Analizador BIOGAS5000 y Analizador GA 5000

¿Qué es el biogás?

El biogás es un gas combustible que se origina a raíz de la biodegradación de la materia orgánica mediante la acción de microorganismos y otros factores en ausencia de oxígeno.

El biogás se obtiene de desperdicios orgánicos tales como la madera, el papel y restos vegetales o animales puesto que, en ellos, se produce una biodegradación de carácter anaeróbico como la descrita.

En su origen, el BIOGÁS está formado por una mezcla de varios gases, entre los que se encuentran:

• El metano como componente principal. Su peso oscila entre un 50% y un 70% de la mezcla.
• Dióxido de carbono en un rango de 30 - 45% del volumen.
• Hidrógeno.
• Nitrógeno.
• Oxígeno.
• Ácido sulfúrico.

Aunque, hay que decir que la composición química del biogás varía en función de dos factores principales: el material empleado en la digestión y la tecnología utilizada en el proceso. En suma, factores climatológicos como la lluvia o la temperatura, también pueden ser determinantes de la composición y cantidad de este gas.

La producción de biogás es una forma inteligente de tratar residuos biodegradables ya que produce, por un lado, un combustible valioso con amplias aplicaciones y, por otro, un acondicionador del suelo. Las aplicaciones del biogás adecuadamente depurado van desde la obtención de energía eléctrica mediante turbinas o plantas generadoras a gas, hasta la producción de calor en hornos, estufas, calderas y otros sistemas de calefacción.

De las relevantes aplicaciones del biogás y su utilización como energía renovable, nace la importancia de su correcto tratamiento en los lugares de producción. La alta capacidad ignífuga de este gas y su poder calorífico lo hacen, además, altamente peligroso, por lo que será indispensable un control impecable.

El proceso de biodegradación de elementos orgánicos que da lugar al biogás suele localizarse en lugares como depuradoras, vertederos, digestores o industrias.

¿Cuál es el proceso de biodegradación?

Para entender bien el proceso de medición que permita un control exhaustivo de este gas, primero hay que conocer de manera breve su proceso de creación.

• Fase 1: Descomposición aerobia de los materiales biodegradables. El oxígeno atmosférico es convertido a CO2.
• Fase 2: La descomposición anaerobia se inicia a medida que el oxígeno es consumido. Aumenta la concentración de CO2 y de produce algo de H2. No se produce CH4 durante esta etapa.
• Fase 3: Se inicia la producción anaerobia de metano hasta alcanzar un máximo. La concentración CO2 disminuye. Cesa la producción de H2.
• Fase 4: Generación constante de CH4 y CO2 en proporciones de 30-70% y 30-50% respectivamente.
• Fase 5: Disminución constante de la generación de CH4 y CO2. Regreso gradual a las condiciones aerobias.

En el proceso de creación se observan altas concentraciones de gas metano y dióxido de carbono en su mayoría. Por lo tanto, es evidente que cualquier sistema de detección debe dirigirse a estos componentes principales. El resto de gases tienen menor peso en el volumen de la mezcla tanto en cantidad como en tiempo, y representan un menos del 5%. Sin embargo, la presencia de alguno de ellos, como el oxígeno, influirá en la elección del método de medida; algo que veremos a continuación.

La escala temporal de la producción del gas metano puede variar por muchos factores y alcanzar un horizonte temporal de hasta 25 años. Un periodo tan amplio implica un proceso de análisis monitorizado desde el inicio hasta el final.

Diferentes métodos para analizar el BIOGÁS

En el mercado existen diferentes métodos que aplican distintas tecnologías para la medición del biogás. Las características geográficas de creación de biogás hacen que, en la mayoría de las ocasiones, el medidor debe tener como característica primordial su portabilidad.

Explicaremos a continuación, qué métodos existen para analizar biogás.

Cromatografía de gases

Este método ha sido utilizado como técnica de referencia para otros instrumentos durante mucho tiempo. Por desgracia estos equipos suelen ser muy grandes, pesados y bastante caros. Son apropiados para su instalación fija en laboratorios, pero no para su uso en condiciones a pie de campo.

