Acetileno (C₂H₂): un gas fundamental para diversas aplicaciones industriales

Propiedades físicas y químicas

En condiciones normales, el acetileno es un gas incoloro ligeramente más ligero que el aire. Aunque en estado puro es inodoro, el gas de grado comercial suele presentar un olor característico a ajo debido a las impurezas, lo que facilita su detección en caso de fugas.

Sus principales características físicas y químicas son:

• Masa molar: 26,04 g/mol.
• Punto de ebullición: -84 °C.
• Punto de fusión: -80,8 °C.
• Densidad: 1,177 kg/m³ (à 0 °C).
• Solubilidad en agua: 1,2 g/L (à 20 °C).
• Inflamabilidad: altamente inflamable.
• Toxicidad: no es tóxico, pero puede actuar como un asfixiante simple.

Una propiedad crítica del acetileno es su inestabilidad inherente cuando se comprime. Esta inestabilidad implica que presurizar gas puro en una botella estándar, como se haría con el nitrógeno o el oxígeno, puede ser muy arriesgado. Por este motivo, se disuelve en un disolvente, lo que permite almacenar el gas de forma segura a una presión más baja.

¿Cuáles son los usos industriales del acetileno?

Las propiedades del acetileno lo convierten en un gas indispensable en varias industrias clave. Se reconoce principalmente por su papel principal en los procesos de soldadura, soldadura fuerte y corte de metales, donde permite realizar operaciones precisas de corte, ensamblaje y reparación en la construcción metálica, el mantenimiento industrial y la fabricación de estructuras.

Soldadura y corte oxiacetilénico

La aplicación estrella del acetileno es su uso en la llama oxiacetilénica. Al combinarse con oxígeno puro, esta llama alcanza temperaturas superiores a 3.100 °C, convirtiéndose en la fuente de calor más intensa de todos los gases combustibles industriales.

• En la soldadura: es el único gas capaz de realizar soldaduras autógenas (fusión del metal base) en acero de forma eficaz. Su llama permite un control preciso, pudiendo ajustarse para ser neutra (para acero), carburante (para aluminio o revestimientos duros) u oxidante (para latón), lo que lo hace indispensable para reparaciones complejas y soldadura fuerte.
• En el oxicorte: la alta concentración de calor en el cono de la llama permite precalentar el metal mucho más rápido que el propano o el gas natural. Esto se traduce en un inicio de corte casi inmediato, mayor precisión en aceros de gran espesor y un ahorro significativo en el consumo de oxígeno para la llama de precalentamiento. Este ahorro de gas puede representar una importante ventaja económica para las operaciones de corte a gran escala.

Aplicaciones en la química orgánica

Gracias a su estructura de triple enlace altamente reactiva, el acetileno es un "bloque de construcción" versátil en la industria química:

• Plásticos y polímeros: Se utiliza como monómero esencial en la producción de cloruro de vinilo, la materia prima base para la fabricación de PVC (Policloruro de Vinilo). Este plástico se usa ampliamente en productos comerciales, tuberías y aislamientos.
• Disolventes: Actúa como intermediario químico en la síntesis de disolventes industriales clorados, como el tricloroetileno y otros derivados.
• Compuestos orgánicos: Históricamente, fue la vía principal para la síntesis industrial de acetaldehído. Además, mediante procesos de polimerización (ciclotrimerización), se utiliza en la síntesis de benceno y otros compuestos aromáticos.

Otros sectores industriales

• Laboratorios y análisis: Para aplicaciones de laboratorio, el acetileno se utiliza como gas de instrumentación en la espectrometría de absorción atómica (AAS) debido a su llama de alta temperatura. Descubra el acetileno de alta pureza ACETILENO N26 de Air Liquide para aplicaciones analíticas, que garantiza la estabilidad y la ausencia de impurezas necesarias para obtener resultados precisos.
• Ingeniería y procesos industriales: El acetileno sigue siendo esencial en diversos sectores modernos debido a su combinación única de rendimiento energético y versatilidad:
  • Tratamientos térmicos: Ampliamente utilizado para el calentamiento localizado de piezas, el precalentamiento antes de la soldadura y el enderezado por llama.
  • Cementación: Actúa como fuente de carbono en procesos específicos de cementación a baja presión (LPC) para el endurecimiento superficial de piezas de acero.
  • Industria electrónica: Usado para la deposición de recubrimientos de carbono y la mejora de las propiedades superficiales de piezas técnicas.
  • Industria del vidrio: Ofrece una solución ecológica para la lubricación de moldes, depositando una fina capa protectora de carbono a través de la llama, lo que facilita el desmoldeo.

