Química

Química

El avance de la química y el uso de gases industriales en la vida cotidiana han marcado un antes y un después. En la actualidad, hay mil maneras de darle uso a los gases nobles en industrias como iluminación, medicinal, soldadura, industria electrónica, entre muchas más. Te contaremos algunos usos de estos elementos tan importantes para la química y ahondaremos en el mundo del: helio (He), argón (Ar), oxígeno (O), nitrógeno (N), Co2 y mezcla.

Entendamos qué son los gases nobles

Los llamados gases nobles son un grupo de elementos de la química que poseen propiedades similares. En su condición original o normal, son monoatómicos, no tienen color ni olor y representan una reactividad química muy baja; lo que quiere decir que no reaccionan fácilmente con otra sustancia química y no son inflamables.

Incluso, muchos de ellos se encuentran  en el aire que respiramos día a día. Pese a esto, si son inhalados en cantidades muy altas, puede ser tóxico, ya que son altamente asfixiantes. Para estos gases existen múltiples aplicaciones.

El nitrógeno (N) es protagonista en el sector belleza e higiene

nitrogeno

El nitrógeno es uno de los gases presentes en el aire. Constituye el 78% de la atmósfera y su uso está presente no solo en la química. También se usa en la industria alimentaria y en la cosmética. De ese aspecto, hablaremos a continuación.

En el área dermatológica se utiliza el nitrógeno líquido para diferentes aspectos. Desde lesiones cutáneas en la piel, hasta para la elaboración de productos de belleza.

El nitrógeno en la criocirugía

Aunque anteriormente en la búsqueda de un sistema práctico para la criocirugía, se comenzó usando argón (Ar), los resultados obtenidos fueron similares al uso de nitrógeno líquido, con la diferencia notoria en su costo. Ante esto, se siguió prefiriendo el uso del segundo.

La criocirugía es un método practicado por dermatólogos. Es simple, indoloro y efectivo y es utilizado para tratar un buen número de afecciones dermatológicas. Cabe destacar que es un tratamiento además, útil para pacientes con riesgo quirúrgico, tanto para niños como para adultos.

Este método consiste en usar el nitrógeno líquido congelado. A unos -165 grados, según los especialistas en el área. ¿Cómo es aplicado?: el médico dermatólogo usará el nitrógeno de una manera controlada y local sobre la lesión del paciente utilizando un aparato especial para este proceso. Este método provoca la congelación de la lesión, la cual segundos después se descongela y provoca generalmente una reacción inflamatoria intensa que llevará al desprendimiento del tejido.

criocirugia

Envasado de productos de belleza, cosméticos e higiene

spray

Este elemento químico también se usa en el mundo de la belleza, más que nada en el envasado de los mismos. La fabricación de aerosoles cosméticos se utiliza fórmulas que contienen este gas como principal agente. Te contamos más detalles:

En el envasado de aerosoles, por ejemplo, usados para desodorantes o productos para el cuidado del cabello, el nitrógeno se produce a partir de aire comprimido. Luego de este proceso, las máquinas usadas separan las moléculas de nitrógeno en forma gaseosa. Es principalmente usado por la industria de la belleza y cosmetología en aguas termales, generalmente usadas para la protección e hidratación de la piel.

Mejora la experiencia del producto: La cosmética en aerosol es un mercado en aumento. Es por ello que en este sector, las empresas han optado por envasar estos productos en botes de aluminio bajo presión que tiene como principal efectividad, permitir que el contenido se vaporice, gracias a la propulsión de gas a presión.

¿Cuáles son otros gases usados en el aerosol?

No solo el nitrógeno es usado en este tipo de envasados. El Co2, por su parte, conocido también como “gas invernadero”, es un potente propulsor que es comúnmente usado en mezcla con GLP, es decir, gas licuado de petróleo, para dar potencia a la salida del producto.

