Analizadores de combustión

Los analizadores de combustión son instrumentos dedicados al control de las emisiones contaminantes y del rendimiento de combustión de calderas, quemadores, hornos industriales e instalaciones térmicas. Miden simultáneamente los principales parámetros de los humos de combustión: oxígeno (O2), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), óxidos de nitrógeno (NOx), dióxido de azufre (SO2), hidrocarburos inquemados, temperatura de humos y tiro (presión diferencial entre chimenea y ambiente). Calculan automáticamente el rendimiento de combustión, las pérdidas por chimenea, el exceso de aire y lambda, λ. Se utilizan en el mantenimiento de instalaciones térmicas, en las inspecciones periódicas obligatorias, en controles ambientales, en la optimización energética y en la I&D de nuevos quemadores.

Sensores utilizados

Los sensores más extendidos son: electroquímicos para O2, CO, NOx, SO2 e H2 (compactos, exactos para aplicaciones industriales estándar, con una vida útil de 1 a 3 años tras la cual deben sustituirse); NDIR para CO2 e hidrocarburos (duración prácticamente ilimitada, sin degradación); paramagnéticos para O2 de alta precisión; termorresistivos para HC (sensores de hidrocarburos inquemados); termopar de tipo K para la temperatura de humos (rango hasta 1200 °C). Los sensores están protegidos por filtros de partículas y de condensados, con sistemas de purga automática del condensado acumulado.

Cálculos automáticos

Conocido el tipo de combustible (gas natural, gasóleo, GLP, biomasa, carbón, etc.), el analizador calcula automáticamente: el rendimiento de combustión η (rendimiento del proceso de combustión, % – normalmente 85-95 % en calderas modernas); las pérdidas por chimenea (% de calor disipado con los humos); el exceso de aire λ (relación entre el aire real y el aire estequiométrico – valor óptimo de 1,1 a 1,4 para la mayoría de los combustibles); la relación CO/CO2 (indicador de combustión completa o incompleta); valores normalizados para su comparación con los límites reglamentarios. La base de datos de combustibles integrada es amplia y personalizable.

Inspecciones periódicas obligatorias

En Italia, el Decreto del Presidente de la República 74/2013 regula las inspecciones periódicas obligatorias de las instalaciones térmicas de calefacción de edificios (calderas y otros generadores). La inspección comprende mediciones de la eficiencia energética (con analizador de combustión) y de los parámetros de emisión, con una periodicidad que varía según la potencia de la instalación y el combustible (normalmente cada dos o cuatro años en instalaciones residenciales, anual en instalaciones térmicas de gran potencia). El informe de ensayo (el «bollino blu») es obligatorio y lo firma un técnico habilitado. La normativa es más estricta para las instalaciones industriales y para las emisiones a la atmósfera según el Decreto Legislativo 152/2006 (código ambiental).

Aplicaciones industriales

Las aplicaciones industriales son: mantenimiento de calderas civiles e industriales; control de quemadores de hornos industriales (hornos de cocción, hornos de tratamiento térmico, hornos siderúrgicos); control de emisiones de centrales térmicas de cogeneración; optimización de procesos de combustión (reducción de consumos y emisiones); ensayos de recepción de nuevos quemadores; control de motores de combustión interna (aunque para los motores se emplean analizadores específicos); inspecciones ambientales para las autorizaciones de emisión AIA (Autorización Ambiental Integrada).

Normas de referencia

Las normas principales son: UNI 10389-1 (analizadores de combustión – requisitos); UNI EN 50543 (detectores de CO/CO2); en Italia, el Decreto del Presidente de la República 74/2013 (instalaciones térmicas); el Decreto Legislativo 152/2006 y sus modificaciones (código ambiental, emisiones a la atmósfera); EN 14181 (QAL – Quality Assurance Level para sistemas de medición en continuo de emisiones). La calibración de los analizadores se realiza con mezclas de gas certificadas ISO 17025 de concentración conocida, normalmente con periodicidad anual o según las indicaciones del fabricante.

Criterios de elección

La selección del analizador de combustión depende de: los parámetros que se van a medir (sencillos para el ámbito residencial = O2/CO/T; completos para el industrial = añadir NOx, SO2, CO2 NDIR); el rango de concentración (alto para aplicaciones industriales por encima de 10.000 ppm CO/NOx); la base de datos de combustibles integrada; la impresora integrada o la conectividad inalámbrica para obtener informes inmediatos; el cumplimiento de la UNI 10389-1; la autonomía de la batería para el servicio en obra; un servicio de calibración trazable ISO 17025.