DIN 51718 Ensayo de combustibles sólidos - Determinación del contenido de agua y el nivel de humedad de la muestra de análisis

DIN 51718 Ensayo de combustibles sólidos - Determinación del contenido de agua y el nivel de humedad de la muestra de análisis

La norma “DIN 51718 Ensayo de combustibles sólidos - Determinación del contenido de agua y de humedad de la muestra analítica”, publicada por el Instituto Alemán de Normalización (DIN), describe los procedimientos estandarizados para determinar el contenido de agua y de humedad de muestras analíticas en combustibles sólidos.

DIN 51718 Ensayo de combustibles sólidos - Determinación del contenido de agua y el nivel de humedad de la muestra de análisis

El contenido de humedad es uno de los parámetros de calidad más importantes para los combustibles sólidos. Afecta directamente a:

  • Valor calorífico (poder de calentamiento),
  • Cálculos de masa,
  • Convertir los resultados analíticos a condiciones de referencia (por ejemplo, en base seca, sin agua y sin cenizas),
  • Comportamiento de almacenamiento, transporte y eficiencia de combustión.

Por lo tanto, la determinación precisa del contenido de humedad es crucial para el comercio de carbón, las centrales eléctricas, la producción de coque, la certificación de biocarbón, los combustibles de biomasa y el control de calidad del combustible.

Esta norma se aplica a combustibles sólidos como:

  • carbón duro
  • carbón marrón / lignito
  • coque
  • Briquetas
  • turba
  • Otros combustibles sólidos similares (incluidos en la práctica algunos biocombustibles y biocarbón)

La norma DIN 51718 define tres métodos principales para determinar el contenido total de agua, seleccionados en función del tipo de combustible, el tamaño de las partículas, el nivel de humedad previsto y la precisión requerida:

  • Método A: Secado en dos etapas (generalmente el método de referencia para el carbón):
  • Primera etapa: Presecado suave a aproximadamente 40 grados (para eliminar la humedad superficial/libre sin descomposición).
  • Segunda etapa: Secado final (humedad higroscópica) hasta alcanzar una masa constante a aproximadamente 106 grados.

Este método es especialmente adecuado para el carbón duro y el coque, ya que previene la oxidación o la pérdida de materia volátil.

  • Método B: Secado directo a alta temperatura:
  • Secado en una sola etapa a 105–110 grados (secado típico en horno hasta alcanzar una masa constante).
  • Se utiliza habitualmente para muchos combustibles sólidos que no presentan una sensibilidad particular a la temperatura.
  • Método C: Procedimiento alternativo/simplificado (según el ejemplo)
  • Se utiliza en situaciones especiales (por ejemplo, combustibles muy húmedos o comprobaciones rutinarias rápidas).

Para garantizar la reproducibilidad, se definieron con precisión la temperatura, el tiempo de secado, la masa de la muestra (aproximadamente de 1 a 50 g, según la etapa), el tipo de crisol, el enfriamiento en el secador y la fórmula de cálculo (porcentaje de contenido de agua).

El método de cálculo es estándar. Los resultados se suelen presentar tal como se reciben o convertidos a otras bases.

La norma DIN 51718 es técnicamente muy similar a (y en la práctica se considera generalmente equivalente a) las siguientes normas:

  • ISO 589 Carbón duro - Determinación de la humedad total (método de dos etapas)
  • Serie CEN/TS 14774: Biocombustibles sólidos – Determinación del contenido de humedad (método de secado en horno)

Muchos laboratorios y sistemas de certificación (por ejemplo, la certificación europea de biocarbón, las normas mundiales de biocarbón C-Sink) reconocen explícitamente la norma DIN 51718 (en concreto, el método A) como un procedimiento aceptado o equivalente junto con sus versiones ISO.

Las aplicaciones prácticas actuales de esta norma son las siguientes:

  • Laboratorios de carbón y coque
  • Control de calidad de la biomasa y los pellets de madera.
  • Producción y certificación de biocarbón (a menudo haciendo referencia a la norma DIN 51718 para el contenido de materia seca/humedad).
  • Inspección de combustible en la central eléctrica
  • Investigación y desarrollo en el campo del procesamiento de combustibles sólidos.

En resumen, la norma DIN 51718 describe un método para determinar el contenido de agua (humedad) de combustibles minerales sólidos como el carbón y el coque. El contenido de humedad es uno de los parámetros más importantes que afectan la calidad del combustible, su poder calorífico, su comportamiento durante el almacenamiento y la eficiencia de la combustión.

La norma DIN 51718 se aplica principalmente a lo siguiente:

  • carbón duro
  • Lignito (carbón marrón)
  • Cocinar
  • Briquetas
  • Otros combustibles minerales sólidos

Esta norma define los procedimientos para determinar la humedad total o el contenido de humedad analítica mediante secado controlado bajo condiciones específicas. La determinación se basa en:

  • Pesar una muestra de combustible preparada.
  • Secado en condiciones controladas de humedad y temperatura.
  • Volver a pesar la muestra seca.
  • Calculado como pérdida de masa.

El contenido de humedad se expresa como un porcentaje de la masa original de la muestra.

Los pasos de este método son generalmente los siguientes:

  • Preparación de la muestra (trituración y homogeneización)
  • Pesar la muestra de prueba
  • Secado en horno (normalmente a unos 105 grados en condiciones atmosféricas).
  • Enfriamiento en el desecador
  • Último pesaje
  • Cálculo de humedad

La determinación del contenido de humedad se considera importante por las siguientes razones:

  • Corrección del poder calorífico: El agua no contribuye a la energía de combustión. Una mayor humedad reduce el poder calorífico efectivo.
  • Almacenamiento y transporte: Humedad excesiva:
  • Incrementa los costos de transporte.
  • Promueve la degradación biológica (especialmente en el lignito).
  • Aumenta el riesgo de calentamiento espontáneo.
  • Control de procesos: Las centrales eléctricas y las calderas industriales requieren una calidad de combustible constante para una combustión estable.

La norma DIN 51718 se utiliza ampliamente en las siguientes áreas:

  • plantas de generación de energía
  • Laboratorios de comercio y control de calidad del carbón
  • Instalaciones de producción de coque
  • plantas de cemento
  • industria siderúrgica

La norma DIN 51718 forma parte de la serie más amplia de normas DIN 51700 que abarcan los ensayos de combustibles sólidos. Técnicamente, es compatible con las siguientes normas internacionales:

  • ISO 589 Carbón duro - Determinación de la humedad total
  • ASTM D3173 Método de ensayo estándar para determinar el contenido de humedad en muestras de análisis de carbón.

Aunque los métodos son similares, existen pequeñas diferencias en la temperatura de secado, la preparación de las muestras o los principios de presentación de informes.

La determinación precisa de la humedad permite lo siguiente:

  • prácticas de comercio justo
  • Cálculos fiables del rendimiento energético
  • Cumplimiento de las normas legales
  • Eficiencia de combustión optimizada

En conclusión, la norma DIN 51718 sigue siendo fundamental en el análisis de combustibles, ya que proporciona valores de humedad fiables y comparables para combustibles sólidos. Si bien existen normas más recientes específicas para biocombustibles, aún se cita y utiliza ampliamente. Dado que la humedad afecta directamente al valor energético, el comportamiento durante la manipulación y el rendimiento industrial, esta norma desempeña un papel crucial en los laboratorios de análisis de combustibles y en la industria de producción de energía.

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