17 marzo 2022

CASO DE ÉXITO: AKOGAS NDIR – Reducción de Fugas de gas refrigerante

0. Resumen ejecutivo
0.1 Objetivos
  • Reducir fugas de gas refrigerante
  • Mejorar eficiencia energética
  • Reducir TCO2 Equivalentes emitidas a la atmósfera
  • Reducir Tiempos de localización y reparación de las fugas
  • Mejorar el cuidado de la instalación y prolongar su vida operativa
  • Mejorar el cuidado del producto
0.2 La solución

AKOGAS NDIR, en conjunción con el sistema de monitorización AKONET.Cloud es una solución de monitorización y detección prematura de fugas de gas que permite poner en práctica un mantenimiento preventivo y eficaz de las instalaciones frigoríficas, y con la que se consiguen enormes ahorros en materia de fugas de gas, eficiencia energética y mantenimiento, además de asegurar la correcta conservación de los productos almacenados.

0.3 Resultados
  • 95% Reducción de Fugas de Gas
  • 496Kgs de Gas ahorrados
  • 35% de reducción del consumo eléctrico
  • 364.000 Kwh ahorrados al año
  • Reducción de un 90% en el tiempo de localización de la fuga
  • 11 Meses de Payback
1. Introducción

AKOGAS NDIR es la familia de detectores de fugas de gas de AKO, diseñados específicamente para aportar ahorros mediante la detección prematura de fugas de gas. Estos detectores incorporan unos sensores de tecnología infrarroja no dispersiva (NDIR), que se caracterizan por:

  • Una gran sensibilidad: Siendo capaces de detectar fugas a partir de 1ppm, o de 0,3g/h.
  • Una gran precisión: La lectura que proporcionan tiene una exactitud del 95%.
  • Una gran selectividad: Gracias a la tecnología NDIR, son capaces de detectar únicamente el gas refrigerante de la instalación, y no son influidos por otros gases o sustancias como el etileno, alcoholes, disolventes, fermentaciones, lejías, etc… Lo que evita completamente las falsas alarmas típicas de otras tecnologías como la semiconductora.
  • Una gran robustez: Su construcción ha sido especialmente diseñada para entornos industriales, con una robusta envolvente y una estanqueidad IP68 (el mayor enemigo de la detección de gases es la humedad).
  • Comunicación incorporada: Ya sea mediante cableado MODBUS o mediante NB-IoT (Tecnología inalámbrica industrial de gran potencia de señal y 100% libre de cables), los equipos se pueden conectar a nuestro sistema de Monitorización AKONET.Cloud, el cuál monitoriza la instalación continuamente y emite alarmas en caso de superar los umbrales de fuga configurados, aporta información útil para localizar antes la fuga, categorizar las mismas y genera informes automáticos para evaluar el estado y evolución de nuestras instalaciones.
1.1 Instalación rápida y sencilla

Tan solo hay que alimentar los detectores a 12-24Vdc y realizar una puesta a cero mediante nitrógeno. No es necesario calibrar los equipos, ya que se suministran con calibración de origen. Los detectores pueden funcionar de manera autónoma, o conectados a una central de alarma AKOGAS ó AKOSECURE (Centrales de alarma combinadas para emitir alarmas por detección de gas y hombre encerrado en cámaras), como se puede observar en la siguiente imagen:

Una vez conectada la alimentación, se inicia el Asistente de Instalación, el cuál nos guiará en unos pocos pasos para dejar el equipo completamente configurado. Nada más aplicarle la alimentación, el dispositivo mostrará en pantalla “InI”. Si el detector está conectado a una alarma AKOGAS o AKOSECURE, definiremos el valor “1”, y si está alimentado autónomamente elegiremos el valor “2” mediante el teclado.

En el siguiente paso se nos pedirá que definamos el gas a detectar dentro de los siguientes:

Ilustración 1: Tipos de Alimentación de los Detectores.

Y con esto el equipo estaría completamente configurado. Una vez realizada la configuración solo nos quedará hacer una puesta a cero, para ajustar el valor de referencia (no gas), correctamente.

En el caso de querer conectar los equipos mediante MODBUS, éstos se pueden conectar directamente a nuestro Gateway de comunicaciones AKONET.Edge.

Si la conexión se realiza mediante NB-IoT, no hay que realizar ninguna tarea adicional, ya que mediante esta tecnología cada detector se comunica directamente con AKONET.Cloud sin necesidad de routers, gateways, etc, facilitando y abaratando enormemente la instalación.

