La aplicación más extendida del nitrógeno líquido es el de agente refrigerante de bajo coste en el campo de la Criogenia. Algunos laboratorios de investigación lo emplean para atrapar materiales volátiles. Frecuentemente la refrigeración con nitrógeno líquido es el punto de partida para alcanzar temperaturas más bajas usando helio líquido. Su uso se ha visto incrementado con la llegada de materiales cerámicos que se vuelven superconductores a la temperatura de ebullición del nitrógeno líquido.
Otra de las grandes aplicaciones del nitrógeno líquido es su uso en Ciencias biológicas para la crioconservación de muestras incluyendo sangre, semen, células, tejidos, válvulas cardíacas y embriones para aplicaciones biomédicas humanas como la fertilización in vitro, transfusiones de sangre, investigación del cáncer, almacenamiento de células madre y cirugía cardíaca. También se emplea en la crioconservación de virus, patógenos y anticuerpos para la investigación y el tratamiento de enfermedades. Así mismo tiene un uso muy extendido en el campo de la criocirugía para el tratamiento de enfermedades de la piel asociadas con la dermatología clínica, quiropedia, enfermedades de transmisión sexual, ...
En la industria se usa el nitrógeno líquido como refrigerante en muchos campos. Se vierte como agua para enfriar un dispositivo electrónico a 77K (-196ºC) y se utiliza para la refrigeración de reactores químicos.
Otra de sus aplicaciones más conocidas es la industria alimentaria, donde se utiliza tanto para ultra-congelar alimentos, como más recientemente para la elaboración de platos cocinados con nitrógeno líquido (nouvelle cuisine).
Además a esa temperatura plásticos, cauchos y otros materiales tornan frágiles y algunos metales cambian sus características. La industria capitaliza este fenómeno en procesos que sería mucho más complejos o incluso imposibles a temperatura ambiente. La utilización de aplicaciones criogénicas en procesos industriales incrementa la capacidad, reduce costes y preserva el medio ambiente. En este sentido se emplea nitrógeno Líquido, por ejemplo, en la molienda criogénica donde por medio del congelamiento con nitrógeno líquido, el proceso criogénico permite reducir materiales elásticos y termo-sensibles a pequeñas partículas de forma económica, a la vez que controla la acumulación de calor en los equipos de molienda.
O en el crio-rebabado de goma de productos moldeados mecánicamente (o-rings, sellos, etc.), donde los excedentes de caucho se congelan con nitrógeno líquido quedando duros y quebradizos, de forma que pueden ser removidos con facilidad, además de conseguir un acabado de mejor calidad, una mayor productividad con respecto al rebabado tradicional manual o mecánico y una disminución de los costes de operación.
También se emplea en el reciclado de neumáticos ya que supone una tecnología más eficaz y favorable para el medio ambiente al conseguir que el elevado grado de separación de los componentes reduzca el impacto sobre el entorno.
Resonancia magnética nuclear (RMN)_ Esta es una de las aplicaciones más importantes del helio líquido ya que se ha consolidado como una técnica inocua de producción de imágenes para el diagnóstico médico. El helio líquido en estos equipos sirve para refrigerar la bobina superconductora.
Magnetoencefalografía
Refrigeradores de muy baja temperatura y sistemas de alto campo magnético.
Alguno de los distintos usos del nitrógeno gas en áreas científicas son:
Como un gas portador en cromatografía de gases.
Como gas balance de la calibración de las mezclas de gases para los sistemas de monitoreo medioambiental.
Como gas de purga, de secado o de inertizado de los analizadores o de los reactores (en forma gaseosa o líquida a baja temperatura).
En áreas industriales sus aplicaciones son:
En la industria química alguno de los usos que se le dan al nitrógeno son:
Inertización.
Almacenaje, a efectos de proteger las materias primas o producir finos líquidos en la formación de peróxidos y/o de goma, o en la contaminación de compuestos oxigenados.
Regeneración de placas de purificación (aluminio y tamiz moleculares).
Preparación de catalizadores y el transporte de polvos de polímero
Evacuación del calor generado en las placas reactoras de fluidos líquidos.
