Aplicaciones y usos del gas nitrógeno
N, el séptimo elemento
El nitrógeno es el elemento químico más abundante en la atmósfera de nuestro planeta, conformando casi cuatro quintas partes de esta. Alrededor de un 78% del aire que respiramos en todo momento es nitrógeno; el resto corresponde al oxígeno (21%), al argón y otros elementos en ínfimas cantidades (1%).
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Se presenta normalmente como un gas incoloro, inodoro, insípido e inerte que nuestro cuerpo no utiliza en absoluto por medio de la respiración; lo exhala sin alteración alguna, junto al dióxido de carbono.
No obstante, este gas ha sido siempre indispensable para nuestra existencia en muchas maneras, empezando por su importantísimo papel en el desarrollo de la biosfera (mediante su ciclo de fijación biológica), y continuando con sus numerosas aplicaciones tecnológicas, las cuales posibilitan en gran medida el estado actual de la sociedad como la conocemos.
¿Qué hace al nitrógeno tan especial y útil?
Sencillamente, sus características físicas: no tiene olor, color ni sabor, y más importante aún, es químicamente inerte, lo que significa que, a diferencia de la mayoría de los gases, no reacciona con otros elementos en condiciones normales.
Además de ello, tiene la capacidad para desplazar otros gases, por lo que se usa principalmente para crear una atmósfera inerte cuando la presencia de elementos en el aire, como el oxígeno, pueda dar lugar a un incendio, una explosión o causar la oxidación de un material.
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Sus características lo convierten en un material básico e imprescindible de muchos sectores productivos y, en consecuencia, es uno de los elementos más comercializados a nivel mundial, con un suministro virtualmente ilimitado, pues se extrae directamente del aire.
Los usos de los compuestos de nitrógeno son muy variados también, sin embargo, aquí consideraremos solamente los casos en lo que el nitrógeno se utiliza en su forma pura y como gas. Veamos entonces algunos de esas aplicaciones.
Aplicaciones del nitrógeno gaseoso
- En la industria de los alimentos
Para proporcionar una atmósfera no reactiva que permita la conservación prolongada de los alimentos envasados o a granel (retrasando la ranciedad y evitando daños oxidativos, como el cambio de los colores en los alimentos).
- En barriles de cerveza presurizados
Combinado con dióxido de carbono, o por sí solo, para presurizar los barriles de algunos tipos de cerveza, evitando que durante su transporte el líquido se airee, de manera que al servirla, la cerveza sea más suave y menos espumosa.
- En la industria de las bombillas
Como relleno de la recamara donde se ubica el filamento de tungsteno incandescente, que ardería y se evaporaría si estuviese en presencia de aire común, el cual contiene oxígeno. Podrían usarse otros gases inertes, como el argón o el helio, pero estos son más costosos que el nitrógeno.
- En la fabricación de componentes electrónicos
Para asegurar la integridad de las uniones en la soldadura sin plomo.
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- En sistemas de extinción de incendios
Específicamente para desplazar el oxígeno en el aire y reducir su concentración. Mientras el nitrógeno permanezca en un nivel aceptable para la exposición humana durante un corto período de tiempo, no debería representar riesgos de asfixia.
- En la industria petrolera y del gas natural
Para evitar los riesgos de explosiones e incendios por la alta reactividad de las materias primas manipuladas. Para ello, se purgan con nitrógeno los sistemas de compresores, tuberías y reactores, además de los tanques de almacenamiento.
- En la industria química
En la producción de fertilizantes, ácido nítrico, nylon, tintes y explosivos.
- En análisis químicos
Para concentrar y reducir el volumen de muestras líquidas.
- En la fabricación de acero inoxidable
Hay varios casos en los que se puede agregar nitrógeno al acero inoxidable durante su fabricación con la finalidad desmejorarlo. Este influye en la dureza, la conformabilidad, la resistencia a la deformación y las propiedades de impacto del material.
- En cierto tipo de cortes a laser
Sirviendo como gas auxiliar para evitar la oxidación de los materiales y también como gas de purga del haz de láser, eliminando contaminantes para mantenerlo estable y que su trayectoria sea limpia.
- Llenado de neumáticos
Para inflar los neumáticos de automóviles de carrera y de aviones, reduciendo los problemas causados por la humedad y el oxígeno presentes en el aire natural. Esto da lugar a presiones de inflado más constantes a medida que las llantas se calientan.
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