¿Qué es un Contenedor de Nitrógeno Líquido?
Un contenedor de nitrógeno líquido es un recipiente utilizado para almacenar, conservar y transportar nitrógeno líquido. El nitrógeno líquido es nitrógeno en estado líquido por debajo de 196 ºC bajo cero y se utiliza principalmente para enfriar objetos.
Si se utiliza incorrectamente, puede causar explosiones, asfixia o congelación, lo que puede provocar accidentes graves, por lo que debe manipularse con cuidado. El nitrógeno líquido puede almacenarse, conservarse y transportarse de forma segura y eficaz utilizando contenedores de almacenamiento de nitrógeno líquido.
Usos de los Contenedores de Nitrógeno Líquido
Los contenedores de nitrógeno líquido se utilizan para el almacenamiento y el transporte cuando el nitrógeno líquido se utiliza en laboratorios e instituciones médicas donde se almacenan muestras y se realizan experimentos, en la congelación instantánea relacionada con los alimentos y como refrigerante para equipos relacionados con la informática. El nitrógeno líquido también se utiliza en equipos de análisis especiales.
Existen dos tipos de contenedores de nitrógeno líquido: los contenedores abiertos y los contenedores sellados. Los recipientes abiertos son los que tienen un tapón sobre la boca del recipiente que se va a llenar con nitrógeno líquido y no están fijos, mientras que los recipientes sellados son los que están fijos y sellados.
Los contenedores de nitrógeno líquido no son adecuados para el almacenamiento a largo plazo, pero sí para el uso diario o a corto plazo. Los contenedores de nitrógeno líquido pueden utilizarse para el transporte a corta distancia, el almacenamiento y la conservación a corto plazo y la reposición periódica.
Principio de los Contenedores de Nitrógeno Líquido
El nitrógeno se expande aproximadamente 700 veces en volumen cuando pasa de líquido a gas, lo que provoca accidentes como explosiones y falta de oxígeno. Por este motivo, los contenedores de nitrógeno líquido están aislados por una estructura de vacío de doble capa, que estabiliza la temperatura con un alto aislamiento térmico, permitiendo el almacenamiento de nitrógeno líquido.
La estructura también es resistente a golpes y vibraciones, por lo que puede soportar daños. Sin embargo, aunque el nitrógeno líquido se almacene en un contenedores de nitrógeno líquido, se evaporará gradualmente.
Estructura de los Contenedores de Nitrógeno Líquido
Un contenedor de nitrógeno líquido consta de un tanque exterior que forma el exterior del contenedor y un tanque interior lleno de nitrógeno líquido, con una capa de aislamiento al vacío colocada entre los tanques exterior e interior. Los contenedores de nitrógeno líquido de tipo abierto tienen una estructura simple en la que simplemente se coloca una tapa sobre el extremo abierto del tanque interior y no se fija, y se utilizan ampliamente en los laboratorios universitarios.
En el tipo abierto, el tanque exterior suele ser de aluminio y el tanque interior suele ser de vidrio duro, metal o FRP (plástico reforzado con fibra de vidrio).
Los contenedores de nitrógeno líquido autopresurizados (sellados) tienen una estructura en la que se coloca una bobina presurizadora entre los tanques exterior e interior, y el nitrógeno líquido se extrae aumentando la presión del tanque interior y presurizando el nitrógeno líquido del tanque interior.
El tipo autopresurizador tiene una válvula de extracción de líquido dispuesta en el lado de extracción de nitrógeno líquido, una válvula de fuente de aumento de presión utilizada al aumentar la presión del tanque interno y una válvula de liberación de gas para controlar un aumento excesivo de la presión interna en el tanque interno, y ajustando estas válvulas de control, se puede extraer la cantidad requerida de nitrógeno líquido.
Más Información sobre los Contenedores de Nitrógeno Líquido
1. Cómo utilizar los Contenedores de Nitrógeno Líquido
Como los contenedores de nitrógeno líquido de tipo abierto son pequeños y relativamente ligeros, el nitrógeno líquido puede extraerse levantando e inclinando el contenedor. Sin embargo, por razones de seguridad, se recomienda utilizar un sifón o dispositivo similar para extraer el nitrógeno líquido.
