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Aplicaciones

Aplicaciones con líquidos y gases criogénicos

ARGÓN
Este gas posee una baja conductividad térmica, lo que permite que el plasma sufra menor expansión a través de la ionización térmica, generada por la capacidad del gas de trasladar la energía.

Esta característica del Argón permite que al encender el arco sea más fácil al mismo tiempo que las variaciones del voltaje del arco, provocadas por la alteración de la longitud del mismo, sean menores, produciendo un arco más estable.

Por este motivo es el gas de protección más utilizado en el proceso GTAW.
El efecto de esa alta temperatura localizada, provocada por la ionización concentrada, dará como resultado una penetración también localizada.

Asimismo, muchas aplicaciones con este gas y mezcla de este con otros como por ejemplo el CO 2 , permite alcanzar niveles óptimos como gas protector.
GAS CARBÓNICO - C02
El CO 2 , comúnmente denominado Gas Carbónico, ejerce un fuerte efecto inhibidor sobre el crecimiento bacteriano, particularmente efectivo contra bacterias aerobias de la descomposición, gram negativas, tales como Pseudomonas sp., que provocan pérdida de color y malos olores en carnes, aves y pescados, las que no retrasan el crecimiento de las bacterias ácido-lácticas, que se incrementan en presencia de dióxido de carbono, tampoco tiene efecto sobre las levaduras.

La absorción de CO 2 , depende en gran medida de los contenidos de humedad y grasa de los productos. Las concentraciones elevadas de CO2 pueden provocar la decoloración y desarrollo de sabores ácidos punzantes, en carnes rojas y aves; algunos productos lácteos, como cremas, son muy
sensibles a la concentración de CO2 y favorece el manchado.

Este gas difunde a través del film de envasado por encima de 30 veces más rápido que cualquiera de los otros gases empleados en el envasado de productos alimenticios.

Muchas son las aplicaciones con este gas, tales como:


  • Carga de extintores contra incendio.

  • Mezcla con otros gases como gas protector en procesos de soldadura.

  • Agente regulador del grado de acidez – alcalinidad en aguas residuales y en tratamiento de aguas industriales.



Los ácidos minerales (sulfúrico, clorhídrico, etc.) que se utilizan con mucha frecuencia, en diversos procesos industriales y mineros, son capaces de volver a neutralizarse en el agua, aunque suponen un aumento de la salinización y presentan importantes requisitos en cuanto a su almacenamiento.

El empleo del dióxido de carbono (CO 2 ), constituye una vía más eficiente, y, al mismo tiempo, más natural, ya que el mismo, forma parte del sistema tampón presente en el agua, y, por tanto, no produce salinización y el nivel del pH puede regularse con exactitud; de este modo, el tratamiento del agua puede realizarse de forma económica y segura.

Tres fases y un objetivo: la neutralización




El propio proceso de neutralización sucede en tres fases desde el punto de vista químico, pero en la práctica es progresiva: tras las reacciones químicas de las fases 1 y 2, el nivel del pH en la tercera fase se encuentra ya por debajo del 8.3, y si se continúa añadiendo CO2, se aproxima paulatinamente a su límite inferior. Este límite depende de cada caso en particular, de la presión del CO2, la concentración de hidrogeno carbonatos, la temperatura y de otras sustancias disueltas en el agua.

El CO2 como ácido débil, suele tener un proceso de neutralización sencillo y obtener ventaja de ello: en contraste con los ácidos fuertes, una adición continuada de CO2 estando cercano el punto de neutralización no conduce a una repentina sobre acidificación, pudiendo prescindirse de caras y difíciles técnicas de regulación.

Tradicionalmente, los ácidos minerales como el clorhídrico y el ácido sulfúrico como agentes neutralizantes se han utilizado para la neutralización de las aguas residuales, pero el requerimiento de soluciones ambientalmente compatibles, seguras y rentables, han permitido el uso a nivel mundial del CO2 , ya que es cada vez más importante por sus ventajas sobre ácidos minerales, el mismo que disuelto en agua, y con buenos controles del PH, el CO2, es ampliamente utilizado en el tratamiento de aguas residuales, con el objetivo de alcanzar un nivel de neutralización a niveles muy cercanos a valores comprendido entre 7 y 9.

OXÍGENO
Probablemente el oxígeno sea el gas más importante en aplicaciones, siendo utilizado tanto por los microorganismos aerobios que provocan la descomposición, como por los tejidos vegetales, y participa en algunas reacciones enzimáticas en los alimentos.
Por estas razones, en el envasado en atmósfera modificada, se elimina o se reduce hasta niveles tan bajos como sea posible.

Las excepciones; se presentan cuando el oxígeno es necesario para la respiración de frutas y hortalizas, la retención de color, como la carne roja, o para evitar las condiciones anaerobias en el caso del pescado blanco.

