contra explosiones", afirma Luis Ángel Ramos y añade: "Y, naturalmente, porque Hiperbaric buscaba un socio que nos pueda ayudar en el desarrollo de nuestra solución y no sea un "mero" proveedor". Los desarrolladores de Hiperbaric trabajaron junto con los expertos de R. STAHL en el marco de este primer proyecto conjunto en tres sistemas distintos y complementarios:

•  un control 8150/5, zona 1, ATEX para entrada/salida descentralizada 1718 (proporcionado por Rockwell)
•  un panel de mandos 7145/5, zona 2, ATEX para el HMI
• una unidad de control a prueba de explosiones compuesta por:
  • 1 envolvente Ex d 8264/-995-3.. 0 (730 x 730 x330)
  • 1 envolvente Ex d 8264/-935-3.. 0 (730 x 480 x330)
  • 1 envolvente Ex e 8150/5-E-0730-0480-330-1111
  • 1 envolvente Ex e 8150/5-E-0480-0360-330-1111

También se instalaron diversos módulos de aislamiento de R. STAHL en los controles. (por ejemplo, módulo de relés IS 9270/11-16-14s Ref. 9270A; salida binaria IS 9275/10-24-48-11s Ref. 9275B; unidad de alimentación del transmisor IS 9260/23-11-10s SIL Ref. 9260B). Cada una de las piezas está certificada conforme a la directiva europea ATEX.

El armario de distribución principal está preparado para su operación en la zona ATEX 1. Para ello, se ha creado una separación física entre el circuito de hidrógeno y la instalación compresora, así como con la instalación hidráulica y los armarios de distribución. Un sistema de ventilación renueva constantemente el aire en la instalación, para evitar una concentración crítica de hidrógeno en el grupo compresor. Para ello se emplean distintos medidores para la detección de fugas.

En el proyecto del CNH2 no se ha empleado el sistema de entradas y salidas remotas IS1+ para el área potencialmente explosiva. "En otros proyectos desarrollados junto con R. STAHL sí lo hemos empleado", comenta Luis Ángel Ramos, que desea destacar el sistema por la experiencia obtenida con él. Se muestra muy satisfecho con los componentes suministrados y con la solución completa generada y el servicio técnico prestado por los expertos en protección contra explosiones. Por eso, se mantendrá la colaboración en los siguientes proyectos de Hiperbaric en torno al hidrógeno.
 

Hidrógeno comprimido para automóviles…

Ya se ha entregado en su futuro lugar de operación el compresor de hidrógeno, incluyendo todos los mandos y controles, en un contenedor estándar de 20 pies. En cuanto se pongan en servicio los electrolizadores, la solución de alta presión a 1000 bar comprimirá el hidrógeno producido de forma que se puedan llenar con él 100 depósitos de automóviles diarios. El hidrógeno se comprime menos para el repostaje de vehículos de carga pesada. Para ello, Hiperbaric ofrece un modelo de compresor que alcanza hasta 500 bar.

…y toda la cadena de valor

Hiperbaric, primer fabricante español de compresores de hidrógeno, con seguirdad se beneficiará de la ampliación de la infraestructura de hidrógeno dentro y fuera de España. Las soluciones de compresión adaptadas a cada uso individual se pueden aplicar en muchos puntos de la cadena de valor del hidrógeno. Con ello, la empresa presta una valiosa contribución a la sustitución de combustibles fósiles por fuentes de energía verdes y renovables. En este sentido, la estrecha colaboración con los expertos en protección contra explosiones de R. STAHL asegura la seguridad en la tecnología de hidrógeno a alta presión.