¿Por qué elegir acetileno?

La elección del gas adecuado es determinante para la eficiencia y rentabilidad de los procesos industriales. Si bien en el trabajo con metales destaca por su intensidad térmica frente al propano o el gas natural, su estructura molecular única lo convierte también en un insumo irremplazable para la industria química y analítica. A continuación, analizamos los factores clave que hacen del acetileno una elección preferente.

Principales ventajas

• Potencia térmica inigualable: No solo alcanza la temperatura más alta (~3.100 °C), sino que concentra casi toda esa energía en el "cono primario" de la llama. Esto permite llevar el metal al punto de fusión casi instantáneamente, reduciendo la zona afectada por el calor (HAZ) y minimizando las deformaciones en la pieza.
• Control metalúrgico y visual: A diferencia de otros gases, la llama de acetileno permite al soldador "leer" la mezcla a simple vista. Es fácil distinguir una llama neutra (que no oxida ni carbura el metal), lo cual es crítico para soldar acero sin debilitar la unión.
• Versatilidad operativa: Es el único gas "todo en uno". Con una sola botella y el soplete adecuado, un operario puede soldar tuberías, cortar vigas de acero, o realizar soldadura fuerte en cobre, sin necesidad de cambiar de equipo.

Limitaciones y consideraciones

• Sensibilidad y seguridad: Debido a su triple enlace químico, el acetileno es inestable. No puede comprimirse puro por encima de 1,5 bar sin riesgo de descomposición explosiva. Esto obliga a utilizar reductores o reguladores específicos y válvulas antirretorno de llama obligatorias.
• Logística de almacenamiento: Las botellas de acetileno son pesadas en relación con la cantidad de gas que contienen. Esto se debe a que están rellenas de una masa porosa sólida y un disolvente (acetona) necesarios para estabilizar el gas. Además, siempre deben mantenerse en posición vertical para evitar la salida del disolvente.
• Coste: Comparado con el propano o el gas natural, el acetileno tiene un coste por metro cúbico más elevado, tanto por su producción como por la complejidad de sus envases. Sin embargo, su mayor velocidad de trabajo suele compensar este coste en mano de obra.

Comparación con otros gases industriales

Conclusión: Si necesita fundir acero o realizar trabajos de precisión, el acetileno es insustituible. Para tareas de simple calentamiento, el propano es una alternativa económica.

¿Cómo almacenar y manipular el acetileno con seguridad?

El acetileno es un gas incoloro, inestable y altamente inflamable que puede generar una atmósfera explosiva en concentraciones superiores al 2,3 % en aire. Por ello, es crucial conocer las normas de seguridad específicas para gestionar su almacenamiento y manipulación con total seguridad.

Métodos de almacenamiento del acetileno

Debido a su naturaleza altamente volátil, el acetileno nunca se almacena como gas comprimido en estado puro. Para evitar cualquier riesgo de descomposición peligrosa en carbono e hidrógeno (una reacción que libera rápidamente grandes cantidades de energía y calor y que puede provocar explosiones), el acetileno debe estabilizarse almacenándose en botellas especialmente diseñadas, rellenas de un material poroso (refractario o monolítico) y que contienen un disolvente (normalmente acetona) en el que se disuelve el gas.

Normas de seguridad al manipular acetileno

Las botellas de acetileno requieren precauciones especiales y deben almacenarse y manipularse con sumo cuidado:

• Posicionamiento: Fije las botellas en posición vertical en una zona segura y bien ventilada.
• EPI: Utilice el equipo de protección individual adecuado, incluyendo gafas de seguridad, guantes y ropa ignífuga. Tenga siempre a mano un extintor de incendios apropiado.
• Fuentes de ignición: Mantenga las botellas alejadas de fuentes de calor, chispas, así como de cualquier material inflamable o corrosivo. Las botellas nunca deben almacenarse en entornos con temperaturas extremas.
• Válvulas y cierre: La válvula de la botella debe permanecer siempre cerrada cuando no esté en uso. Compruebe que todos los dispositivos de seguridad (como los tapones fusibles) estén seguros e intactos.
• Almacenamiento separado: Almacene las botellas vacías y llenas por separado. Las botellas de acetileno también deben almacenarse separadas de las que contengan otros gases (especialmente oxígeno).
• Protección física: Proteja las botellas contra potenciales impactos mecánicos o físicos (caídas o golpes).
• Presión: Utilice siempre un reductor de presión homologado. No ajuste nunca la presión de extracción del acetileno por encima de 1 bar, ya que el acetileno libre puede volverse inestable y descomponerse explosivamente a presiones más altas.