La F-Gas, como reglamento europeo, no siempre se aplica directamente en los estados miembro. En efecto, la imposición legislativa recae generalmente en las transposiciones (o complementaciones) de dicho reglamento que los estados miembros de la UE han desarrollado en leyes de obligado cumplimiento para cada estado, por ejemplo, los RD 115/2017 y 552/2019 en España, varios Ârreté en Francia (Arrêté du 17 juillet 2019, Arrêté du 29 février 2016), etc.

1.2 Reducción de Fugas de Gas y del tiempo en su localización
  • Detectan fugas a partir de 0,3g/h. De esta manera podemos ser alertados en el mismo momento inicial en el que se empieza a formar el poro, mucho antes de que la fuga se convierta en un importante foco de problemas, no solo por el coste del gas, sino por la reducción de la eficiencia energética de la instalación y el riesgo de conservación de los productos almacenados.
  • El sistema nos proporciona en todo momento alertas e información de mucho valor para un adecuado mantenimiento de la instalación. Entre otras, destacan:
    • Cuánto: El sistema nos va a decir en todo momento a qué velocidad está fugando cada punto de nuestra instalación, no solo en ppm sino en g/h. Pero también nos dará una estimación de los kilos de gas que perderemos en un año si no actuamos sobre la fuga, y el porcentaje de gas que perderemos en el total de nuestra instalación.
    • Cuándo: Así mismo nos indicará la franja horaria y días de la semana donde la fuga presenta mayor actividad, facilitando aún más la localización de la fuga.
    • Dónde: Al ser un sistema de detección directa, sabremos en todo momento en qué punto o puntos de nuestra instalación están sucediendo las fugas, reduciendo una vez más los tiempos de localización.
  • Así mismo nos proporciona una visión global de la instalación, informándonos en todo momento de todas las fugas existentes y permitiendo atacar todas en una sola intervención, lo que reduce costes de mantenimiento y desplazamiento asociados.
Ilustración 2: Indicadores asociados a la fuga mostrados por el sistema.
1.3 Mejora de la eficiencia energética, cuidado del producto y trato de la instalación

Una instalación que presenta fugas implica que no solo tendremos una importante penalización por el coste del gas perdido, sino un decremento igualmente importante en materia de eficiencia energética y desgaste de los componentes de la misma.

La relación entre el incremento del consumo eléctrico y las pérdidas de gas refrigerante en una instalación frigorífica se relacionan en el gráfico 3 a continuación:

Ilustración 3. Relación entre las fugas de gas y el incremento del consumo eléctrico de una instalación frigorífica.

Como se puede observar, un ratio de fugas de un 20% en la instalación (carga al 80% del valor nominal), implica un incremento del 15% del consumo eléctrico. Este efecto se debe a que una instalación con un nivel de gas inadecuado debe “trabajar” durante más tiempo para alcanzar la temperatura deseada. Llegado a un nivel de fugas muy elevado, el sistema es incapaz de intercambiar calor y, además del elevado coste de la fuga en materia de gas y electricidad, se añadirá un riesgo muy elevado de poner en riesgo la conservación de los productos almacenados, y por lo tanto incrementar las mermas y pérdidas. En el siguiente gráfico podemos observar la importancia de detectar las fugas lo antes posible:

Ilustración 4. Relación entre los costes asociados a una fuga y el tiempo que pasa en detectarla y repararla.
2. Resultados

Tras un año de operaciones, se obtuvieron los siguientes resultados, los cuáles permanecen estables en el tiempo:

Ilustración 5: Resultados en porcentaje de reducción de fugas y consumo eléctrico.

Como se puede observar en el gráfico, la reducción de fugas conseguida ha sido de un 95%.

Así mismo, la reducción del consumo eléctrico extra derivado de las fugas, también se ha reducido en un 93%, lo que supone reducir un 35% el consumo eléctrico de toda la instalación frigorífica.

En términos absolutos, estamos hablando de los siguientes resultados:

Ilustración 6: Ahorros Anuales en Kilos de Gas Fugados.

Y en materia de ahorro energético, se consiguieron los siguientes resultados:

Ilustración 7: Ahorros Anuales en consumo eléctrico.

Autor: José María Cabria, Responsable de Prescripción y Preventa

Habla con nuestro experto: jmcabria@ako.com