Ionización por llama

Esta instrumentación no puede medir dióxido de carbono, pero es muy útil cuando se buscan pequeñas concentraciones de gases inflamables, incluso con concentraciones de 1% en volumen. Debido a su limitado rango de medida y que a menudo no hay suficiente oxígeno presente en la muestra para obtener una combustión eficiente, son muy poco utilizados para mediciones de biogás.

Oxidación Catalítica

Este tipo de instrumentos necesitan una concentración de oxígeno mayor del 12% para obtener buenos resultados y, como ya se ha comentado antes, el biogás contiene una baja proporción de oxígeno. Esta característica, unida al envenenamiento progresivo del catalizador, hacen que la medición de gas pueda ser errónea, dando proporciones de gas muy bajas cuando la concentración es alta.

Conductividad térmica

Estos instrumentos se basan en la eficiencia relativa de la corriente del gas muestreado para conducir el calor. Algunos gases tienen una mayor conductividad térmica que el aire y otros la tienen más baja. El campo de medida es por lo tanto muy dependiente de la composición de la muestra y del gas de referencia elegido por el fabricante. Para intentar aumentar la precisión, los fabricantes a menudo calibran sus instrumentos mediante una mezcla conocida de CH4 y CO2, pero se pueden cometer errores ante pequeñas variaciones de la mezcla y la presencia de otros gases, a pesar de que se encuentren en pequeñas concentraciones. Existe pues un problema de reproductividad.

La sensibilidad del método, por debajo del 5 % en volumen, es pobre, debido a que los aparatos que utilizan procesos de oxidación catalítica como método de medida sólo trabajan en este rango tan bajo. Debido a esto se suelen combinar las dos técnicas en un mismo instrumento, en un intento de poder obtener mediciones seguras por debajo y por arriba del 5 % en volumen. En la práctica, y debido a las limitaciones de cada técnica de detección, su combinación en un solo instrumento no asegura mediciones con garantía en el rango de 0 - 100 % de gas.

Absorción por infrarrojos

Las moléculas de algunos gases cuando se someten a la radiación en la parte infrarroja del espectro, absorberán dicha radiación, emitiendo al mismo tiempo pequeñas cantidades de calor. La cantidad total de absorción está relacionada con el número de moléculas presentes, o, en otras palabras, con la concentración del gas. Es un hecho afortunado que tanto el metano como el dióxido de carbono presentan un pico de absorción en el rango de frecuencias del infrarrojo, ya que entonces es posible construir un instrumento para la detección simultánea de ambos gases utilizando el mismo principio de medida. Se dispone además de unas linealidades y rangos de medida muy amplios.

Este método de medida presenta grandes ventajas cuando se aplica a la monitorización de gases entre ellas están las siguientes:

Ventajas del método de absorción por infrarrojos para medir el BIOGÁS

La técnica de absorción por infrarrojos reporta amplias ventajas a la hora de medir la concentración de los diferentes gases presentes en la composición del biogás.

• Por un lado, no se requiere presencia de oxígeno para el análisis.
• Los sensores no pueden envenenarse y desvirtuar la medición.
• Las variaciones de la mezcla de gases no afectan a la precisión en la medición.
• El método de detección no altera la composición de la mezcla.

Con estos beneficios, se entiende que el método de absorción por infrarrojos es el más apropiado y operativo para la detección de estos gases en los diferentes lugares de aparición.

Características del analizador de biogás por absorción por infrarrojos

Constitución de un medidor de biogás por infrarrojos ¿Cómo se aplica la técnica de absorción por infrarrojos a un medidor de biogás?

Un instrumento de medida del BIOGÁS como el analizador BIOGAS5000 o el analizador GA 5000 incluye el siguiente sistema:

Una fuente luminosa se encuentra en el foco de un espejo parabólico. La luz emitida, pasa a través de la muestra de gas llegando hasta tres filtros: uno para el metano, otro para dióxido de carbono y un tercero que actúa como referencia.

Detrás de cada uno de los filtros, se encuentra un detector que mide la cantidad de radiación que pasa a través del cada filtro. El sistema compara la diferencia de radiación que pasa a través del filtro de referencia y cada uno de los filtros específicos para cada gas. De esta manera, se obtiene la cantidad de metano y dióxido de carbono presentes en la muestra de gas.

