gas inerte

El gas inerte se produce a bordo de los buques petroleros (de más de 8000 toneladas desde el 1 de enero de 2016) mediante la combustión de queroseno en un generador de gas inerte específico . El sistema de gas inerte se utiliza para evitar que la atmósfera en los tanques de carga o combustible alcance un rango explosivo. ^{[ 9 ]} Los gases inertes mantienen el contenido de oxígeno de la atmósfera del tanque por debajo del 5 % (en los buques petroleros, menor en los buques de productos refinados y gaseros), lo que hace que cualquier mezcla de aire/gas de hidrocarburos en el tanque sea demasiado rica (una proporción de combustible a oxígeno demasiado alta) para encenderse. Los gases inertes son más importantes durante la descarga y durante el viaje en lastre, cuando es probable que haya más vapor de hidrocarburos en la atmósfera del tanque. El gas inerte también se puede utilizar para purgar el tanque de la atmósfera volátil en preparación para la liberación de gas (reemplazar la atmósfera con aire respirable) o viceversa. El sistema de gases de combustión utiliza los gases de escape de la caldera como fuente, por lo que es importante que la proporción de combustible/aire en los quemadores de la caldera esté regulada adecuadamente para garantizar la producción de gases inertes de alta calidad. Un exceso de aire provocaría un contenido de oxígeno superior al 5%, y un exceso de fueloil causaría el arrastre de gases de hidrocarburos peligrosos. Los gases de combustión se limpian y enfrían mediante la torre de depuración . Diversos dispositivos de seguridad impiden la sobrepresión, el retorno de gases de hidrocarburos a la sala de máquinas y el suministro de gas inerte con un contenido de oxígeno demasiado elevado.

Los buques gaseros y los buques de transporte de productos refinados no pueden depender de los sistemas de gases de combustión (ya que requieren gas inerte con un contenido de O₂ _del 1 % o inferior), por lo que utilizan generadores de gas inerte. El generador de gas inerte consta de una cámara de combustión y una unidad de depuración alimentadas por ventiladores y una unidad de refrigeración que enfría el gas. Un secador en serie con el sistema elimina la humedad del gas antes de que se suministre a la cubierta. Los tanques de carga de los buques gaseros no están inertizados, pero todo el espacio que los rodea sí lo está.

El gas inerte se produce a bordo de aeronaves comerciales y militares para pasivar los tanques de combustible. En días calurosos, el vapor de combustible en los tanques podría formar una mezcla inflamable o explosiva que, de oxidarse, podría tener consecuencias catastróficas. Tradicionalmente, se han utilizado módulos de separación de aire (ASM) para generar gas inerte. Los ASM contienen membranas selectivamente permeables. Se alimentan con aire comprimido de purga de un motor de turbina de gas. La presión impulsa la separación del oxígeno del aire debido a la mayor permeabilidad del oxígeno a través de los ASM en comparación con el nitrógeno. Para la pasivación del tanque de combustible, no es necesario eliminar todo el oxígeno, sino la cantidad suficiente para mantenerse por debajo del límite de inflamabilidad y del límite de explosión por mezcla pobre. A diferencia de la concentración de oxígeno del 21 % en el aire, es común encontrar entre un 10 % y un 12 % en el espacio libre de un tanque de combustible pasivado durante un vuelo.

En la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW), se utilizan gases inertes para proteger el tungsteno de la contaminación. También protegen el metal líquido (creado por el arco) de los gases reactivos del aire, que pueden causar porosidad en el baño de soldadura solidificado. Los gases inertes también se utilizan en la soldadura por arco metálico con gas (GMAW) para soldar metales no ferrosos . ^{[ 10 ]} Algunos gases que normalmente no se consideran inertes, pero que se comportan como tales en todas las circunstancias que probablemente se presenten en algún uso, a menudo pueden utilizarse como sustitutos de un gas inerte. Esto es útil cuando se puede encontrar un gas pseudo-inerte adecuado que sea económico y común. Por ejemplo, el dióxido de carbono se utiliza a veces en mezclas de gases para GMAW porque no reacciona con el baño de soldadura creado por la soldadura por arco. Pero sí reacciona con el arco. Cuanto más dióxido de carbono se añada al gas inerte, como el argón, mayor será la penetración. La cantidad de dióxido de carbono suele estar determinada por el tipo de transferencia que se utilice en GMAW. En aplicaciones industriales, la transferencia por arco de pulverización es la más común, y la mezcla de gases más utilizada para este proceso es 90 % argón y 10 % dióxido de carbono. En aplicaciones no industriales, la transferencia por cortocircuito es la más utilizada, especialmente en Estados Unidos. En este caso, se suele emplear una mezcla de gases compuesta por 75 % argón y 25 % dióxido de carbono (conocida como C25). Fuera de Estados Unidos, se suele utilizar una mezcla de 80 % argón y 20 % dióxido de carbono.

En el buceo, un gas inerte es un componente de la mezcla respiratoria que no es metabólicamente activo y sirve para diluir la mezcla de gases. El gas inerte puede tener efectos fisiológicos en el buceador, pero se cree que estos son principalmente efectos físicos, como el daño tisular causado por burbujas en la enfermedad por descompresión , la pérdida de calor debido a la conductividad térmica y el calor específico, y los efectos en el trabajo respiratorio debido a la densidad. También puede haber efectos fisiológicos en el sistema nervioso, como la narcosis por nitrógeno y el síndrome nervioso de alta presión , que no se comprenden del todo, pero que se revierten rápidamente, sin efectos duraderos, al despresurizarse, y no parecen alterar el gas de ninguna otra forma que no sea su disolución. Los gases inertes más comunes utilizados en la mezcla respiratoria para buceo son el nitrógeno y el helio . El dióxido de carbono es un producto metabólico de la respiración y tiene efectos tóxicos a altas presiones parciales, por lo que no se clasifica como inerte en este contexto. ^{[ 11 ]}