El gas natural, del gasoducto a su cilindro

[powertech]

Una estación de carga de GNC consta básicamente de:
*Compresor
*Cilindros de almacenaje
*Tablero eléctrico de comando
*Surtidor

Comencemos bien desde el principio, para poder meter en el auto 200 bar de gas natural necesito comprimirlo por medio de un compresor. Todo comienza en el gasoducto (el caño donde llega gas a la estación). Acá en Argentina los gasoductos no son de presión estándar, suele variar la presión de los mismos de acuerdo a la ubicación geográfica donde esté ubicada la estación, pero generalmente tenemos dos clases de gasoductos: los que tienen entre 12 y 20 Bar y los que tienen entre 4 y 8 bar. Hay algunos pocos lugares que tienen casi 50 bar, pero en líneas generales se manejan estos dos primeros.
Dependiendo de esta presión del gasoducto tendremos que elegir el compresor adecuado.
Los compresores para poder elevar la presión de por ejemplo 6 bar a 250 bar (pongo 250 bar porque esta es la presión a la que se almacena en los cilindros de la estación para luego ser despachados) necesito varias etapas de compresión. No lo puedo comprimir de un saque de 6 a 250 bar, lo tengo que ir haciendo por etapas.
Los compresores no son muy diferentes en su concepción a un compresor de aire. Es un pistón en un cilindro con una válvula de admisión y otra de escape y el pistón comprime al gas. La única diferencia que al necesitar levantar bastante presión lo hace por etapas. Entonces el gas, por ejemplo, entra a 6 bar. Comprime la primera etapa. Levanta presión. Ingresa a segunda etapa. Comprime, y así sucesivamente hasta que alcance los 250 bar.
Cabe destacar que entre que el gas sale de una etapa e ingresa a la otra el mismo se debe refrigerar, ya que físicamente cuando comprimimos un gas aumenta su temperatura. Dependiendo de la concepción de compresor puede ser refrigerado por aire (el gas pasa por un radiador) o puede ser a través de un intercambiador con agua ( el agua enfría el gas, y esa agua después se enfría en una torre de enfriamiento).
Dependiendo de la presión del gasoducto, podemos tener en líneas generales compresores de 3 o 4 etapas, siguiendo la regla de que cuanto más baja es la presión de gasoducto mayor cantidad de etapas necesito para llevarlo a 250 bar. Por supuesto que va a afectar el rendimiento en cantidad de m3 comprimidos la cantidad de etapas, ya que un compresor de 3 etapas tiene mayor recuperación que uno de 4.
El compresor al tener pistones, tiene bielas y un cigüeñal, como si fuese un motor de auto, con la diferencia que en el auto transformo energía en el cilindro para mover las bielas y el cigüeñal, y acá es al revés, aplico energía mecánica en el cigüeñal para mover las bielas y los pistones. Esta energía mecánica se aplica al cigüeñal mediante un motor eléctrico.
Este sistema mecánico al igual que en el motor de un auto lleva lubricación. Aceite, el cual lubrica cigüeñal, cojinetes, etc.
Volvamos al momento de la compresión, dijimos entra el gas a primera etapa, se comprime, se refrigera, ingresa a segunda etapa, se comprime, se refrigera. Ingresa a tercera etapa, se comprime y se refrigera. Necesito guardarlo en alguna parte, un almacenaje como todo compresor.

El almacenaje es simplemente una batería de cilindros de 100 o 125 litros agrupados en conjuntos de 8 o 10 cilindros y la función que cumple es almacenar GNC a 250 bar para luego ser despachados en los vehículos.
Por medio de una cañería el gas llega a la isla de carga donde se encuentra el surtidor, un elemento delicado y preciso que nos permitirá despachar y medir la cantidad de m3 que vamos a cargar en el vehículo.

El gas ingresa al surtidor, pasa por un pequeño filtro sinterizado como los que se usan en aire comprimido para los silenciadores y luego llega una válvula reguladora de presión. Esta válvula es la encargada de regular la presión de carga al reglamentario valor de 200 bar. Inmediatamente después se suele colocar una electroválvula para habilitar la carga del surtidor, ya sea por medio de una llave, botón o el simple hecho de levantar la manguera accionando un microinterruptor. Luego ya con 200 bar el gas ingresa al elemento más delicado del surtidor que es el medidor másico. Este dispositivo mide el flujo de gas que circula en el mismo en el momento del despacho y ese valor lo refleja, circuitos electrónicos mediante, en el display. El principio de funcionamiento de un medidor másico es bastante complejo y derivaría en una extensión enorme, no es un medidor de gas mecánico como de casa ya que sería bastante impreciso.

Al salir del másico el gas es conducido por mangueras de alta presión y por medio de una válvula de 3 vías se realiza la carga. Necesito una válvula de estas características porque si fuese de 2 vías me queda la manguera con presión y no podría sacarla del auto, al ser de 3 vías cuando termina la carga ventea ese poquito de gas que queda en la manguerita corta y ya puedo sacar el pico.

Bueno, en líneas generales así funciona una estación de carga de GNC, hay para explayarse en un montón de elementos pero sino ya se torna un poco aburrido quizás para algunos. Tendría que colocar algunos gráficos o fotos para poder entenderlo mejor todo lo que escribí, con el tiempo podemos darle un poco mas de forma.

Un abrazo grande y espero que lo hayan disfrutado

[Rolf]

powertech, esto esta a la altura de las esplicaciones de Yorugua y Molerpa sin envidiarle Nada, Te felicito y agradezca. Tambien te digo que no se va a tornar nada aburido, segui explicando y pone graficos y formulas que consideres, y si queres ahora empesar a analizar cada componente en detalle yo te leo seguro

Muchas Gracias
Rolf

[Molerpa]

Como que no tiene que envidiarle? vas a ver el domingo que es lo que tiene que envidiarnos ...

[reyleon]

Un lujo de explicación. Unas fotitos no vendrían mal tampoco... (ya me puse pedigüeño)...
Saludos... Gabriel...