Este principio de medida, en ocasiones se encuentra con impedimentos como que los niveles de señal de los detectores suelen ser pequeños y hay que amplificarlos convenientemente para tener un rango útil.

Calibración digital

Uno de las principales exigencias para un analizador de biogás debe ser su correcta calibración y con más énfasis en el caso de un medidor portátil.

Tanto el analizador BIOGAS5000 como el analizador GA 5000 incluyen un sistema de calibración digital durante su proceso de fabricación. De esta forma, las concentraciones de gas que se miden en condiciones reales de campo, y que estén dentro de los límites de medida del instrumento, pueden ser leídas con total precisión.

La gran ventaja del método de calibración de que dispone estos analizadores es que son inalterables y no se pueden ver sometidos a variaciones por deriva de los ajustes iniciales.

Compensación automática de temperatura

Las variaciones de temperatura tienen un efecto más que significativo en la precisión de los valores medidos. Para resolver este problema, la temperatura de la cámara de muestreo es medida durante todo el ciclo operativo en el que se desarrolla el proceso de medición. Las variaciones que pueden generarse producen una serie de coeficientes específicos para cada combinación de filtro/detector y se almacenan igualmente en la memoria del instrumento para realizar de forma automática las correcciones oportunas.

Compensación automática de la presión barométrica

Cuando se hace en el campo una medición a una presión atmosférica diferente a la que existía en el instante en que se calibró el aparato, obtendremos un error. Este error podría ser de hasta un 10 % de la lectura realizada.

Para resolver este problema, se coloca un pequeño transductor de presión en el interior del analizador y con cada medición de gases se lee también la presión atmosférica en ese instante. El microprocesador interior del analizador automáticamente compensa la variación, permitiendo así asegurar que todas las mediciones están referidas a la misma presión de referencia con que se calibró el aparato.

Existen en el mercado medidores que reúnen todas estas características y responden así, a las demandas del mercado. Hablamos del analizador BIOGAS5000 y del analizador GA 5000

Propiedades de un buen analizador de biogás

Ha quedado comprobado que los beneficios de la medición de absorción por infrarrojos hacen de este método, el más competitivo de los existentes. Sin embargo, como ya decíamos antes, de nada servirá una buena técnica de medición si el instrumento no tiene las características que permitan un uso operativo.

Las características de los instrumentos deben cumplir ciertos requisitos básicos como:

• Ligereza y resistencia.
• Facilidad de uso.
• Capacidad de medición completa: CH4, CO2, O2 y SH2, CO, H2 o NH3 entre otros.
• Datalogger.
• Software informático con vertido de datos.
• Medición automática y programable.
• Alarmas antes altos niveles de gases.
• Seguridad.

Analizador BIOGÁS5000 y analizador GA 5000

Estos analizadores de biogás reúnen en sí mismos las características óptimas para realizar mediciones de BIOGÁS fiables, sencillas y seguras.

¿Por qué el analizador BIOGAS5000 y el analizador GA 5000 son la mejor opción del mercado?

• Son ligeros y a resistentes a la intemperie.
• Tienen la capacidad de medición de metano y CO2 y, en suma, de O2 para poder analizar los tres principales componentes del BIOGÁS con un sólo instrumento.
• Posibilidad de medir otros gases complementarios como el SH2, CO, H2 o NH3 entre otros.
• Registro automático de mediciones realizadas, así como el código de identificación del lugar, fecha y hora de la medición.
• Opción de poder volcar los datos a un sistema informático para su almacenamiento y estudio.
• Facilidad de uso y sistema de instrucciones en su pantalla para su uso por personal no especializado.
• Capacidad de medición automática, con tiempos programables en ausencia del operador.
• Programación de niveles de alarma, de manera que si alguno de los gases sobrepasa los niveles prefijados, el operador sea advertido inmediatamente.
• Seguridad. Dado que el metano es un gas altamente inflamable el aparato debe contar con el certificado ATEX de seguridad intrínseca, así como seguir normas ISO 9002 y marca de la Comunidad Europea (C.E.)

