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¿Cómo funciona la inertización?

Existen diferentes técnicas de inertización, con distintos grados de complejidad de su implementación. 
Efecto pistón, dilución, compresión/expansión, vacío y compresión/expansión: haga la elección correcta.

¿Para qué sirve la inertización?

La función principal de la inertización es reemplazar una atmósfera de aire o con alto contenido en vapores inflamables y partículas en suspensión, por una atmósfera protectora inerte.
La inertización tiene dos propósitos principales:

  • La protección de la calidad de un producto sensible a la presencia de oxígeno (O2) o humedad (H2O), 
  • La protección de seguridad (en zonas ATEX) para proteger una instalación ante los riesgos de ignición y evitar explosiones

Principales modos de inertización

Los 4 modos o sistemas de inertización principales son:

Inertización por efecto pistón
Este modo de inertización consiste en inyectar un gas inerte en la parte inferior del volumen a inertizar y expulsar la atmósfera presente a través de un respiradero situado en la parte superior del mismo volumen.
La implementación de una inertización por efecto pistón requiere el cumplimiento de unas condiciones de inyección específicas en cuanto a velocidad y naturaleza del gas utilizado. El objetivo es reemplazar 1 volumen de atmósfera por 1 volumen de gas inerte.
Para conseguir un mejor efecto, es preferible utilizar gases pesados como el argón (Ar) o el dióxido de carbono (CO2).

Inertización por dilución
Este modo de inertización consiste en inyectar el gas inerte a través de un orificio y evacuar la atmósfera presente por un segundo orificio de drenaje (o respiradero), generalmente ubicado en la parte superior de la instalación.
Posteriormente, el gas inerte inyectado, normalmente nitrógeno, se diluye con la atmósfera a expulsar y reduce gradualmente el nivel de oxígeno (O2) residual o el contenido de H2O (agua) hasta lograr el contenido deseado. 
Por ejemplo, para la inertización del espacio de cabeza de un tanque de almacenamiento de líquido inflamable, el orificio de inyección y el respiradero estarán ubicados en la parte superior del tanque, lo más lejos posible el uno del otro.
El caudal de inyección del gas de protección define el tiempo de inyección para alcanzar el nivel de oxígeno objetivo. Cuanto mayor sea el caudal de gas, menos durará la inyección.
La ventaja de esta aplicación de inertización es la sencillez de la ejecución para asegurar una buena calidad de inertización. A menudo, estas instalaciones se utilizan para la inertización de tanques de almacenamiento al aire libre en un entorno sujeto a las inclemencias del tiempo.

Inertización por compresión/expansión (C/E)
El principio de este modo de inertización es establecer un proceso que permita realizar varios ciclos de compresión con gas inerte, seguidos de expansión a presión atmosférica, del equipo a inertizar.
La presión de insuflación y el número de ciclos completos (C/E) definen la concentración residual de O2 o H2O.
Este modo de inertización se realiza en instalaciones estancas y capaces de soportar presiones lo suficientemente altas como para, entre otras cosas, limitar el número de ciclos.
Ambos procesos de compresión y expansión se pueden realizar a través del mismo orificio.
También permite una mejor evacuación de la humedad adherida a las paredes internas del equipo a purgar.

Inertización por vacío/compresión/expansión (V/C/E)
Este modo de inertización es similar al modo (C/E) con la adición de una fase de vacío. 
Para la implementación de este modo de inertización, los equipos a inertizar deben ser herméticos y soportar presiones positivas y negativas. Los medios técnicos necesarios para la implementación y control de estos modos operativos (C/E y V/C/E) suelen ser muy complejos. 
El contenido residual de O2 y H2O dependerá de la presión positiva y negativa aplicada, así como del número de ciclos completos (V/C/E) realizados.
Por ejemplo, este modo de inertización se utiliza para purgar botellas de gas antes del llenado.

Ejemplos de uso de la inertización

La inertización de calidad o la inertización de seguridad no son nuevas. Son muy comunes en los procesos industriales. He aquí algunos ejemplos:

  • ¿Sabía que, para purgar la humedad y el oxígeno de un horno de tratamiento térmico para el recocido de tubos de acero inoxidable a alta temperatura, se utiliza la técnica de inertización por dilución con nitrógeno puro?
  • En la industria alimentaria, el nitrógeno (N2) se utiliza para la inertización de calidad de cubas de vino o aceite, pero también para la inertización de seguridad de silos de grano.
  • En la industria farmacéutica, el nitrógeno se utiliza para proteger las materias primas o sustancias reactivas al oxígeno empleadas en la fabricación de medicamentos, o para garantizar la seguridad durante reacciones químicas o el almacenamiento de productos inflamables o tóxicos.

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