Si bien este gas no es usado usualmente en el área cosmética, si lo es en productos de aerosol técnicos o industriales, como por ejemplo, el líquido limpiador de frenos o anticorrosivos. Asimismo, también se utilizan el aire comprimido, deshidratación del metanol, y el ya nombrado, gas licuado de petróleo.

Sabiendo esto, es bueno tener en cuenta cómo está compuesto este producto. Aunque pocas veces nos podemos a ver cuáles son sus componentes, el buen funcionamiento del aerosol va de la mano de:

Envase: este contiene el producto a utilizar, más el gas que se usa para su expulsión. El envase debe tener la capacidad de soportar la presión del gas y a su vez, estar debidamente acondicionado para contener el producto. La mayoría están hechos de aluminio pero también pueden estar fabricados con materiales diferentes, pero siempre en función al gas a utilizar, y por supuesto al producto.

Difusor: también llamado activador, es el componente que caracteriza el contenido del envase. Es decir se usa según el producto: espumas, lascas, desodorantes, limpiadores, entre otros.

partes espray

Válvula: es ese componente que poco se ve pero que es de gran importancia. Es crucial para el buen funcionamiento del aerosol. Existen diferentes según los requerimientos del producto. Válvulas con diferentes volúmenes de salida, para fluidos viscosos, las que se accionan con poca fuerza, entre otras.

Tapón: no menos importante, no solo es usado para “embellecer” el producto. También, el tapón sirve para aislar el producto hasta que sea utilizado y en algunos casos tiene también la fusión de difusor.

En la actualidad existe un nuevo sistema para el llenado de aerosoles. El sistema BOV. Es una tecnología moderna que comenzó a usarse en Estados Unidos, la cual permite mejorar la forma de aplicación de una amplia variedad de industrias. A diferencia del sistema de aerosol más antiguo, el BOV utilizada una bolsa laminada flexible que está compuesta por varias capas y sellada a su vez por un válvula.

¿Esto qué permite?, que el propelente, en este caso el gas usado, está fuera de la bolsa, lo que quiere decir que no interactúa directamente con el producto. Esto tiene ventajas que son considerables:

  • Contienen un dispensado puro, por lo mencionado anteriormente: que el gas no toca el producto.

  • Es ideal para productos que son sensibles al oxígeno. Esto quiere decir que la vida del producto en el anaquel, es más larga.

  • Como se utiliza un gas comprimido, bien sea el nitrógeno u otro gas, se reduce la posibilidad de que el producto sea inflamable.

  • Es amigable con el ambiente. El uso de gases comprimidos beneficia al reciclaje.

  • Puede usarse en productos con base de agua o disolventes, o en productos más viscosos.

  • No se desperdicia producto.

  • Puede ser usado desde cualquier posición.

  • Este sistema tiene un amplio sector de aplicación: farmacéutico, industrial, cuidado personal, etc.

Los envases de aerosol no deben sobrellenarse

La expansión térmica de los gases es una de las consecuencias principales que se puede tener si se sobrellena un envase de aerosol. ¿Qué ocurre si esto pasa?

Si un aerosol es llenado por encima de los requerimientos, podría provocar un accidente: el envase podría explotar. Esto ocurriría si el mismo fuese llenado 91% a una temperatura aproximada de 15 grados y se calentara hasta los 50 grados, por ejemplo. Debido a esto, el envase explotaría al calentarse y provocaría un accidente durante su fabricación o incluso en su traslado.

Por esta razón se deben tener en cuenta ciertas medidas de seguridad como: mantener un debido control de peso, donde se identifiquen bajos o altos contenidos de producto en el aerosol, evitar la exposición al sol, corroborar que el envase no tenga ninguna fuga, etc.

Cabe destacar que la presión que existe en un pote de aerosol equivale a entre 2 y 8 atmósferas. Lo que quiere decir, que puede convertirse en un arma mortal si no es llenado de manera debida.

