Construir Estaciones de GNC Fiables: Estrategias Comprobadas para Recarga de Alto Rendimiento

Tres Formas en que Elecciones Inteligentes de Sistemas de Fluidos Pueden Llevar a Mejores Estaciones de Recarga de GNC

Chuck Hayes, Ingeniero Principal de Desarrollo de Nuevos Productos, Swagelok, y Paul LeStrange, Representante Técnico, Combustibles Alternativos, Swagelok San Diego

Camiones pesados, autobuses municipales y otros vehículos grandes han sido históricamente asociados con humos diésel y penachos de escape negro.

Pero en 2021, estas se han convertido en suposiciones obsoletas. A medida que las regulaciones de emisiones se han endurecido en todo el mundo, la carrera por soluciones de combustible alternativo para una variedad de aplicaciones de transporte ha aumentado el ritmo en consecuencia. El gas natural comprimido (GNC) se ha convertido en uno de los combustibles alternativos más prominentes al proporcionar caballos de fuerza fiables, rentabilidad y emisiones de carbono drásticamente reducidas en comparación con los combustibles fósiles. Como resultado, los vehículos GNC han proliferado en carreteras y autopistas en todas partes.

El ascenso del GNC en popularidad está destinado a continuar. Considere que el gobierno de EE. UU. extendió recientemente el Crédito Fiscal de Infraestructura de Combustible Alternativo. Según esta extensión, el equipo de recarga para gas natural —y una gama de otros combustibles— instalado hasta el 31 de diciembre de 2021 es elegible para un crédito fiscal del 30% del coste de construcción. Incentivos similares están en vigor en todo el mundo, y estos han ayudado a impulsar la construcción de una red fiable de estaciones de recarga que hace que el GNC sea cada vez más viable a gran escala.

Para aprovechar mejor estas oportunidades y crear una infraestructura fiable de estaciones de recarga de gas natural comprimido para uso público y de flotas, los constructores deben considerar cómo equilibran la necesidad de aumentar rápidamente la construcción con la seguridad e integridad del equipo de llenado. Al adquirir componentes de sistemas de fluidos para equipos de recarga de GNC, considere estas tres cosas:

#1: Maximizar Eficiencia e Integridad del Sistema con Sistemas Preensamblados

Una estación típica de gas natural comprimido está compuesta por una red compleja de tubería o cañería, válvulas y otros componentes responsables de transferir el gas presurizado desde una fuente a granel hasta el vehículo. A lo largo de este viaje, el gas se comprime a la presión necesaria, se distribuye a través de paneles de prioridad y válvulas a bombas y mangueras individuales, luego se conecta a un vehículo a través de una válvula especializada.

Los sistemas de fluidos completos y preconstruidos pueden ensamblarse profesionalmente antes de llegar al sitio, ayudando a agilizar el proceso de construcción y asegurando que el ensamblaje se haya realizado correctamente.

Diseñar y ensamblar estos sistemas requiere conocimiento específico sobre diseño eficiente junto con prácticas de instalación seguras. Por ejemplo, un instalador puede comenzar con un trozo largo de tubería, averiguar los lugares correctos para curvarla, e incorporarla adecuadamente en el sistema siguiendo las mejores prácticas establecidas.

El conocimiento requerido para hacer esto eficazmente no es especialmente común, ni siempre es fácil encontrar de forma fiable mano de obra con las habilidades para ponerlo en práctica. Los subsistemas preensamblados de un proveedor fiable pueden ayudar a los constructores a superar estos desafíos. Los sistemas de fluidos completos y preconstruidos pueden ensamblarse profesionalmente antes de llegar al sitio, ayudando a agilizar el proceso de construcción y asegurando que el ensamblaje se haya realizado correctamente.

#2: Mejorar la Seguridad con Conexiones a Prueba de Fugas a Altas Presiones

Una vez que la estación ha sido construida, la seguridad operativa es una prioridad máxima. Las bombas de recarga de GNC deben ser operables de forma segura y fácil por los conductores cada vez que se realice la recarga. Eso significa eliminar cualquier fuga potencial en toda la estación, así como mantener y convertir adecuadamente las presiones desde la fuente hasta la bomba.

Si bien el gas natural es una utilidad común, y la gente está acostumbrada a usarlo, las presiones inherentes al GNC crean varios desafíos diferentes e importantes. Por ejemplo: el GNC se almacena in situ en estaciones de recarga a presiones significativamente más altas que el punto en que entra en el tanque de almacenamiento de un vehículo. A medida que la presión cambia durante la recarga, el efecto Joule-Thomson causa una caída significativa de la temperatura del gas.

Para las conexiones roscadas tradicionales, mantener un rendimiento a prueba de fugas a las presiones necesarias del GNC y a través de cambios térmicos significativos es difícil a largo plazo. Las conexiones roscadas entre componentes pueden verse comprometidas, y los materiales de construcción de menor calidad pueden expandirse y contraerse debido a fluctuaciones de temperatura. Todo esto puede suponer un riesgo de seguridad significativo. Como tal, especificar componentes de alta calidad —como racores diseñados para mantener y sostener la integridad del sistema en entornos exigentes— es una necesidad.

#3: Mejorar la Fiabilidad con Materiales de Mayor Calidad

Al igual que con las conexiones roscadas tradicionales, los materiales tradicionales no siempre pueden ser adecuados para aplicaciones de infraestructura de GNC, donde la fiabilidad e integridad a largo plazo son imprescindibles.

La tubería y cañería de acero al carbono, por ejemplo, proporcionan buen rendimiento en una variedad de aplicaciones generales. Sin embargo, en aplicaciones de mayor riesgo y presión como la recarga de GNC, el acero al carbono puede no proporcionar el rendimiento necesario debido a su mayor susceptibilidad a la corrosión y oxidación. El gas natural tiene un contenido de humedad inherente que puede contribuir a niveles más altos de corrosión entre materiales como el acero al carbono. Las estaciones de GNC, al estar al aire libre, también deben lidiar con los elementos —la lluvia y la nieve pueden representar otra amenaza de corrosión.

La corrosión puede causar pequeñas cavidades, o picaduras, que se formen en la superficie de un material, y incluso la picadura más pequeña eventualmente creará problemas al operar a las presiones requeridas para el manejo de GNC. Esto hace que la elección del material sea importante al escalar la infraestructura. Usar acero inoxidable 316/316L para sistemas de recarga es una buena opción, y seleccionar aceros inoxidables con contenido elevado de níquel y cromo puede proporcionar una protección aún mayor contra la corrosión. Hacerlo puede contribuir positivamente al rendimiento a largo plazo sin la necesidad de mantenimiento o reemplazo continuo.

La infraestructura fiable es crítica a medida que los vehículos GNC se vuelven más comunes en todo el mundo. La construcción eficiente, la seguridad operativa y la fiabilidad a largo plazo pueden lograrse trabajando con los proveedores adecuados para adquirir ensamblajes y componentes de alta calidad que puedan funcionar bajo las condiciones inherentes a los sistemas de recarga de GNC.

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