LDAR en una planta de biogás: programa de detección y reparación de fugas paso a paso

LDAR (Leak Detection and Repair) es un programa de detección y reparación cíclicas de fugas de la instalación, tomado de la industria del petróleo y el gas y de la petroquímica, que en las plantas de biogás ayuda a reducir las pérdidas de metano. El programa consta de cuatro pasos: inventario de las posibles fuentes de fugas, control con las herramientas adecuadas, reparación de las fugas detectadas en un plazo fijado y documentación. Como en las instalaciones suelen ser unos pocos puntos los responsables de la mayor parte de las pérdidas, incluso unos controles trimestrales sencillos pueden reducir de forma notable las emisiones.

Paso 1: inventario

Elabore una lista y un esquema de los puntos por los que el biogás o el metano pueden escapar:

• las válvulas de seguridad y de sobrepresión-depresión de los digestores, los depósitos y los almacenes de gas,
• las cubiertas de membrana de los depósitos de biogás y de digestato (uniones, fijaciones, daños mecánicos),
• las bridas, las uniones roscadas, las válvulas, los purgadores y las arquetas de condensado,
• los compresores, las soplantes y los equipos de compresión,
• el sistema de desulfuración, la purificación (upgrading) y la estación de inyección a la red,
• la antorcha (en su caso, la extinción de la llama),
• las salidas de gases de escape del CHP y del oxidador,
• los depósitos abiertos y sus cubiertas.

Asigne a cada punto un número, una ubicación y una categoría de riesgo (p. ej., alto para las válvulas de seguridad y las membranas).

Paso 2: herramientas

El valor fundamental de las cámaras OGI es que permiten ver el penacho de gas e indicar los puntos de fuga a distancia; la cámara no mide la concentración, por lo que la magnitud de la fuga se confirma con un detector.

Paso 3: frecuencia y umbrales

La frecuencia de los controles se establece en función del riesgo: p. ej., cada mes para las válvulas de seguridad y las cubiertas de membrana, cada trimestre para el resto de los elementos, una campaña completa una vez al año. El umbral a partir del cual una fuga se considera que requiere reparación se define en el programa: puede ser cualquier escape confirmado o una concentración superior a un nivel adoptado junto al detector. El plazo de reparación de las fugas grandes debe ser corto (días); para las pequeñas, un calendario acordado (p. ej., hasta la siguiente parada).

Paso 4: reparación y verificación

Tras la reparación (apriete, sustitución de la junta, sustitución de la válvula, reparación de la membrana) se realiza una nueva prueba. Los resultados se anotan en un registro: fecha, punto, método, resultado, persona, acción, fecha de cierre. Si la fuga se repite, se analizan las causas (material de la junta, vibraciones, corrosión).

Seguridad

Los trabajos en torno a las instalaciones de biogás se realizan en zonas con riesgo de explosión (ATEX). Utilice equipos en ejecución Ex, aplique permisos de trabajo y procedimientos de protección frente al sulfuro de hidrógeno. Antes de las reparaciones, respete las reglas de corte y de limpieza y, en caso de duda, detenga los trabajos.

Ejemplo de efecto y de coste

Supuestos: una planta de biogás con una producción de 2,2 millones de m³ de CH₄ al año; pérdidas iniciales del 3 % (66 mil m³), de las cuales el 60 % procede de tres fugas. El programa LDAR cuesta 35.000 PLN al año (cámara alquilada, formación, tiempo de trabajo; supuesto) y elimina esas fugas, por lo que las pérdidas bajan a aprox. el 1,2 % (26,4 mil m³). Los 39,6 mil m³ recuperados son aprox. 396 MWh, es decir, con un precio de 200 PLN/MWh, aprox. 79.000 PLN al año, más unas emisiones evitadas de aprox. 28 t de CH₄ (aprox. 790 t de CO₂e con GWP₁₀₀ = 28). Los valores son ilustrativos, pero muestran que el programa suele amortizarse con rapidez.

Documentación y aprovechamiento de los datos

El registro LDAR es útil en la certificación (demostración del cuidado de las emisiones de metano), en las conversaciones con la aseguradora y el banco y en el análisis de los costes de mantenimiento. Conviene analizar qué tipos de componentes fallan con más frecuencia y encargar los recambios adecuados.

Las fuentes más frecuentes que conviene comprobar primero

En la práctica, las mayores fugas se detectan en las válvulas de seguridad que no cierran de forma estanca tras abrirse, en las uniones de las membranas de cubierta, en las válvulas de condensado y en las proximidades de las bridas de los compresores. Los depósitos de digestato sin cubierta también requieren una evaluación aparte. La primera campaña de control suele revelar varios de estos puntos, cuya reparación da un efecto inmediato, lo que es la mejor motivación para mantener el programa.

Resumen

Un LDAR bien organizado es barato, fácil de implantar y eficaz. Son clave la regularidad, los plazos cortos de reparación y la llevanza del registro.