Métodos de muestreo y cromatografía aplicados en la medición del gas

La calidad del gas natural no solo determina su valor energético, sino que también condiciona aspectos fundamentales como la seguridad, la eficiencia de los equipos, la fiscalización y el cumplimiento de los contratos de compraventa. Para asegurar la precisión en su evaluación, se aplican técnicas analíticas avanzadas, entre las que destacan el muestreo representativo y la cromatografía de gases. Este artículo ofrece un análisis profundo de estas metodologías, su importancia y su aplicación práctica en la industria del gas

1. Importancia del análisis de calidad del gas natural

La composición del gas natural puede variar significativamente según su origen geológico, tratamiento previo y condiciones de transporte. Estos cambios impactan directamente en parámetros como el poder calorífico, el índice de Wobbe, la densidad relativa y el contenido de contaminantes como CO₂, H₂S o agua.

Dado que estos factores influyen en la facturación, la operación de equipos industriales y la salud pública, los sistemas de medición deben incluir no solo la cantidad, sino también la calidad del gas, validada a través de métodos confiables y trazables.

2. Principios del muestreo en gas natural

¿Qué es el muestreo de gas?

El muestreo consiste en la toma de una porción representativa de gas desde una corriente en condiciones reales de operación, con el objetivo de ser analizada en laboratorio o mediante equipos en línea. Para que el análisis refleje la composición real del gas, es fundamental evitar alteraciones como condensación, absorción, difusión o contaminación.

Tipos de muestreo

• Muestreo puntual: Se toma una muestra en un momento específico. Es útil para análisis esporádicos o verificación de parámetros.

• Muestreo compuesto: Integra múltiples muestras recolectadas en diferentes intervalos de tiempo para representar condiciones promedio.

• Muestreo continuo: Se realiza mediante sistemas automáticos en línea y permite monitoreo constante.

Equipos utilizados

• Bombas de muestreo

• Cilindros de acero inoxidable (isotérmicos o con recubrimiento interno)

• Sistemas de acondicionamiento (calentadores, filtros, válvulas de presión)

La selección del equipo y método dependerá de factores como presión, temperatura, caudal, distancia al laboratorio y nivel de precisión requerido.

3. Cromatografía de gases: fundamento y aplicación

¿Qué es la cromatografía de gases?

Es una técnica analítica que separa e identifica los componentes del gas natural en función de sus propiedades fisicoquímicas. Se basa en la inyección de una muestra en una columna cromatográfica, donde los componentes se separan y son detectados según su tiempo de retención.

¿Qué parámetros se obtienen?

La cromatografía permite calcular:

• Composición molar (% de metano, etano, propano, etc.)

• Poder calorífico superior e inferior (PCS y PCI)

• Índice de Wobbe

• Densidad del gas

• Número de compresibilidad

• Contenidos de gases inertes o contaminantes (CO₂, N₂, H₂S)

Tipos de cromatógrafos usados en la industria del gas

• Cromatógrafos de laboratorio: Alta precisión, operados por analistas en condiciones controladas.

• Cromatógrafos en línea (online GC): Instalados en campo, proveen datos en tiempo real para supervisión y control continuo.

4. Procedimientos operativos estándar (SOP) en la medición

Los operadores deben seguir protocolos estrictos para garantizar la fiabilidad de los datos:

• Calibración regular con mezclas patrón certificadas

• Verificación de presión y temperatura de la línea

• Limpieza periódica de las líneas de muestreo

• Documentación de cada etapa del proceso

Cumplir con normas internacionales como ISO 6974 (determinación de la composición del gas) e ISO 10715 (muestreo de gas natural) es fundamental para asegurar la trazabilidad y validez técnica de los resultados.

5. Casos de aplicación y desafíos comunes

Aplicaciones

• Facturación entre empresas (custody transfer)

• Control de plantas de procesamiento

• Supervisión de redes de transporte y distribución

• Verificación de cumplimiento ambiental y normativo

Desafíos

• Variación en la composición en puntos críticos de la red

• Riesgo de errores por incorrecta toma de muestras

• Mantenimiento de la cadena de temperatura y presión

• Costos asociados a equipos y capacitación

6. Conclusiones y recomendaciones

El uso de técnicas de muestreo adecuadas y la aplicación rigurosa de la cromatografía de gases son pilares en la medición precisa del gas natural. No solo permiten conocer el valor energético del producto, sino que también aseguran transparencia en las transacciones, minimizan disputas contractuales y garantizan el cumplimiento de los estándares internacionales.

La capacitación de los profesionales del sector, la actualización tecnológica y la estandarización de procedimientos son claves para fortalecer la confiabilidad de todo el sistema de medición. En este contexto, programas formativos especializados, como el ofrecido en el curso de “Cantidad y Calidad del Gas Natural”, cumplen un rol decisivo para elevar los estándares técnicos de la industria.