Purga de Argón vs. Nitrógeno para Inertización Atmosférica

La fabricación y el almacenamiento de productos electrónicos, químicos y materiales sensibles a la humedad requieren frecuentemente el uso de un ambiente inerte. La presencia de aire atmosférico dentro de estos procesos causará daños y disminuirá su vida útil debido a los efectos corrosivos del oxígeno, la humedad y otras impurezas en suspensión.

Una solución industrial a este problema implica el uso de técnicas de purga utilizando gases inertes como el nitrógeno y el argón. Aunque ambos gases son eficaces para lograr la inertización requerida, los recipientes purgados con argón frente a los purgados con nitrógeno presentan importantes diferencias físicas, químicas y económicas.

En este artículo, consideraremos las ventajas e inconvenientes de utilizar un proceso de purga con argón frente a uno con nitrógeno.

Gas nitrógeno

El nitrógeno gaseoso tiene propiedades únicas que lo hacen adecuado para inertizar procesos industriales. La estabilidad química intrínseca del nitrógeno reducirá las posibilidades de que se produzcan reacciones químicas/combustiones no deseadas.

Estructuralmente hablando, el nitrógeno está compuesto por dos átomos que forman su molécula (N2) sin electrones libres. Como resultado, presenta propiedades como las de un gas noble (completamente inerte).

Cómo se genera el gas nitrógeno

Aunque el nitrógeno es omnipresente, para generar una cantidad industrialmente significativa del gas se requiere que los fabricantes opten por uno de los tres métodos de síntesis.

• Técnicas de adsorción por oscilación de presión (PSA) que se basan en la adsorción diferencial de una mezcla de gas cuando se pasa a través de un material adsorbente.

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• Generación de nitrógeno por membrana que se hace usando una membrana semipermeable para separar una mezcla gaseosa en sus constituyentes.

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• La destilación fraccionada produce gas de un porcentaje muy alto de pureza.

La elección de la técnica utilizada en la producción de nitrógeno depende de los requisitos del operador para la pureza del nitrógeno y las consideraciones de costo.

¿Por qué el nitrógeno es un buen gas para inertizar?

En un entorno industrial, hay algunos beneficios significativos que hacen que el blanketing y la inertización con nitrógeno sean ideales. Aunque el nitrógeno no es un gas noble, es uno de los gases más estables químicamente que se encuentran en el medio ambiente. Debido a su abundancia en la naturaleza, puede ser aprovechado para fines de inertización a precios económicos.

Además, un objetivo clave en la inertización atmosférica es la prevención de la oxidación que se realiza introduciendo cantidades calculadas de nitrógeno para desplazar el oxígeno ambiental. El paso de una corriente de nitrógeno gaseoso a través de un proceso industrial desplazará el oxígeno presente o mantendrá sus niveles por debajo de los rangos en los que se producirán procesos oxidativos no deseados.

Por último, el uso de generadores de nitrógeno in situ garantizará la síntesis de sólo las cantidades necesarias del gas cuando se necesite, eliminando la necesidad de espacio de almacenamiento y aumentando la eficiencia general del proceso.

Gas argón

El argón es un ejemplo de gas noble, lo que significa que es completamente estable. Posee un alto nivel de no reactividad a otras sustancias químicas. Esto lo hace adecuado para los procesos industriales, incluyendo el blanketing de argón. El gas argón es más denso que el aire, lo que lo hace ideal para desplazar el oxígeno en áreas confinadas.

¿Cómo se genera el gas argón?

A pesar de ser uno de los elementos nobles más comunes, el gas argón constituye sólo una pequeña proporción del aire atmosférico junto con otros gases nobles (0,934%). Por ello, sintetizar gas argón es mucho más costoso que generar nitrógeno. Una forma pura de argón gaseoso puede recuperarse del aire atmosférico destilando sus fracciones licuadas a temperaturas muy frías.

¿Por qué el argón es un buen gas para inertizar?

Debido a sus propiedades que lo hacen incoloro, inodoro y no tóxico, el gas argón es bastante útil en aplicaciones industriales como la fabricación de pinturas, alimentos y bebidas. En estas aplicaciones, la purga con argón no alterará la calidad del producto, garantizando así la uniformidad de los estándares del producto.

En aplicaciones industriales con riesgo de corrosión, la inertización con argón es una opción inteligente. El argón puede utilizarse eficazmente para purgar trabajos metálicos sensibles a la humedad.

Atmósfera inerte de argón frente a nitrógeno

Aunque tanto el argón como el nitrógeno alcanzan un nivel similar de inertización, existen diferencias en su naturaleza química que influyen en las aplicaciones en las que se utilizan.

El argón es un gas más denso que el nitrógeno, y una aplicación industrial purgada con argón mantendrá fuera la humedad y el oxígeno de forma más eficaz como resultado. Sus moléculas se dispersarán menos fácilmente que con el nitrógeno. Sin embargo, generar una atmósfera inerte de argón es más caro que utilizar nitrógeno debido al mayor coste de la síntesis de argón.

¿Qué pasa con una mezcla de argón y nitrógeno?

En algunos casos, se puede utilizar una mezcla de gases de argón y nitrógeno para conseguir una inertización eficiente de la atmósfera industrial. Las concentraciones de cada gas dependen del proceso industrial y los requisitos involucrados.

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