¿Cómo se usa el argón en la producción de vidrio y metales?
Hace unos 130 años…
El argón fue identificado durante experimentos con nitrógeno y oxígeno llevados a cabo por los británicos Sir William Ramsay y Lord Rayleigh, en los que intentaban separar estos gases de la mezcla atmosférica. Observaron que dicho gas noble era un componente previamente no reconocido, y que representa aproximadamente el 0,94% de la atmósfera de la Tierra.
A principios de los años 1900, las aplicaciones prácticas de este elemento comenzaron a tomar forma. En 1910, sus propiedades inertes fueron reconocidas como valiosas en procesos industriales, especialmente en la metalurgia y la producción de vidrio. Científicos e ingenieros pronto comprendieron que el argón podía crear un ambiente libre de oxígeno, crucial para preservar la integridad de los metales y el vidrio durante su fabricación.
Hoy en día, más de un siglo después, el argón sigue siendo un componente crítico en estas industrias, en las cuales se han aprovechado sus propiedades únicas para mejorar la calidad y la eficiencia de los materiales producidos.
Sir William Ramsay (1852 – 1916)
Ventajas del uso del argón en la producción de vidrio y metal
En la fabricación de vidrio, el argón desempeña un papel importante debido a su inercia. Cuando se utiliza durante el proceso de fusión del vidrio, este previene reacciones químicas no deseadas que pueden afectar a la calidad del cristal resultante. Los principales impactos incluyen:
- Prevención de la oxidación: ayuda a evitar la oxidación de elementos que son críticos en la composición del vidrio, como el plomo y el bario.
- Pureza mejorada: garantiza que el producto final está libre de impurezas e inclusiones que podrían ocultar su claridad o fuerza.
- Reducción de las burbujas: el argón minimiza la formación de burbujas en el vidrio fundido, que de otro modo pueden debilitarlo o afectar su calidad estética.
- Eficiencia energética: al reducir la necesidad de pasos adicionales de refinación, el uso de argón puede contribuir a lograr procesos de producción más eficientes en términos energéticos
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En metalurgia, el argón es similarmente valorado por sus propiedades inertes, que influyen tanto en la calidad como en las propiedades de los productos metálicos finales. Los principales efectos incluyen:
- Prevención de la contaminación: el argón protege a los metales fundidos de la contaminación por gases atmosféricos, especialmente el oxígeno y el nitrógeno, evitando así probables reacciones no deseadas.
- Propiedades mejoradas: al reducir la presencia de elementos no deseados en la estructura molecular del metal, el argón contribuye a mejores propiedades mecánicas, como un aumento de la resistencia y la durabilidad.
- Reducción de defectos: contribuye a minimizar defectos como la porosidad y la oxidación, que pueden afectar el rendimiento y la apariencia de los productos metálicos.
- Superficie más limpia: ayuda a lograr un acabado de superficie más limpio, importante para aplicaciones estéticas y funcionales.
El proceso de incorporación de argón en estos procesos
En la producción de vidrio:
- Purga con argón: se usa para “purgar” el horno de fundición y asegurar que la atmósfera dentro de este esté libre de oxígeno y otros gases reactivos que de otro modo perjudicarían el material.
- Ambiente controlado: la atmósfera de argón controlada se mantiene a lo largo de las etapas de fusión y refinación para evitar reacciones que podrían afectar la calidad del vidrio.
- Flujo continuo: en algunos casos, el argón fluye continuamente a través de la fundición del vidrio para mantener la atmósfera deseada y para ayudar a mezclar la fusión, ayudando a la distribución uniforme de la temperatura y la composición.
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En la producción de metales:
- Argon Shielding: el argón se utiliza como un gas de protección en procesos como la soldadura de arco y el gas metal arc welding (GMAW), donde previene la oxidación y la contaminación de la zona de soldadura.
- Atmosfera inerte: durante la fusión y el refinamiento de los metales, se introduce el argón para crear una atmósfera inerte que impide la interacción del metal fundido con los gases atmosféricos.
- Reducción de burbujas: el argón también se utiliza para reducir la formación de burbujas en metales fundidos, mejorando la calidad de las fundiciones y del aspecto del producto final.
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