¿Qué son las Aplicaciones Criogénicas?
La palabra «criogenia» proviene de dos palabras griegas, «kryos» que significa frío helado, y «genes» que significan formar. El término criogénico fue utilizado por primera vez en 1875 y ha entrado en uso general desde 1955. Las temperaturas criogénicas se consideran normalmente por debajo de (-) 100ºC.
Uno de los principales beneficios de la manipulación de gases en forma licuada es la enorme reducción de volumen que resulta de la licuefacción del gas. Los ahorros se consiguen porque un metro cúbico de gas licuado es equivalente a muchos cientos de metros cúbicos de volumen de gas a presión y temperatura ambiente. Por lo tanto, el manejo de fluidos criogénicos requiere menos espacio de almacenamiento. Las aplicaciones criogénicas se encuentran en las industrias del acero, el espacio, refinerías, la soldadura, el químico, el vidrio, el cemento, los alimentos, la electrónica y la medicina. Los principales gases incluyen propano, amoníaco, CO2, argón, oxígeno, helio, hidrógeno, nitrógeno, etano, etileno, metano y cloro.
Existe una variedad de equipos asociados con la separación y licuefacción de gases. Estos incluyen intercambiadores de calor, equipos de caja fría, columnas de destilación, recipientes de almacenamiento y compresores. Además, el almacenamiento, transporte, distribución y consumo final de fluidos criogénicos también requieren una serie de equipos mecánicos, tuberías, válvulas e instrumentación. Debido a la naturaleza frágil y quebradiza del acero al carbono a baja temperatura, este material no es adecuado para aplicaciones criogénicas. Los aceros al carbono se pueden utilizar en servicio a baja temperatura hasta sólo aproximadamente (-) 45ºC, con las pruebas y precauciones adecuadas.
La mayoría de los metales no ferrosos son adecuados para servicio a baja temperatura. Esencialmente, todas las aleaciones de cobre, aluminio y aleaciones de alto níquel permanecen resistentes y dúctiles en el rango criogénico. Las aplicaciones a baja temperatura también utilizan aleaciones de bajo níquel, como 2 1/4 Ni y 3 1/2 Ni. Las aplicaciones criogénicas utilizan 9% de Ni, acero inoxidable y aluminio. Los aceros inoxidables austeníticos son capaces de exposición a temperaturas cero absoluto, (-) 275ºC.
Los recipientes típicos para líquidos criogénicos son recipientes a presión, esferas o tanques. En cualquier caso, el dispositivo de almacenamiento normal consiste en una pared doble, como un termo. Entre las dos paredes hay una barrera de aislamiento para mantener el frío dentro del recipiente interno. El mantenimiento de este vacío se convierte en uno de los problemas de servicio a largo plazo. Muchos de los desarrollos en el campo criogénico sólo han sido posibles debido al desarrollo de aislamiento de alta eficiencia. A diferencia de la mayoría de los procesos que están aislados para mantener el calor, el aislamiento criogénico está diseñado para mantener el calor fuera.
Fuente: Pressure Vessel Design Manual por Dennis Moss
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