Durante el transporte, las botellas de acetileno deben trasladarse en un vehículo bien ventilado. Nunca deben transportarse en espacios cerrados, como el maletero o el habitáculo de un coche. Asegúrese de que:

1. Las válvulas de las botellas están cerradas.
2. Los reductores de presión están desconectados.
3. Las tulipas protectoras están colocadas.
4. Las botellas están fijadas adecuadamente para evitar que se muevan y se descargan inmediatamente a su llegada.

¿A qué altura colocar los sensores de acetileno?
Dado que el acetileno tiene una densidad relativa de ~0.9, es más ligero que el aire. En caso de fuga, el gas tiende a subir y acumularse en la parte superior. Por tanto, los sensores de detección deben instalarse en el techo (típicamente a unos 30 cm del mismo), al contrario que los de propano o butano, que se instalan cerca del suelo.

Modos de suministro de acetileno

Si desea más información sobre nuestros métodos de suministro, póngase en contacto con los equipos de Air Liquide, que podrán aconsejarle sobre la forma más segura y adaptada a sus necesidades y perfil de consumo.

Suministro de botellas y bloques

Air Liquide suministra acetileno en toda Europa con total seguridad, utilizando un método de suministro adaptado a cada cliente.

• Botellas individuales de distintos tamaños, ideales para necesidades de bajo volumen.
• Bloques(conjuntos de botellas de acetileno) para requisitos de mayor volumen.

En función de sus necesidades, puede optar por la entrega directa o visitar a su distribuidor más cercano en nuestra red de distribuidores en España.

Soluciones de suministro personalizadas

Para optimizar sus operaciones de soldadura y corte, Air Liquide propone también una gama específica de soluciones basadas en la llama oxiacetilénica (oxígeno-acetileno):

• Botellas portátiles ALbee™ Flame Ace: el acetileno ALbee™ Flame Ace (C₂H₂ 99,5 %) es perfectamente adecuado para uniones de alto rendimiento y un corte eficiente. El formato de la botella ha sido diseñado específicamente para su uso en movilidad; es ligera y está disponible en 2 tamaños: 5L y 11L.
• Tecnología de válvula reductora de presión integrada: para facilitar la manipulación y hacerla más segura, nuestras botellas de gas pueden equiparse con MINITOP™. Se trata de una válvula con un reductor de presión incorporado, una palanca de on/off para un cierre inmediato y un manómetro que le permite ver el nivel de gas de la botella de un vistazo.

Póngase en contacto con nuestros expertos para recibir asesoramiento personalizado sobre la elección del modo de suministro que mejor se adapte a sus necesidades.

Preguntas frecuentes sobre el acetileno

¿El acetileno es un gas tóxico?
No es tóxico en bajas concentraciones, pero actúa como asfixiante simple al desplazar el oxígeno del aire en espacios cerrados.

¿Con qué otros nombres se conoce el acetileno?
Se le conoce principalmente como etino o gas C₂H₂.

¿Dónde se encuentra el acetileno?
Es común en talleres de soldadura, astilleros, plantas químicas de síntesis y laboratorios de análisis.

¿Qué significa C₂H₂?
Es su fórmula molecular: indica que la molécula tiene dos átomos de carbono y dos de hidrógeno unidos por un triple enlace, responsable de su alta energía.

¿Cuál es la temperatura de la llama del acetileno?
Con oxígeno puro, alcanza hasta 3.100 °C, la más alta de los gases combustibles comerciales.

¿En qué se diferencia el acetileno del propano?
El acetileno genera un calor más concentrado y caliente de forma rápida, permitiendo soldar acero, pero es más peligroso de almacenar. El propano es más estable y económico, pero no sirve para soldadura por fusión.