El uso del Oxígeno de alto nivel de pureza, en la tecnología de tratamiento de aguas residuales sin el lastre de nitrógeno, ha demostrado que puede disolverse en agua más rápidamente y con menos energía, lo cual permite una respuesta flexible, incluso ante grandes fluctuaciones en la demanda, ya que se debe introducir el 4% del volumen de aire, cuando se utiliza oxígeno puro, dando como resultado ventajas alentadoras, tales como reducidos costos de aparatos correspondientemente para la inyección de gas; mínima formación de aerosoles y menos eliminación de sustancias olorosas; reducidas averías hidráulicas en el funcionamiento de las plantas de filtración; sin perturbaciones de los procesos de sedimentación a través de flotación involuntaria (la sobresaturación de nitrógeno en los tanques de aireación profunda conduce a la emisión de gases en la sedimentación final).
La mezcla de aguas residuales y lodos activados en membrana biologías es extraordinariamente viscoso, lo que hace difícil la absorción de una burbuja de oxígeno en el sistema de aireación a presión; sin embargo, se tiene sistemas desarrollados, en los cuales el sistema de inyección de oxígeno especialmente para lodos viscoso activados, permiten tasas de entrada elevadas de las moléculas de oxígeno, logrando la disolución de más de 2,5 veces mayor con un 2,5 veces menor de consumo de energía que con la inyección de aire. En el caso de reactores operados bajo presión, el ahorro de energía es aún más drástico; en un vertedero de una planta de agua de filtración, este tipo de sistema también demuestra que para el suministro de oxígeno suplementario fue posible mejorar el rendimiento de limpieza directamente en un 40%.

PROCESOS DE COMBUSTIÓN CON INYECCIÓN DE OXÍGENO ENRIQUECIMIENTO DEL AIRE DE COMBUSTIÓN
La combustión es un proceso químico exotérmico, la reacción es entre un combustible y oxígeno.

El alto contenido de nitrógeno del aire (79 % en volumen aproximadamente) reduce la probabilidad de una colisión de oxígeno y moléculas de combustible y, por lo tanto, limita la velocidad de la reacción.

La fracción de nitrógeno inerte también debe ser calentado sin tomar parte en la reacción que resulta en una pérdida de energía.

La eficiencia de la combustión en otras palabras se hace más eficiente, aumentando sustancialmente oxígeno puro como agente oxidante en lugar de aire (oxyfuel).

Esto conduce a una mayor producción y/o una reducción del consumo de combustible.

En la mayoría de los casos, el oxígeno se usa en procesos de combustión que requieren llamas con temperaturas muy altas, con altas velocidades de reacción, conllevando a un aumento de la producción.


El enriquecimiento del aire de combustión con oxígeno, es una de las maneras económicas de mejorar el rendimiento de la combustión o forjas; es posible aumentar la capacidad entre un 11 y un 30 %, o reducir el consumo energético entre un 8 y un 40 %.


Algunas de las aplicaciones con el mejoramiento del porcentaje de oxígeno en el aire de combustión son:
• Procesos siderúrgicos metálicos y no metálicos
• Procesos de refinación en metalurgia
• Fabricación del vidrio
• Procesos de combustión en calderas – generadores de vapor de agua
• Procesos de fundición
• Procesos de post combustión, especialmente en la emisión de monóxido de carbono

NITRÓGENO
El nitrógeno es un gas inerte, con baja solubilidad en el agua y en grasas, se utiliza fundamentalmente en atmósfera modificada para desplazar el O2, así como para prevenir el enranciamiento en los frutos secos.

LA CRIOMOLIENDA

Molienda criogénica, denominada también criomolienda, significa literalmente "molienda en frío", lo cual sirve para moler hierbas aromáticas y especias, como también para la peletización del caucho y otros materiales.
La temperatura de molienda se mantiene bajo control mediante enfriamiento en el molino y el producto usando CO2 líquido o nitrógeno líquido (LIN).
La molienda criogénica para el caso de los productos vegetales, especias y las hierbas aromáticas, mantiene una baja temperatura controlada evitando así la evaporación de los aceites esenciales y la conservación del sabor.
Muchos son los beneficios al utilizar esta tecnología, tales como mayor capacidad de molienda; los aceites volátiles no se pierden durante la molienda (es decir, hierbas y especias); previene el daño térmico a materiales sensibles a la temperatura o materiales que contiene grasas; tamaños de grano más pequeños; prolonga la vida útil del molino; se recicla menos producto de regreso al molino; no hay explosiones de polvo ni riesgos de incendio al desplazar el oxígeno.

