Índice de Wobbe

El índice de Wobbe (WI) o número de Wobbe ^{[ 1 ]} es un indicador de la intercambiabilidad de gases combustibles como el gas natural , el gas licuado de petróleo (GLP) y el gas ciudad , y se define con frecuencia en las especificaciones de las empresas de suministro y transporte de gas.

Si${\displaystyle V_{C}}$es el valor calorífico superior , o valor calorífico superior , y${\displaystyle G_{S}}$es la gravedad específica , el índice de Wobbe,${\displaystyle I_{W}}$, se define como:

${\displaystyle I_{W}={\frac {V_{C}}{\sqrt {G_{S}}}}.}$

${\displaystyle G_{S}={\frac {\rho _{STP}}{\rho _{air,STP}}}={\frac {M}{M_{air}}}}$

${\displaystyle \rho _{STP}}$es la densidad del gas en condiciones estándar , cuya definición cambió en 1982. Los datos de Wobbe publicados pueden usar 0  °C, 15  °C, 15,56  °C, 20  °C o 25  °C. Las directivas de la UE sobre calidad del gas usan 15  °C de acuerdo con ISO 13443 e ISO 6976 .

${\displaystyle \rho _{aire,STP}}$es la densidad del aire en condiciones estándar,${\displaystyle M}$es la masa molar del gas y${\displaystyle M_{air}}$es la masa molar del aire, que es de aproximadamente 28,96  kg/kmol.

El índice de Wobbe se utiliza para comparar la energía de combustión de gases combustibles de diferente composición en un aparato (chimenea, cocina, etc.). Si dos combustibles tienen índices de Wobbe idénticos, la energía de combustión será idéntica para una presión y una configuración de válvula determinadas. Normalmente se permiten variaciones de hasta un 5 %, ya que el consumidor no las percibe.

El índice de Wobbe es un factor crítico para minimizar el impacto del cambio al analizar el uso de combustibles de gas natural sintético (GNS), como las mezclas de propano y aire . El índice de Wobbe también requiere la adición de propano a algunos productos de biometano mejorados, ^{[ 2 ]} particularmente en regiones donde el gas natural tiene un alto poder calorífico, como Suecia. ^{[ 3 ]}

El índice de Wobbe tiene su origen en la década de 1920 con el físico e ingeniero italiano Goffredo Wobbe. ^{[ 4 ]}

Tenga en cuenta que estos números de Wobbe que aparecen a continuación no se calculan a 15  °C y, por lo tanto, no son correctos según la norma ISO 13443 ; consulte Temperatura y presión estándar .

Nota: 1 julio =2,3901 × 10 ⁻⁴ kcal  .

El índice de Wobbe se expresa en MJ / Nm³ (donde 'Nm³' indica 'm³ en condiciones normales'), o a veces en BTU / scf . En el caso del gas natural ( masa molar 17  g/mol), el poder calorífico típico es de alrededor de 39  MJ/Nm³ (1050 BTU/scf) y la gravedad específica es de aproximadamente 0,59, lo que da un índice de Wobbe típico de 51  MJ/Nm³ (1367  BTU/scf).

Existen tres rangos o «familias» de gases combustibles acordados internacionalmente según el índice de Wobbe. La familia 1 abarca los gases manufacturados, la familia 2 los gases naturales (con rangos alto y bajo) y la familia 3 el gas licuado de petróleo ( GLP ). Los equipos de combustión suelen diseñarse para quemar un gas combustible perteneciente a una familia específica: gas ciudad rico en hidrógeno, gas natural o GLP.

Otras características de la llama y límites de composición pueden determinar la aceptabilidad del gas de reemplazo, por ejemplo, la velocidad de la llama , el "amarillento" debido a una combustión incompleta, el contenido de azufre, el contenido de oxígeno , etc.

A pesar de su utilidad, el índice de Wobbe por sí solo no es un buen indicador de la intercambiabilidad de dos o más gases, o mezclas de ellos. Es necesario tener en cuenta otros criterios al determinar la sustitución adecuada de un combustible por otro diferente al utilizado para ajustar el sistema de combustión. ^{[ 6 ]}

• "El índice de Wobbe y la intercambiabilidad del gas natural" (PDF) . Emerson Process Management. 30 de julio de 2007. Archivado del original (PDF) el 24 de marzo de 2012. Consultado el 26 de agosto de 2010 .