Diseños más seguros para vasijas de hidrógeno a alta presión
Ya se han construido puestos de repostaje de hidrógeno, pero las normas internacionales vigentes no evalúan adecuadamente el efecto de la fatiga potenciada por el hidrógeno en las correspondientes vasijas a alta presión. El proyecto MATHRYCE (Material testing and recommendations for hydrogen components under fatigue), financiado con fondos europeos, pretendía subsanar esta carencia. El proyecto reunió a entidades líderes mundiales en el desarrollo de normas y en la fabricación y el almacenamiento de hidrógeno. El Centro Común de Investigación (JRC) de la Comisión Europea también participó, así como otras organizaciones gubernamentales de tres países europeos. Varios componentes de la cadena de suministro del hidrógeno, como los compresores de alta presión y los amortiguadores de presión de los puestos de repostaje de hidrógeno, experimentan cargas cíclicas. En Europa, los códigos locales no reflejan de manera fiel la carga por fatiga provocada por la presión del hidrógeno. Por tanto, para cuantificar el efecto del hidrógeno sobre la fatiga acumulada, los investigadores propusieron un método combinado numérico y experimental. Los resultados brindaron condiciones representativas y, actualmente, posibles para llevar a cabo una serie de pruebas de laboratorio. Entretanto se organizó una campaña de pruebas en laboratorio y a escala real destinadas a evaluar el efecto del hidrógeno sobre el acero. Se fabricaron vasijas de muestra y también a escala real con acero Cr-Mo, el cual tenía una microestructura martensítica templada y bainítica. Aunque este acero se ha utilizado tradicionalmente para fabricar vasijas a alta presión para transportar y almacenar hidrógeno, este acero en particular es sensible a la fragilización por acción del hidrógeno. Las cargas cíclicas y la presencia de hidrógeno a alta presión puede acelerar la formación y propagación de grietas. Los socios de MATHRYCE crearon instrumentos de pruebas con los que detectar la aparición de grietas por fatiga provocada por la presión del hidrógeno y, en consecuencia, medir su propagación. Los resultados de las pruebas con hidrógeno a alta presión sentaron las bases para el desarrollo de un método fácil de implantar con que evaluar vasijas de hidrógeno a alta presión a escala real. Se basa en datos sobre la fatiga acumulada procedentes de pruebas en laboratorio y también de pruebas con cilindros a escala real sometidos a cargas cíclicas. Ahora el diseño de vasijas metálicas a presión se podrá basar en conocimientos sólidos de la influencia de varios parámetros, como la presión y la frecuencia de carga, sobre la fatiga potenciada por la acción del hidrógeno. Los resultados de MATHRYCE se han recogido en una serie de recomendaciones dirigidas a organismos internacionales de normalización (como ISO y CEN) y allanan el camino hacia ahorros notables en el diseño de las futuras infraestructuras para el hidrógeno.
Palabras clave
Vasija de hidrógeno a alta presión, tecnología de pilas de combustible, normas internacionales, MATHRYCE, acero Cr-Mo