Existen dos tipos de sifón: uno manual que utiliza una bola de goma y otro que bombea el líquido automáticamente mediante un controlador. En particular, el nivel de líquido dentro del dewar para refrigerar el detector EDX de un microscopio electrónico es difícil de ver, por lo que el uso de un sifón con sensor de nivel puede evitar que el nitrógeno líquido rebose y cubra con él los instrumentos de precisión.
Cuando se almacenan recipientes, deben utilizarse tapas especiales para evitar que el agua se congele en su interior y bloquee la extracción. En el caso improbable de que no se pueda tapar la tapa, por ejemplo porque se haya perdido, hay que cubrirla con un trapo seco para evitar que se cierre herméticamente y, al mismo tiempo, que se abra a la atmósfera.
El depósito interior sólo tiene la estructura mínima necesaria y está fijado en su sitio. Por ello, son vulnerables a las fuerzas laterales y requieren un almacenamiento cuidadoso. Los contenedores de nitrógeno líquido autopresurizados (sellados) tienen una estructura en la que el gas se extrae ajustando varias válvulas, y hay que tener cuidado al manipular cada válvula de ajuste.
Al extraer líquido del recipiente, cierre primero la válvula de extracción de gas y abra la válvula de presurización para asegurarse de que aumenta la presión en el interior del recipiente. A continuación, abra la válvula de extracción de líquido y retire el nitrógeno líquido, asegurándose de que la presión en el interior del recipiente no aumenta excesivamente.
Una vez extraído el nitrógeno líquido, cierre sucesivamente la válvula de extracción de líquido y la válvula de presurización y, a continuación, abra la válvula de escape de gas para reducir la presión interna del recipiente.
2. Precauciones al utilizar Contenedores de Nitrógeno Líquido
Al manipular nitrógeno líquido, hay que tener cuidado para evitar la asfixia, la congelación y la explosión. Para evitar la congelación, deben utilizarse guantes y protectores faciales durante su uso, así como calzado que dificulte la penetración del nitrógeno líquido, ya que las zapatillas y similares pueden entrar en contacto directo con el nitrógeno líquido en caso de derrame.
Del mismo modo, se recomienda utilizar guantes secos especialmente diseñados, ya que los guantes militares pueden penetrar. Si el nitrógeno líquido debe entrar y salir de una habitación interior, ésta debe estar bien ventilada. Además, si se utiliza un ascensor, no se debe compartir el ascensor con nitrógeno líquido, ya que el interior es una habitación cerrada.
Si se coloca nitrógeno líquido en un ascensor, coloque carteles u otras señales de advertencia para evitar que otras personas suban. En las salas donde se utilice con frecuencia nitrógeno líquido, se recomienda instalar monitores de oxígeno.
Si el sistema está abierto, por supuesto no está diseñado para ser sellado, por lo que está estrictamente prohibido sellarlo. También está terminantemente prohibido dejar la tapa descubierta, como se explica en las instrucciones de uso. Esto no sólo se debe a que el nitrógeno líquido se evapora más rápidamente, sino también a que el agua y el oxígeno pueden licuarse y mezclarse en el recipiente de almacenamiento.
El oxígeno líquido, en particular, puede reaccionar rápidamente cuando entra en contacto con materia orgánica (el oxígeno líquido tiene un color azulado). En caso de pérdida de la tapa, por ejemplo, cúbrala con un paño seco. Los sistemas abiertos a presión deben utilizarse con cuidado, ya que son estructuralmente vulnerables a sacudidas y golpes, que pueden romper la capa aislante de vacío.
En los sistemas autopresurizados, una válvula de seguridad mantiene la presión interna a un nivel seguro, por lo que hay que comprobar regularmente que la válvula de seguridad funciona correctamente. También es peligroso mirar por la salida, ya que puede que no se extraiga correctamente o que estalle de repente si se produce una congelación en las tuberías.