El hidrógeno está destinado a desempeñar un papel clave en la transición energética global. Sin embargo, su gestión plantea desafíos significativos para la instrumentación industrial, especialmente en la medición de presión. La naturaleza altamente permeable del H₂ y las condiciones extremas de operación – con presiones de hasta 1000 bar y temperaturas que pueden alcanzar los -253 °C – requieren soluciones técnicas avanzadas y materiales altamente resistentes. En este contexto, los sensores de presión para hidrógeno deben garantizar fiabilidad, precisión y resistencia a largo plazo.
Permeación y deriva de señal: el problema en los sensores electrónicos
En los sensores electrónicos de película fina, el hidrógeno puede penetrar en la membrana metálica y difundirse en los elementos resistivos del puente de Wheatstone, causando variaciones no uniformes en las resistencias y, por tanto, una deriva de la señal. Este fenómeno se acentúa especialmente a altas temperaturas, comprometiendo la estabilidad a largo plazo de la medición. Por esta razón, los sensores de presión para hidrógeno deben diseñarse con materiales y tecnologías que limiten la permeación.
El recubrimiento de oro: una solución eficaz pero costosa
Tradicionalmente, se ha utilizado el recubrimiento de oro para reducir la permeación del hidrógeno en los sensores con llenado de aceite. El oro, gracias a su bajo coeficiente de difusión, ralentiza significativamente la penetración del H₂. Sin embargo, esta solución implica altos costos y una gestión delicada durante la instalación, ya que incluso un pequeño rasguño puede comprometer su eficacia.
Innovación de WIKA: sensores de presión para hidrógeno con recubrimiento de TiN
WIKA ha desarrollado una tecnología innovadora, en trámite de patente, que representa una alternativa económica y robusta al recubrimiento de oro. El sensor está fabricado en Elgiloy®, una aleación resistente a la fragilización por hidrógeno, y recubierto internamente con una capa de nitruro de titanio (TiN). Esta capa, de pocos nanómetros, protege las estructuras sensibles sin estar expuesta directamente al fluido, eliminando el riesgo de daño durante la instalación. Los sensores de presión para hidrógeno con recubrimiento de TiN ofrecen:
- Mayor robustez y resistencia mecánica
- Reducción de los costos de producción e instalación
- Compatibilidad con conexiones de presión estándar, facilitando la integración en instalaciones existentes
Manómetros mecánicos: fiabilidad y seguridad con hidrógeno
A diferencia de los sensores electrónicos, los manómetros mecánicos no se ven afectados por la permeación del hidrógeno. Para aplicaciones de alta presión, WIKA recomienda el uso de instrumentos de acero CrNi con partes húmedas de acero austenítico como el 316L, material inmune a la fragilización por H₂. Sin embargo, es fundamental garantizar la máxima seguridad: los manómetros deben cumplir con el nivel S3 según la norma EN 837-2, con vidrio de seguridad, pared de separación y fondo de seguridad.
Conclusión
La medición de presión en el ámbito del hidrógeno requiere soluciones técnicas avanzadas y materiales cuidadosamente seleccionados. WIKA, con su experiencia y capacidad de innovación, ofrece instrumentos fiables y seguros para afrontar los desafíos de este sector en rápida evolución. Los sensores de presión para hidrógeno con tecnología de película delgada y recubrimiento de TiN representan un avance hacia una instrumentación más eficiente, económica y preparada para el futuro de la energía.
Si deseas más información sobre el hidrógeno y sus aplicaciones, visita la sección dedicada en el sitio web de WIKA o no dudes en ponerte en contacto con nosotros; nuestros expertos estarán encantados de ayudarte.