La recente Direttiva della Commissione Europea 2009/31/CE sul Confinamento Geologico della CO2, nella quale viene menzionata la necessità di contenere il riscaldamento globale entro i 2 C° rispetto all'era pre-industriale, lascia prevedere una forte accelerazione nell'utilizzo delle tecniche di CCS (Carbon Capture and Storage).
Tale tecnologia innovativa prevede, per le centrali a combustibili fossili di nuova concezione, la cattura e trasporto del Biossido di carbonio [CO2] e il suo immagazzinamento in formazioni geologiche capaci di imprigionarla per periodi di migliaia/milioni di anni.
Diventa cruciale in questo contesto poter misurare accuratamente le quantità di gas trasportato e stoccato al fine di valutare con precisione la quantità di Biossido di Carbonio sottratto all’emissione in atmosfera. Esistono varie tecnologie per la misura di portata, ma molte risultano alquanto obsolete e, sebbene ancora molto diffuse, non sono indenni da ben note problematiche. Sempre più rapidamente si sta affermando la tecnologia di misura di portata ad ultrasuoni che garantisce notevoli vantaggi rispetto a tecnologie meno evolute, tra le quali:
- Nessuna caduta di pressione
- Ampio campo di misura
- Assenza di parti in movimento: non necessita di particolare manutenzione
- Diagnostica integrata che consente agli operatori un costante monitoraggio della qualità della misura.
A causa delle caratteristiche chimico/fisiche del Biossido di Carbonio, un gas particolarmente ostico per il consistente effetto attenuante alla propagazione dell’onda ultrasonora, i tipici prodotti ultrasonici attualmente presenti sul mercato non sono esenti da forti limitazioni nella misura di portata. Questo effetto, chiamato “Relaxational attenuation effect”, è ben noto ai costruttori di misuratori di portata ad ultrasuoni, e risulta accentuato proprio alle frequenze tipicamente usate dai normali dispositivi.
La Soluzione di SICK: Misuratore di portata ad ultrasuoni FLOWSIC600
SICK, società leader nella produzione di misuratori di portata ad ultrasuoni per gas naturale e fluidi di processo, ha adottato per il proprio misuratore il layout “Westinghouse design”, che non utilizza riflessioni dell’onda ultrasonora sulla parete interna della sezione di misura.
Questo consente al misuratore di minimizzare le perdite di energia, tipiche di ogni riflessione del segnale ultrasonico, che risultano particolarmente critiche quando si ha l’effetto di fluidi “attenuanti” come la CO2.
Il misuratore di portata FLOWSIC600 utilizza sensori ultrasonici miniaturizzati, costruiti in titanio e saldati (completamente sigillati), la cui alta efficienza permette la trasmissione del segnale ultrasonico su lunga distanza con un requisito minimo di energia.
Sono disponibili quattro frequenze operative che consentono di utilizzare lo strumento in gas attenuanti ad alto contenuto di umidità, con intervalli di temperature compresi tra –194°C e + 280°C, e con pressioni da 0 a 450 Barg.
La configurazione Flowsic600 “Quatro” offre, infine, la possibilità di avere una misura completamente ridondata utilizzando due misuratori completamente indipendenti in un solo corpo di misura.
Studio Applicativo
Misuratore FLOWSIC600 DN200 (8 Pollici); Pressione 64 bar(g); Temperatura 35°C Applicazione: Misura di portata per Impianto di reiniezione di CO2 in Texas (USA) Composizione Gas: 62,1% CO2, 37%Metano.
Le letture del FLOWSIC600 sono state comparate con i valori forniti da un “Orifice plate” già installato presso l’impianto, e hanno dimostrato scostamenti nell’ordine dello 0,2% nell’arco di alcune settimane (periodo del test).
Questa generazione di misuratori di portata ad ultrasuoni risulta vincente in numerose applicazioni con alto contenuto di CO2, e, grazie ai progressi tecnologici e alla capacità previsionali dei modelli implementati, è ora possibile la misura di portata su flussi con un contenuto di CO2 fino al 100%.
