El nitrógeno está presente de forma natural en el aire que respiramos y representa aproximadamente el 78 % de la atmósfera. Aunque normalmente no pensemos en él, es un gas muy utilizado en numerosos procesos industriales.
Pero ¿para qué sirve el nitrógeno y por qué tiene tantas aplicaciones?
Su baja reactividad en muchas condiciones permite utilizarlo para desplazar el oxígeno, proteger determinados materiales y crear atmósferas controladas. Por este motivo, tiene presencia en sectores como la alimentación, la electrónica, la industria química, la fabricación de plásticos o el tratamiento de metales.
¿Qué es el nitrógeno?
El nitrógeno es un gas incoloro e inodoro que se encuentra de forma abundante en el aire atmosférico.
En la industria se utiliza principalmente cuando interesa reducir la presencia de oxígeno en un espacio o proceso. Esto puede ayudar a evitar determinadas reacciones químicas, limitar la oxidación o mantener unas condiciones más estables durante la fabricación, el almacenamiento o el transporte de productos.
¿Para qué sirve el nitrógeno en la industria?
Una de sus aplicaciones más importantes es la inertización.
Este proceso consiste en introducir nitrógeno en un depósito, recipiente, tubería o zona de trabajo para desplazar parte del oxígeno presente.
Al reducir la cantidad de oxígeno, se pueden controlar mejor determinadas reacciones y crear una atmósfera adecuada para procesos que requieren unas condiciones más estables.
También se utiliza para purgar instalaciones, proteger productos durante su almacenamiento y participar en diferentes etapas de fabricación.
Nitrógeno en la industria alimentaria
Uno de los usos más conocidos se encuentra en el sector alimentario.
El nitrógeno puede utilizarse en sistemas de envasado en atmósfera modificada, donde se reduce la cantidad de oxígeno dentro del envase.
Esta técnica puede ayudar a limitar procesos de oxidación que afectan al sabor, el color o la conservación de determinados alimentos.
Es habitual encontrar aplicaciones de nitrógeno en productos como café, frutos secos, snacks, carnes, pescados y otros alimentos envasados.
Aplicaciones en electrónica
En la industria electrónica también resulta útil controlar la presencia de oxígeno.
Durante determinados procesos de soldadura y fabricación de componentes, una atmósfera con nitrógeno puede ayudar a reducir la oxidación de las superficies metálicas.
Por este motivo, se utiliza en procesos relacionados con circuitos impresos, componentes electrónicos y otras aplicaciones donde resulta importante mantener unas condiciones controladas durante la fabricación.
Purga de depósitos y tuberías
Otro uso habitual del nitrógeno es la purga de instalaciones.
Introducir nitrógeno en tuberías, depósitos o reactores permite desplazar otros gases presentes en su interior antes de iniciar determinadas operaciones.
Esta técnica es frecuente en industrias químicas y de procesos, donde puede ser necesario preparar el interior de un equipo antes de almacenar, transportar o transformar determinados productos.
Nitrógeno en la fabricación de plásticos
El nitrógeno también tiene aplicaciones en la industria del plástico.
Puede utilizarse en procesos de moldeo, extrusión y almacenamiento de determinados materiales, especialmente cuando interesa limitar el contacto con el oxígeno.
Además, puede emplearse para proteger determinadas materias primas o productos durante diferentes etapas de fabricación.
Uso del nitrógeno en metalurgia
En procesos relacionados con los metales, el nitrógeno puede formar parte de atmósferas utilizadas durante determinados tratamientos o procesos productivos.
También tiene aplicaciones en operaciones de corte y transformación de materiales, dependiendo del tipo de metal y del acabado que se quiera conseguir.
Nitrógeno gaseoso y nitrógeno líquido
Aunque ambos están formados por el mismo elemento, sus aplicaciones son diferentes.
El nitrógeno gaseoso se utiliza habitualmente para inertización, purga, almacenamiento y diferentes procesos industriales.
El nitrógeno líquido, por su parte, se encuentra a temperaturas extremadamente bajas y se utiliza principalmente para refrigeración, congelación y aplicaciones criogénicas.
Por tanto, no todas las empresas que utilizan nitrógeno necesitan almacenarlo en estado líquido.
¿Cómo se obtiene el nitrógeno industrial?
El nitrógeno puede obtenerse separándolo del resto de gases presentes en el aire.
Una de las opciones es la destilación criogénica, utilizada para producir gases mediante procesos a temperaturas muy bajas.
También existen sistemas capaces de generar nitrógeno a partir de aire comprimido, algo especialmente interesante en determinadas instalaciones industriales.
¿Cómo funciona un generador de nitrógeno?
Una de las tecnologías utilizadas es la PSA, siglas de Pressure Swing Adsorption.
En estos sistemas, el aire comprimido pasa a través de un material que permite separar parte del oxígeno y otros componentes, obteniendo una corriente con una elevada concentración de nitrógeno.
Otra tecnología disponible utiliza membranas especiales que separan los gases presentes en el aire en función de sus características.
Este tipo de sistemas permite generar nitrógeno directamente en la propia instalación industrial.
¿Todos los procesos necesitan la misma pureza?
No. La concentración de nitrógeno necesaria depende de la aplicación.
Algunos procesos funcionan correctamente con niveles moderados de pureza, mientras que otros necesitan concentraciones mucho más elevadas.
Por eso, uno de los aspectos más importantes es conocer las necesidades reales del proceso y ajustar la producción de nitrógeno a esas condiciones.
¿Por qué se utiliza tanto el nitrógeno?
Entender para qué sirve el nitrógeno ayuda a comprender por qué está presente en sectores tan diferentes.
Su capacidad para desplazar el oxígeno y crear atmósferas controladas permite utilizarlo en alimentación, electrónica, química, plásticos, metalurgia y muchos otros procesos industriales.
Además, la posibilidad de producir nitrógeno directamente a partir del aire comprimido mediante sistemas específicos hace que sea un gas especialmente interesante para determinadas instalaciones industriales.
En AIR JMB, esta tecnología está directamente relacionada con sus soluciones de generación de gases, incluyendo sistemas destinados a la producción de nitrógeno para distintos usos industriales.