{"id":2353,"date":"2023-07-18T14:20:06","date_gmt":"2023-07-18T12:20:06","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/?p=2353"},"modified":"2023-09-19T15:58:43","modified_gmt":"2023-09-19T13:58:43","slug":"puede-el-hidrogeno-sustituir-al-gas-natural","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/puede-el-hidrogeno-sustituir-al-gas-natural\/","title":{"rendered":"\u00bfPuede el hidr\u00f3geno sustituir al gas natural?"},"content":{"rendered":"\n

El hidr\u00f3geno<\/strong><\/a> es una de las principales alternativas para sustituir a los combustibles f\u00f3siles<\/strong>, que representan claramente un problema de sostenibilidad <\/strong>ambiental. Aunque la naturaleza pueda regenerarse tras grandes cat\u00e1strofes, necesita un tiempo que la sociedad humana no le da. Por ello debemos analizar si el hidr\u00f3geno puede sustituir al gas natural<\/strong> y otros combustibles f\u00f3siles, como energ\u00eda renovable o simplemente ser un complemento.<\/p>\n\n\n\n

\"Gas<\/figure>\n\n\n\n

Sin embargo, para hablar de la sustituci\u00f3n del gas por hidr\u00f3geno, o que sean complementarios, primero debemos conocerlos. Para empezar, debemos saber que el hidr\u00f3geno es el elemento m\u00e1s simple y el m\u00e1s abundante<\/strong> en el universo. Bajo las condiciones de nuestro planeta, el gas existe en forma di-at\u00f3mica, H2<\/sub><\/strong>. Sin embargo, debido a su alta volatilidad<\/strong> no suele estar en estado puro, sino combinado con otros elementos.<\/p>\n\n\n\n

Esta alta volatilidad o capacidad de reacci\u00f3n hace que sea interesante como combustible puesto que, al reaccionar con otros elementos, el proceso qu\u00edmico-f\u00edsico desprende gran cantidad de energ\u00eda. Sin embargo, tambi\u00e9n es dif\u00edcil <\/strong>su fabricaci\u00f3n<\/strong> para conseguir un gas combustible. Una forma que se eval\u00faa es utilizando paneles solares<\/a> en lugar de la quema de combustibles f\u00f3siles.<\/p>\n\n\n\n

Hidr\u00f3geno como combustible<\/h3>\n\n\n\n
Propiedad f\u00edsico-qu\u00edmica<\/strong><\/strong><\/td>Valor<\/strong><\/strong><\/td><\/tr>
\u2713 Peso molecular<\/td>2,01594<\/td><\/tr>
\u2713 Densidad del gas a 0 \u00baC y 1 atm.<\/td>0,08987 kg\/m3<\/sup><\/td><\/tr>
\u2713 Densidad del l\u00edquido a -253 \u00baC<\/td>708 kg\/m3<\/sup><\/td><\/tr>
\u2713 Densidad del s\u00f3lido a -259 \u00baC<\/td>858 kg\/m3<\/sup><\/td><\/tr>
\u2713 Temperatura de fusi\u00f3n (de s\u00f3lido a l\u00edquido)<\/td>– 259 \u00b0C<\/td><\/tr>
\u2713 Temperatura de ebullici\u00f3n a 1 atm (de l\u00edquido a gas)<\/td>– 253 \u00b0C<\/td><\/tr>
\u2713 Calor de fusi\u00f3n a -259 \u00baC<\/td>58 kJ\/kg<\/td><\/tr>
\u2713 Calor de vaporizaci\u00f3n a -253 \u00baC<\/td>447 kJ\/kg<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Para usar el hidr\u00f3geno como combustible los l\u00edmites de inflamabilidad<\/strong> son especialmente importantes. Cuando este se mezcla en aire seco a una presi\u00f3n de 101,3 kPa y a una temperatura de 25 \u00baC, los l\u00edmites inferior y superior son de 4,1%<\/strong> y 74,8%<\/strong>, respectivamente. En el caso de la mezcla hidr\u00f3geno-ox\u00edgeno son de 4,1% y 94%.<\/p>\n\n\n

