¿Qué es el Gas Argón?
Elemento nº18. Su símbolo es Ar.
La etimología de la palabra significa “perezoso” en griego, en referencia a su carácter no reactivo.
El argón se utiliza para crear una atmósfera inerte. También se utiliza de este modo para producir Titanio y otros elementos reactivos. También lo utilizan los soldadores para proteger las soldaduras y en las Bombillas incandescentes para evitar que el oxígeno corroa el filamento.
El argón es el más abundante de los gases nobles (0,93% v/v en el aire) y su coexistencia con el oxígeno es problemática.
Propiedades del Gas Argón
El argón es un gas incoloro e inodoro y un gas noble perteneciente al grupo 18 de la tabla periódica de los elementos; los elementos del grupo 18 incluyen, además del argón, el Helio, el Neón, el Criptón, el Xenón y el Radón. Todos estos elementos existen en estado gaseoso en la atmósfera.
La principal característica de los gases nobles es que son gases inertes con muy baja reactividad debido a su configuración electrónica muy estable (aunque incluso los gases nobles pueden hacerse reaccionar en determinadas condiciones).
Los gases inertes se utilizan para evitar las reacciones químicas que favorecen la degradación y que se producen en las reacciones de oxidación e hidrólisis entre la muestra y el oxígeno o la humedad del aire.
En particular, los gases inertes más utilizados son el argón y el nitrógeno purificados, debido a su abundancia natural (78,3% de N2 y 1% de Ar en el aire) y a su bajo coste. En concreto, aunque el argón es más caro que el nitrógeno, su inercia es menor que la del nitrógeno, lo que hace que el argón sea adecuado para materiales y entornos en los que reaccionaría con el nitrógeno.
El argón tiene aproximadamente la misma solubilidad que el oxígeno y es 2,5 veces más soluble en agua que el nitrógeno.
El argón tiene una conductividad térmica inferior a la del aire, por lo que se puede conseguir un mejor aislamiento térmico añadiendo argón a los huecos entre Vidrios.
Usos del Gas Argón
Como gas inerte de muy baja reactividad, el argón proporciona una atmósfera inerte que impide que reaccione con el oxígeno en los semiconductores y el acero. El gas argón se utiliza en la soldadura por arco para evitar reacciones con el metal fundido.
El argón también se utiliza en tubos fluorescentes y bombillas de bajo consumo. Los tubos fluorescentes contienen trazas de mercurio y argón, que ayuda a la descarga del filamento. La baja reactividad del argón se utiliza para prolongar la vida útil del filamento.
En los alimentos, también se utiliza como gas encapsulante en el vino. No sólo para evitar la oxidación, sino también porque el argón, que es más pesado que el aire, puede expulsar eficazmente el oxígeno de las botellas de vino.
Además, el argón tiene una conductividad térmica menor que el aire o el nitrógeno. Por esta razón, las ventanas Vidrio utilizan argón para rellenar los huecos entre los cristales.
El argón se utiliza en diversos sectores industriales, sobre todo por su baja reactividad y por ser el gas noble más abundante.
Peligros del Gas Argón
El gas argón es una sustancia no peligrosa en condiciones normales de uso. El argón está presente en el aire en un 1% aproximadamente y lo respiramos junto con el oxígeno y el nitrógeno. El argón en sí no es tóxico y en bajas concentraciones no tiene ningún efecto cuando se inhala. Además, el argón es un gas inerte (no inflamable) y no reacciona con otras sustancias ni provoca incendios en entornos normales.
Por otro lado, puede provocar asfixia si se inhala en altas concentraciones, por lo que deben evitarse los entornos con altas concentraciones.
Como suelen manipularse en bombonas, existe el riesgo de que las fugas de las bombonas provoquen altas concentraciones de gas en el ambiente. Esto puede remediarse deteniendo inmediatamente la fuente de la fuga y proporcionando una ventilación adecuada en la sala. Al manipular argón licuado, la propia botella se enfría mucho debido al calor de vaporización cuando el argón se evapora, por lo que existe riesgo de congelación si se tocan las manos desnudas. En estos casos, se pueden utilizar equipos de protección para garantizar una manipulación segura.
Métodos de Purificación del Gas Argón
El argón de alta pureza para gas de botella se produce separando el argón del aire. El método utilizado es el “método de separación profunda del aire frío”. Este método elimina primero el agua y el Dióxido de carbono del aire mediante pretratamiento y, a continuación, enfría el aire purificado a una temperatura criogénica de -170 a -190 °C. Este método utiliza diferencias en la presión de vapor (es decir, diferencias en los puntos de ebullición) para separar los gases del aire.
Por cierto, el punto de ebullición del nitrógeno es de -195,8 °C, el del oxígeno de -183,0 °C y el del argón de -185,7 °C. Este método se utiliza para separar y refinar el oxígeno, el nitrógeno y el argón del aire, respectivamente.
Bombonas de Gas Argón
El gas argón suele venderse en bombonas. Los tipos de botellas incluyen recipientes generales y criogénicos. Aunque para la producción y venta de gas argón se requieren cualificaciones relacionadas con los gases a alta presión, no se exigen cualificaciones específicas para el uso de botellas de gas.
En los contenedores generales, el argón se llena a una alta presión de 14,7 MPa en estado gaseoso. Las bombonas están disponibles en tamaños de 7000 L, 1500 L y 500 L, dependiendo de la cantidad de argón que se llene; una bombona de 7000 L pesa aproximadamente 60 kg, por lo que hay que tener cuidado al cargarla y transportarla.
El Gas argón también se vende en cilindros de gas con purezas de hasta el 99,9999% (seis nueves), aunque puede requerirse gas argón de muy alta pureza en función del uso previsto.
En los recipientes criogénicos, el argón se llena en estado líquido. La cantidad de argón llenado es mayor que en los contenedores ordinarios, lo que los hace adecuados para grandes cantidades de consumo. También reduce la frecuencia con la que hay que sustituir los cilindros, lo que ayuda a mantener bajos los costes. Las botellas están disponibles en tamaños de 127 000 L o 36 000 L. Como son bastante pesadas, necesitan un distribuidor o especialista para cargarlas y transportarlas.