Analizador BIOGAS5000

El analizador BIOGAS5000 es un equipo portátil de medición de la composición del BIOGÁS certificado para ser usado en atmósferas explosivas, conforme a la directiva ATEX 94/9/EC.

Estas son algunas de sus especificaciones del analizador BIOGAS5000:

Opcional para el analizador BIOGAS5000 (disponible en el momento de pedido o según sus necesidades posteriores).

• Sondas Adicionales para SH desde 0 a 5.000 ppm o 0 a 10.000 ppm.
• Software Gas Analyzer manager para la descarga de datos.
• Medidores de flujo externos anemómetro (ATEX)/ Tubos de Pitot.
• Anemómetro certificado ATEX.

Estas son algunas de las características del analizador BIOGÁS5000. Si quiere conocer más detalles del producto, clique en el siguiente botón

Más información

Analizador GA 5000

El analizador GA 5000 es un equipo portátil de medición de la composición del biogás que analiza diferentes gases:

• CH4
• CO2
• O2
• H2S
• CO con compensación de H2

Este instrumento está certificado para ser utilizado en atmósferas explosivas conforme a la directiva ATEX 94/9/EC.

Estas son algunas de las especificaciones del analizador GA 5000:

Opcional para el analizador GA 5000 (disponible en el momento de pedido o según sus necesidades posteriores).

• Sondas Adicionales para SH2 hasta 10.000 ppm, y medida compensada de H2 para CO.
• Flujo en interior de pozo (l/h).
• GPS/ Navegador de campo.
• Software Gas Analyzer manager para la descarga de datos.
• Anemómetro certificado ATEX.

Estas son algunas de las características del analizador GA 5000. Si quiere conocer más detalles del producto, clique en el siguiente botón:

Más información

¿Por qué se torna vital incluir medidores como el analizador BIOGAS5000 y el analizador GA 5000?

El biogás es potencialmente muy peligroso. Sus dos componentes principales, el metano y el dióxido de carbono, son incoloros e inodoros, aunque en ocasiones existan presentes trazas de otros gases que den un olor característico.

El CO2 puede producir asfixia y, en concentraciones por encima del 1,5% en volumen, es peligroso para la salud. Algunos otros componentes presentes en menor medida como el SH2, puede ser muy venenoso. En suma, el verdadero protagonista en el biogás es el metano.

El metano es un gas altamente inflamable en el aire en concentraciones que varían entre el 5% y el 15% en volumen. Cuando en recintos cerrados se produce una mezcla en las proporciones mencionadas y entra en ignición, no se crea una llama, sino que se produce directamente una explosión. Teniendo en cuenta que, en lugares de producción de biogás como los vertederos, la proporción de metano es del 65%, se puede entender el alto peligro potencial que tiene de producir accidentes.

Contar con medidores de biogás como el Analizador BIOGAS5000 o el analizador GA 5000 se hacen indispensable en lugares como estos, ya sean vertederos, digestores o industrias.

Habitualmente, las combustiones producidas en lugares como los vertederos R.S.U. no son percibidas desde el exterior y sólo será detectada con medidores de CO, como el Analizador BIOGAS5000 o el analizador GA 5000 que incorpora la posibilidad de medir CO en un rango de 0-2000 ppm.

Detectar y detener la combustión será más sencillo con el uso de estos analizadores portátiles, pues la concentración de CO en ppm irá aumentando a medida que se aproxima al foco. Una vez encontrado el origen de esta combustión incompleta, podrá proceder a su extinción, pero nunca utilizando agua. Es así como el analizador BIOGAS5000 y el analizador GA 5000 serán útiles.

Una posible combustión producida en estas localizaciones, en ocasiones, no puede ser percibida desde el exterior y sólo será detectada con medidores de CO como el Analizador BIOGAS5000 o el analizador GA 5000 que incorpora la posibilidad de medir CO en un rango de 0-2000 ppm.

Además, unos de los motivos por lo que este tipo de analizadores de biogás se hacen imprescindibles es porque, muchos de los lugares, como el caso de los vertederos de residuos sólidos urbanos, están sometidos a una legislación que rige la monitorización y control de los gases como el biogás.

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