\n
\"l\u00edmites<\/figure><\/div>\n\n\n

Sin embargo, una reducci\u00f3n en la presi\u00f3n por debajo de 101,3 kPa <\/strong>tiende a estrechar el rango de inflamabilidad, aumentando el l\u00edmite inferior y disminuyendo el superior. Esto hace que, incluso las peque\u00f1as fugas de hidr\u00f3geno, <\/strong>tengan un gran peligro de incendiarse o explotar<\/strong>. Este factor aumenta sensiblemente en un recinto cerrado, aumentando dr\u00e1sticamente el riesgo de combusti\u00f3n y explosi\u00f3n, b\u00e1sicamente debido a que la cantidad de hidr\u00f3geno est\u00e1 m\u00e1s concentrada.<\/p>\n\n\n\n

Como ejemplo de su potencial combustible vemos la siguiente imagen, en la que observamos los l\u00edmites de inflamabilidad de diferentes combustibles<\/strong> que utilizamos en nuestro d\u00eda a d\u00eda.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Gas natural vs. hidr\u00f3geno<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Para saber si el hidr\u00f3geno puede sustituir al gas natural, debemos analizar las diferencias que hay en su utilizaci\u00f3n como combustibles. Para ello revisaremos una instalaci\u00f3n real en el proyecto ‘Green Pipeline Project’\u00a0<\/strong>que se realiz\u00f3 en Portugal. En esta serie de im\u00e1genes comprobamos las dos instalaciones, una de gas natural y otra de hidr\u00f3geno, que est\u00e1n en funcionamiento simult\u00e1neamente.<\/p>\n\n\n

\n
\"salida<\/figure><\/div>\n\n\n

Se observan las dos instalaciones en las que se queman ambos gases. A la derecha de la foto vemos la salida del quemador de hidr\u00f3geno, en la que no se ve ninguna llama. Casi en la parte izquierda, donde vemos a un operario de la instalaci\u00f3n, est\u00e1 la salida del quemador del gas natural, donde se aprecia una gran llama de color amarillo-anaranjado.<\/p>\n\n\n\n

La imagen muestra claramente c\u00f3mo el\u00a0hidr\u00f3geno\u00a0y el gas natural arden <\/strong>de una forma muy diferente<\/strong>, algo muy importante a tener en cuenta en cualquier tipo de proyecto en el que se quiera sustituir un gas por otro. Debemos entender c\u00f3mo afecta la llama al proceso final, desde un horno hasta un motor de combusti\u00f3n interna.<\/p>\n\n\n\n

Principales diferencias entre la combusti\u00f3n del hidr\u00f3geno y del gas natural:<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

    \n
  • La llama del gas natural<\/strong> es amarilla\/naranja y produce una temperatura de alrededor de 1.800 \u00baC<\/strong>.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    <\/p>\n\n\n\n

      \n
    • En cambio, la llama del hidr\u00f3geno <\/strong>es pr\u00e1cticamente invisible<\/strong> a pesar de que produce una temperatura mucho m\u00e1s alta, alrededor de 2.200 \u00baC<\/strong>.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

      <\/p>\n\n\n\n

        \n
      • Adem\u00e1s, la llama del hidr\u00f3geno apenas emite radiaci\u00f3n<\/strong> en el espectro de luz visible. Esto hace que su entorno no se caliente de forma significativa, algo que s\u00ed ocurre con el gas natural. Esto es peligroso <\/strong>para los operarios <\/strong>que trabajan en una instalaci\u00f3n de combusti\u00f3n de hidr\u00f3geno, puesto que al no calentar tanto su entorno puede parecer que est\u00e1 apagado. As\u00ed, ante una posible fuga de hidr\u00f3geno que est\u00e1 combustionando, un operario puede acercarse demasiado<\/strong> a la llama sin siquiera haberla percibido.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n
        \n
        \"termograf\u00eda<\/figure><\/div>\n\n\n
          \n
        • Otro aspecto a tener en cuenta es la velocidad de llama<\/strong> del hidr\u00f3geno, que es casi cinco veces superior a la del gas natural. Esta caracter\u00edstica es beneficiosa para una combusti\u00f3n, aunque al mismo tiempo complica el control de la misma llama.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

          <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

          \u00bfPuede el hidr\u00f3geno sustituir al gas natural ? Analizamos sus caracter\u00edsticas para su uso como combustible.<\/p>\n","protected":false},"author":18,"featured_media":2356,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[17],"tags":[41,48,187],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2353"}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/users\/18"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2353"}],"version-history":[{"count":38,"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2353\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2587,"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2353\/revisions\/2587"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2356"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2353"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2353"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.udima.es\/ingenieria-industrial\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2353"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}