Control de la temperatura en los reactores.
Secado.
En la industria alimentaria el nitrógeno gaseoso (N2) se usa en contacto con los productos para evitar la oxidación o el crecimiento de microorganismos. Las atmósferas modificadas preservan y protegen los alimentos (nitrógeno puro o mezclado con CO2).
El nitrógeno se usa en la industria de vidrio, cemento y cal como un gas inerte especialmente para la creación en combinación con el hidrógeno de una atmósfera reductora por debajo del baño de estaño en el proceso de vidrio FLOAT (fabricación de vidrio plano).
En soldadura, corte y recubrimiento el nitrógeno es uno de los componentes de las mezclas especiales usados para los láseres CO2.
En la industria de petróleo y gas se utiliza para la protección de la calidad de productos e instalaciones (inertización).
En electrónica el nitrógeno se usa como gas portador para la protección total contra impurezas y oxidación en semiconductores y procesos de soldadura.
El llenado de neumáticos con nitrógeno incrementa la vida útil de éstos y por tanto disminuye las necesidades de reciclado o tratamiento cuando son desechados.
Gracias a sus características el helio gas posee multitud de aplicaciones especiales. Debido a su gran conductividad térmica el helio se utiliza en muchos procesos de soldadura y corte, así como en técnica láser. Su elevada difusividad lo convierte, por ejemplo, en un gas portador ideal para la cromatografía de gases o en el gas trazador más empleado en detección de fugas. Alguno de los distintos usos del helio gas en áreas científicas son:
Como gas portador y de barrido en cromatografía de gases.
Como gas de calibrado y de ensayo en análisis.
Para presurizar dewars de helio líquido en transferencias.
Para creación de atmósferas inertes.
Como conductor térmico a bajas temperaturas.
Como refrigerante.
En detección de fugas.
El helio gas tiene un amplio rango de usos en áreas industriales como son:
En técnicas de soldadura y corte:
Como gas portador.
Como gas activo en aplicaciones láser.
En buceo se usa como componente del gas de respiración.
Como refrigerante de reactores y generadores, por ejemplo, en la producción de fibra óptica.
En el tratamiento térmico de metales o componentes.
Para globos (meteorológicos, deportivos) y dirigibles.
En entretenimiento se emplea para:
Poner voz de pito. Ya que el sonido producido en nuestras cuerdas vocales y que sale al exterior, se mueve a una velocidad superior en el helio (casi tres veces) que en el aire. Y como la frecuencia de los sonidos producidos en una cavidad llena de gas (nuestra cavidad bucal) es proporcional a la velocidad del sonido en dicha cavidad, se produce un aumento en la frecuencia de esos sonidos.
Alguno de los distintos usos del argón gas en áreas científicas son:
Como gas portador y de barrido en cromatografía de gases.
En el ámbito industrial y científico se emplea universalmente en la recreación de atmósferas inertes (no reaccionantes) para evitar reacciones químicas indeseadas en multitud de operaciones.
Soldadura por arco y soldadura a gas
Fabricación de titanio y otros elementos reactivos.
Fabricación de monocristales – piezas cilíndricas formadas por una estructura cristalina continua – de silicio germanio para componentes semiconductores.
En áreas industriales las principales aplicaciones son:
El argón con mercurio se emplea como gas de relleno en lámparas incandescentes ya que no reacciona con el material del filamento incluso a alta temperatura y presión, prolongando de este modo la vida útil de la bombilla, ya que disminuye la rapidez con que se evapora el filamento. Y también en sustitución del neón en lámparas fluorescentes cuando se desea un color verde-azul en vez del rojo del neón.
También como sustituto del nitrógeno molecular (N2) cuando éste no se comporta como gas inerte por las condiciones de operación.
En el buceo técnico, se emplea el argón para el inflado de trajes secos (los que impiden el contacto de la piel con el agua a diferencia de los húmedos típicos de neopreno) tanto por ser inerte como por su pequeña conductividad térmica lo que proporciona el aislamiento térmico necesario para realizar largas inmersiones a cierta profundidad.
El láser de argón tiene usos médicos en odontología y oftalmología.
Back