Por Luis Castaño, Responsable de protección catódica y redes en Kromschroeder
Extraído de la ponencia presentada en SMART GRID DAYS 2025, 8-9 de octubre de 2025.
En este artículo repasamos la evolución de los sistemas de regulación de presión en las redes de gas, centrándonos en GOLEM-ZERO y en su desarrollo hacia aplicaciones de regulación dinámica para la inyección de biometano.
Modulación y regulación dinámica
Antes de adentrarnos en la evolución de los sistemas de regulación, conviene aclarar dos conceptos fundamentales: la modulación y la regulación dinámica.
En las redes de distribución de gas, la estabilidad de la presión y del caudal es fundamental para garantizar la seguridad y la continuidad del suministro. Para lograrlo, los operadores utilizan sistemas capaces de supervisar las condiciones de la red e intervenir cuando estas se desvían de los valores deseados.
Dentro de este contexto, es importante diferenciar dos conceptos: la modulación y la regulación dinámica.
La modulación consiste en ajustar la presión o el caudal para alcanzar y mantener valores previamente definidos. Esta es la función para la que fue desarrollado inicialmente GOLEM-ZERO, como sistema de apoyo a la regulación de presión y limitación de caudal.
La regulación dinámica supone un paso más. Además de actuar sobre la instalación, el sistema analiza continuamente las condiciones de operación y adapta su comportamiento en tiempo real para mantener la estabilidad del proceso.
Esta evolución resulta especialmente relevante en la inyección de biometano, donde las variaciones de presión y caudal pueden comprometer la continuidad de la producción e incluso provocar la parada de la inyección.
Evolución de los sistemas de regulación de la presión
La evolución de los sistemas de apoyo a la regulación de presión puede resumirse en cuatro etapas principales:
- Décadas de 1960 y 1970: sistemas electromecánicos cableados, fiables pero limitados a instalaciones próximas.
- Década de 1980: incorporación de líneas telefónicas y sistemas neumáticos para la programación horaria de la presión, con mayor alcance, pero sensibles a las condiciones ambientales.
- Década de 1990 y primeros años 2000: integración de la telefonía móvil, eliminando las limitaciones geográficas, aunque con elevados consumos energéticos.
Actualidad: sistemas electromecánicos inteligentes, como GOLEM, que combinan comunicaciones móviles y satelitales, reducen el consumo energético y permiten su integración en equipos de distintos fabricantes.
Funcionalidades de la modulación de la presión y del caudal
Las funcionalidades de la modulación de la presión son tres:
- alcanzar y mantener un objetivo de presión
- limitación del caudal
- ajuste de la presión durante las franjas horarias diarias.
Modulación de la presión
El gráfico siguiente muestra la modulación de la presión en el caso de que se alcance y se mantenga un determinado valor, y representa la presión de la red en función del tiempo.
Cuando la presión medida se desvía del objetivo definido, GOLEM-ZERO realiza pequeños ajustes progresivos sobre el sistema de regulación.
Tras cada actuación, analiza la respuesta obtenida antes de decidir si debe continuar corrigiendo, cambiar la dirección del ajuste o detener la intervención.
Se considera que el objetivo se ha alcanzado cuando la presión se encuentra dentro del margen de tolerancia configurado.
Mientras la función de mantenimiento permanezca activa, el sistema solo actuará cuando la presión abandone la banda muerta definida, evitando maniobras innecesarias y reduciendo el desgaste de los equipos.
Limitación del caudal
En el gráfico que se muestra a continuación, vemos los valores del caudal limitado y de la banda muerta. La limitación del caudal permite evitar que se supere un valor máximo preestablecido. Cuando el caudal se acerca al umbral límite, el sistema interviene en la sección de paso e inicia una fase de análisis. Si la tendencia al alza continúa, el sistema prosigue con correcciones adicionales hasta que el caudal vuelva a situarse fuera de la zona crítica.
