Tanques de almacenamiento para gas industrial
Nitrógeno líquido
El nitrógeno es inerte y no soporta la combustión; sin embargo, no soporta la vida. Cuando el nitrógeno se convierte en líquido, se convierte en un líquido criogénico que requiere de almacenamiento especializado.
Los líquidos criogénicos son gases licuados que tienen un punto de ebullición normal inferior a -150o C (-238o F). El nitrógeno líquido tiene un punto de ebullición de -195,8o C (-320,5o F). Todos los líquidos criogénicos producen grandes cantidades de gas cuando se vaporizan en sus tanques de almacenamiento.
Efectos sobre la salud
La exposición al nitrógeno líquido o a los vapores de nitrógeno frío puede provocar grandes daños en los tejidos o quemaduras.
Al ser inodoro, incoloro, insípido y no irritante, el nitrógeno no tiene propiedades de advertencia. Los seres humanos no poseen sentidos que puedan detectar la presencia de nitrógeno. Aunque el nitrógeno no es tóxico y es inerte, puede actuar como un simple asfixiante al desplazar el oxígeno del aire a niveles inferiores a los necesarios para mantener la vida. La inhalación de nitrógeno en cantidades excesivas puede provocar mareos, náuseas, vómitos, pérdida de conciencia y la muerte.
La muerte puede producirse por errores de juicio, confusión o pérdida de conciencia que impida el auto-rescate. Con una baja concentración de oxígeno, la inconsciencia y la muerte pueden producirse en segundos y sin previo aviso.
El personal, incluido el de rescate, no debe entrar en zonas donde la concentración de oxígeno sea inferior al 19,5%, a menos que esté provisto de un aparato de respiración autónomo o de un respirador con línea de aire.
Contenedores
El nitrógeno líquido se almacena, envía y manipula en varios tipos de contenedores, dependiendo de la cantidad requerida por el usuario. Los tipos de contenedores que se utilizan son el dewar, el cilindro de líquido criogénico y el tanque de almacenamiento criogénico.
Dewars
Este tipo de contenedor es un recipiente no presurizado. La unidad de medida de la capacidad de un dewar suele ser el litro. Existen dewars de 5 a 200 litros. El producto puede extraerse de los dewars pequeños vertiéndolo, mientras que los de mayor tamaño requerirán un tubo de transferencia. Los cilindros de líquido criogénico que son recipientes presurizados a veces se denominan incorrectamente dewars.
Cilindros de líquido criogénico
Los cilindros de líquido criogénico son recipientes a presión aislados y con camisa de vacío para el almacenamiento. Vienen equipados con válvulas de seguridad y discos de ruptura para proteger los cilindros de la acumulación de presión. Estos recipientes funcionan a presiones de hasta 350 psig y tienen capacidades de entre 80 y 450 litros de líquido.
Tanques de almacenamiento criogénico
Los tanques pueden tener forma esférica o cilíndrica. Se montan en lugares fijos como recipientes estacionarios. Los tanques están diseñados de acuerdo con las especificaciones de la ASME para las presiones y temperaturas implicadas.
Utilice únicamente recipientes adecuados para la manipulación y/o el transporte de líquidos criogénicos. No almacene nitrógeno líquido en ningún recipiente con una tapa ajustada; una tapa suelta ayuda a evitar que el aire y la humedad entren en el recipiente y, al mismo tiempo, permite que se escape la presión.
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Consideraciones de seguridad
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Quemaduras por contacto con el frío
El líquido o el gas a baja temperatura de cualquiera de las sustancias criogénicas especificadas producirá efectos en la piel similares a una quemadura. La temperatura extremadamente baja del líquido puede provocar graves congelaciones o daños en los ojos al entrar en contacto. Los síntomas de la congelación incluyen el cambio de color de la piel a blanco o amarillo grisáceo y el dolor tras el contacto con el nitrógeno líquido puede remitir rápidamente. Los objetos en contacto con el nitrógeno líquido se vuelven extremadamente fríos. Tocar estos objetos puede provocar desgarros en la carne.
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Explosión – Presión
El flujo de calor hacia el criógeno procedente del entorno vaporizará el líquido y puede provocar un aumento de la presión en los recipientes de contención criogénicos y en las líneas de transferencia. Al vaporizarse, el nitrógeno líquido se expande por un factor de 696; un litro de nitrógeno líquido se convierte en 24,6 pies cúbicos de gas nitrógeno. Se debe proporcionar un alivio de presión adecuado a todas las partes de un sistema para permitir esta salida de gas rutinaria y evitar la explosión.
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Explosiones – Químicas
Los fluidos criogénicos con un punto de ebullición inferior al del oxígeno líquido son capaces de condensar el oxígeno de la atmósfera. El reabastecimiento repetido del sistema puede provocar que el oxígeno se acumule como un contaminante no deseado. Puede producirse un enriquecimiento de oxígeno similar cuando el aire condensado se acumula en el exterior de las tuberías criogénicas. Pueden producirse reacciones violentas, por ejemplo, combustiones rápidas o explosiones, si los materiales que entran en contacto con el oxígeno son combustibles.
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Asfixia
El gas nitrógeno líquido liberado en un espacio confinado puede desplazar suficiente oxígeno para que la atmósfera sea incapaz de mantener la vida y causar asfixia sin previo aviso. Se producirán grados de asfixia cuando el contenido de oxígeno del entorno de trabajo sea inferior al 20,9% en volumen. Los efectos de la deficiencia de oxígeno se hacen notorios a niveles inferiores a ~ 18% y la muerte súbita puede ocurrir a ~ 6% de contenido de oxígeno por volumen. Esta disminución del contenido de oxígeno puede ser causada por un fallo/fuga del recipiente criogénico o de la línea de transferencia y la subsiguiente vaporización del criógeno.