USO DEL NITRÓGENO EN EL INFLADO DE NEUMÁTICOS

Las explosiones de neumáticos inflados con aire atmosférico, son el resultado de la combustión interna de los gases en los neumáticos, y son inducidas por una fuente de calor, la cual puede ser generada por diversas fuentes, tales como de soldadura, calentamiento de los componentes de los aros, fuego externo o excesivo uso de los frenos.
La explosión de un neumático es más violenta que un pinchazo, esta puede propulsar el neumático, los componentes del aro y los componentes del eje a una distancia de 500 m de la máquina. La fuerza de la explosión y las partículas propulsadas pueden causar daños personales e incluso la muerte.
El Nitrógeno en estado gaseoso y presurizado, minimiza la posibilidad de explosiones de los neumáticos de las unidades motrices, por cuanto elimina la posibilidad de combustión, pues desplaza el oxígeno comburente existente en el aire de la reacción.
El inflado de neumáticos permite mantener concentraciones de oxígeno dentro de los neumáticos bajo un 5% v/v, lo cual garantiza la no combustión interior.

EL NITRÓGENO, COMO AGENTE CONGELADOR EN LOS TRABAJOS DE MONTAJES DE MAQUINARIOS Y EQUIPOS MAYORES


El uso del nitrógeno líquido comúnmente conocido como LIN, es necesario para los montajes de grandes piezas que requieren ser contraídas físicamente.

El LIN que se encuentra aniveles de temperatura criogénicas, muy bajas a -186° C aproximadamente, sirve como fluido congelador, con el cual se baja la temperatura a cuerpos solidos por inmersión, logrando la contracción en sus medidas, permitiendo el alojamiento sin esfuerzos súbitos de piezas, que luego alcanzar su temperatura ambiental, les permite alcanzar ajustes eje agujeros con medidas controladas.

SISTEMAS BLANKETING CON NITROGENO

Los sistemas de blanketing son ampliamente utilizados en diferentes procesos industriales, con la finalidad de crear una atmósfera adecuada y poder extender la vida útil, integridad y conservación de los productos almacenados, evitando posibles concentraciones de materiales explosivos y con esto accidentes contra fuego y explosión.
EL principio de este proceso, se basa en la expulsión o retiro del oxígeno existente dentro del tanque, inyectando gas inerte que, por lo general es nitrógeno. Dicho proceso proporciona muchas ventajas tales como:
• El enrarecimiento del gas interno dentro de un tanque o espacio.
• Protección interna de la estructura del tanque de almacenamiento contra la corrosión.
• Permite el almacenamiento seguro de materiales, en un entorno inerte.


ARGOMIX
Las mezclas de gases se usan en muchas de las aplicaciones industriales especialmente para los procesos de soldadura, como también en la industria agroindustrial y de alimentos, en estas para la conservación de los alimentos, frutas, vegetales, entre otros.

Existen 3 tipos de mezclas de gases que son utilizados para el envasado en atmósfera modificada:
• Cobertura inerte (N2)
• Atmósfera semi-activa (CO2/ N2, O2/ CO2/ N2)
• Atmósfera completa/ activa (CO2, CO2/ O2)
La combinación de gases a utilizar depende de muchos factores, como tipo de producto, material de envase y la temperatura de almacenamiento.
En la siguiente tabla se relacionan las mezclas de gases recomendadas para utilización con diferentes productos.
GASES DE PROTECCIÓN – PROCESOS DE SOLDADURA
Como especialistas en gases y mezcla de gases para todas las aplicaciones, producimos gases especiales para la cortina de protección de los procesos de soldadura; entre estos los descritos a continuación:

REDES CENTRALIZADAS PARA SISTEMAS OXYACETILENO
Los requerimiento de seguridad, orden y limpieza en naves industriales y en especial en donde se tenga la necesidad de la utilización de procesos de corte oxiacetilénico como de soldaduras, requieren que el uso de redes centralizadas, con el objetivo de evitar traslados de cilindros, desabastecimientos, y sobre todo de evitar peligros y por ende riesgos en las actividades de manufactura; es por ello que una red centralizada se hace necesaria, la misma que tiene que ser adecuadamente diseñada e instalada.
THERMAS
• En fabricados en acero inoxidable, consistentes en dos tanques concéntricos, separados entre sí por
• un espacio que contiene material de super aislamiento y presión de vacío.
• Diseñados para almacenar líquidos a temperaturas criogénicas del orden de los -196°C y a presiones bajas en promedio de 250 psig.
• Los Liquid Cylinders, acorde a su uso, pueden ser de distintos tamaños y capacidades, e nuestro caso contamos con envases de 175 litros, con capacidad de 125 m3 para Oxigeno y de 120 m3 para Argón.
• Cada cilindro debe ser utilizado para el Liquido Criogénico que ha sido destinado almacenar, identificándolo a través de su etiqueta de seguridad e identificación correspondiente.
• No se debe intercambiar el uso de un Liquid Cylinder por cualquier otro gas, sin previa consulta o recomendación de un experto.
• Todo Liquid Cylinder por seguridad debe ser manipulado dentro de su protector metálico, a fin de evitar daños por internos, además de su nivel de aislamiento térmico.
• Todo cilindro debe ser transportado y utilizado en posición vertical.