¿Cómo se realiza el proceso de extracción Co2?

co2 supercritico

En el proceso de extracción, el Co2 supercrítico fluye a través del sólido y disuelve así los componentes extraíbles. Funciona cuando el disolvente cargado con el extracto, se evacúa del extractor alimentándose al separador. Allí se reduce la presión de manera que el soluto no es soluble y se precipita.

En cuanto a las temperaturas usadas, generalmente el proceso de extracción de Co2 supercrítico se produce entre 35 a 40 grados. A menos que el soluto sea fuertemente adsorbido.

El helio (He), un elemento usado en el mundo del buceo

No solo fue el primer gas usado en el llenado de globos, por lo que es comúnmente conocido, sino que también este elemento, que es uno de los más ligeros abarca varios campos: su uso principal se basa en la protección de la soldadura autógena. Pero también es usado en la industria del buceo. 

Aunque se piense que el oxígeno es el único gas usado en esta técnica, el helio también tiene protagonismo. Este elemento gaseoso, que es el segundo más ligero, es utilizado en las mezclas respirables de buceo. En esta área  el helio tiene dos aplicaciones: en inmersiones profundas y hábitats submarinos. Debe ser usado con sumo cuidado.

buceo-helio

Un dato curioso

El helio es un gas que conduce el calor más rápido que el aire, es decir, el buceador sentirá más frío que si respirara aire. Por ende, cuanto mayor sea la proporción de helio en la mezcla usada en los tanques para buceo, más evidente será este fenómeno.

Por qué el buzo usa helio

buzo-helio

Según explican los expertos en buceo, el uso del helio en esta práctica se debe a que con el uso de este gas se reduce la proporción de nitrógeno y oxígeno, permitiendo que la mezcla de gases pueda ser respirada de manera segura a bajas profundidades, como dijimos anteriormente.

Pese a sus múltiples beneficios, el helo tiene  desventajas según cuentan los especialistas en buceo: Es muy costoso debido a su rareza por lo que es usado más que nada en buceo profesional; el buceador pierde calor corporal rápidamente debido a la alta conductividad térmica; es más difícil para descomprimir.

80% de helio y 20% de oxígeno

Esta mezcla se denomina heliox. Se utiliza en inmersiones superiores a los 200 pies. Tiene como ventaja, como bien dijimos, que evita la narcosis por nitrógeno: esto, es la alteración reversible del estado de conciencia de una persona. Es decir, produce casi un efecto de intoxicación.

En esta mezcla, las proporciones de oxígeno varían en función de la profundidad, pero nunca debe exceder el 21% de la totalidad de la mezcla.

Otras mezclas que se usan en buceo

Aire comprimido: esta mezcla consta de 21% de oxígeno, 78% de nitrógeno y 1% de otros gases. Esta mezcla es utilizable hasta 130 pies o 40 metros.

Nitrox: es el nombre que se le da a la mezcla de nitrógeno y oxígeno. Permite aumentar el tiempo en el fondo, pero no permite bucear a mayor profundidad.

Trimix: donde se mezclan tres gases, oxígeno, nitrógeno y helio en diferentes porcentajes, según las necesidades del buceador. Esta mezcla permite bajar a más profundidad.

El argón (Ar) puede ayudarte a conservar el vino

argon-vino

Que tus botellas de vino se conserven es un proceso que usa el elemento químico argón, de una manera muy simple.

Una de las opciones, es un sistema que fue diseñado para conservar y servir vinos hasta 25 días después de haber abierto la botella: solo utilizando un sistema de dispensación y conservación por gas argón (Ar).  Para su aplicación, el dispositivo usa una aguja que perfora un agujero en el corcho para extraer vino, y así, evitar el contacto con el oxígeno. Su finalidad es sustituir el aire por argón para que el corcho se selle de forma natural como si la botella no se hubiese abierto jamás.

¿Cómo funciona esto?

El método se basa en la conservación por gas inerte. En estos sistemas el gas, que también puede ser nitrógeno, desplaza el aire casi por completo de la botella. Esto evita la oxidación. Este método tiene ventajas considerables como: el control en la cantidad de vino a servir, permite que sea auto servido y es fácil de usar.