Perfil semanal de la presión
La última funcionalidad de la modulación de la presión es el perfil semanal de presión, que permite definir un máximo de tres periodos diarios con una presión establecida, además de una presión predefinida para las horas no programadas.
De este modo, la red puede adaptar automáticamente el valor de la presión a las diferentes condiciones de funcionamiento previstas a lo largo de la semana.
Propuesta de regulación dinámica
Las lógicas de modulación desarrolladas para las redes de distribución de gas encuentran una nueva aplicación en la inyección de biometano. En este escenario, las variaciones de presión y caudal pueden afectar directamente a la continuidad del proceso, lo que hace necesario un control más dinámico de las condiciones de funcionamiento.
Durante los Smart Grid Days de 2019, presentamos una propuesta de aplicación del sistema GOLEM para la inyección de biometano en la red. Ese año asistimos a la puesta en marcha del primer sistema de inyección de biometano en la red en España y constatamos la problemática que plantea la inyección de pequeños caudales en grandes redes. En aquel momento, presentamos el gráfico que se muestra a continuación, en el que se observan las variables de caudal y presión, así como los puntos o rangos de condiciones extremas que el sistema de regulación dinámica debe evitar.
De ahí surge la necesidad de una regulación dinámica capaz de supervisar la presión y el caudal y de prevenir las condiciones extremas que podrían comprometer la continuidad de la inyección.
Funcionalidades de la regulación dinámica para la inyección de biometano
Desde entonces, el sistema GOLEM-ZERO para la inyección de biometano ha evolucionado hasta integrar tres funcionalidades de regulación dinámica:
- la limitación del caudal máximo junto con el aumento del flujo cuando el caudal desciende por debajo de los valores mínimos
- la reducción del caudal ante una disminución de la presión de entrada del biometano
- el aumento del punto de consigna ante un aumento de la presión de la red.
En este gráfico de caudal se observa el valor del caudal máximo registrado menos la tolerancia.
GOLEM-ZERO supervisa continuamente el caudal de inyección y actúa cuando éste se aproxima a los límites definidos.
Cuando el caudal se acerca al umbral máximo permitido, el sistema reduce progresivamente la sección de paso para evitar superar dicho límite.
Del mismo modo, cuando el caudal se aproxima al nivel mínimo operativo, el sistema intenta incrementarlo para recuperar condiciones de funcionamiento normales.
Si el proceso entra en una situación de caudal insuficiente, el sistema interrumpe las correcciones automáticas y permanece en modo de supervisión hasta que las condiciones permitan una recuperación estable
La misma lógica se aplica a la presión de entrada del biometano, con el objetivo de evitar condiciones que puedan reducir o interrumpir la inyección en la red.
Si la presión de entrada se aproxima al límite mínimo, el sistema reduce la inyección para favorecer la recuperación de la presión. Si la tendencia a la baja continúa y la presión entra en una zona insuficiente, el sistema suspende las intervenciones y permanece en modo de análisis.
Si la presión se recupera, el sistema sigue modulando la inyección para devolver el proceso a condiciones estables. Si, por el contrario, la presión sigue disminuyendo hasta acercarse a la presión de la red, la inyección puede interrumpirse y el caudal puede llegar a cero.
La última funcionalidad integrada en GOLEM-ZERO se refiere al incremento del punto de consigna en caso de aumento de la presión de la red. Cuando la presión de la red aumenta, el sistema puede elevar progresivamente el punto de consigna para mantener activa la inyección y evitar interrupciones del proceso.
El incremento continúa mientras las condiciones físicas de la instalación lo permitan.
Para obtener más información detallada, puede descargar el informe técnico completo.
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Líder de protección catódica y comunicaciones en Kromschroeder
Luis Castaño dirige el equipo operativo que, dentro del grupo de gestión de la energía, se ocupa de la comercialización, la asistencia posventa y la industrialización de los productos para la gestión remota de la protección catódica, así como de la comunicación y el control remoto en las redes de distribución de gas.