El Co2 y sus múltiples usos

Por su parte, así como el resto de los gases inertes, el Co2 tiene muchas aplicaciones a nivel industrial. Entra tantas, hoy destacaremos las menos conocidas.

Es protagonista en bebidas alcohólicas

Es conocido que el Co2 es un aditivo aprobado para la producción alimentaria. También, está presente en la industria de bebidas alcohólicas. ¿Cómo?: El Co2 es añadido en los barriles que contienen cerveza, esto con dos finalidades, para enfriar la bebida y para mantener el gas necesario y que la misma sea expulsada de manera adecuada.

Para que esto funcione es necesario inyectar Co2 con presión, para que esta sea percibida por la superficie dentro del barril. Esto produce que la presión penetre la masa líquida, lo que quiere decir que con el pasar de las horas, la presión se va difundiendo dentro del barril hasta el fondo y comience a salir cerveza sobrecarbonatada.

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El Co2 ayuda a conservar la leche

Para este proceso se aplica una técnica llamada “acidificación con Co2”. ¿De qué trata?: Es un proceso químico que produce o transforma un ácido. Para ser empleado en este tipo de conservación, debe ser inyectado en la leche cruda refrigerada y debe mantenerse así por cinco días aproximadamente. Esto permitirá que el líquido mantenga sus propiedades sensoriales.

Se usa en extintores contra incendios

Un extintor contra fuego puede contener Co2. Es esa especie de nuble blanca que se ve al activar un extintor y esto se debe a la compresión de dióxido de carbono. Seguramente no sabías que lo que expulsa son partículas de hielo seco, es decir, el Co2 en estado sólido.

¿Cómo funcionan?

Cabe destacar que los extintores enfrían el medio al que se dirige, a una temperatura aproximada de -80 grados. Por lo que si llega a tener contacto con la piel, puede generar quemaduras por congelación.

extintor

Cómo se convierte el Co2 en hielo seco

Este proceso se da por compresión y enfriamiento de Co2 gas a altas presiones, con la finalidad de obtener Co2 líquido. Posteriormente, una vez líquido, se expande a presión atmosférica lo cual produce nieve carbónica; la cual se comprime hidráulicamente en una cámara especial para formar el hielo seco.

El hielo seco puede usarse para diferentes aplicaciones:

  • Conservación de alimentos perecederos y congelados

  • Transporte de muestras que necesiten congelación

  • También es usado en la cocina para la creación de helados o como refrigerante

  • En fiestas o espectáculos

  • Limpieza de productos sensibles a la humedad

Por qué es importante la química

En la vida cotidiana, el uso de la química es más común de lo que piensas. Aunque pensemos que esta ciencia está principalmente especificada para el trabajo en laboratorios, la realidad es que es una actividad muy presente en nuestra vida diaria y hay ejemplos simples de ellos que seguramente te suenan muy familiares.

Nuestro día comienza al levantarnos e irnos a cepillar los dientes. Pero ¿sabías que la crema dental está elaborada con productos químicos? Asimismo, la ropa que llevamos puesta también tiene presencia de química, es decir, si usamos una prenda de algodón, usamos química natural, si bien la prenda es de poliéster, la química es sintética.

Te dejamos una lista de presencia química en la vida:

  • Los detergentes usados para lavar los platos, contienen productos químicos. Estos son usados con la finalidad de disolver la suciedad o las impurezas presentes en algún objeto. Están compuestos principalmente por sulfato de benceno.

  • Colorantes para telas de ropa y otros elementos de uso diario. Se aplican tintes sobre materiales textiles con el objetivo de lograr el color deseado mediante una acción química.

  • Envases plásticos. A menudo usamos envases plásticos que poco sabemos que son productos químicos obtenidos mediante la polimerización o multiplicación de átomos de carbono. En su mayoría son derivados del petróleo.

  • El cloro, comúnmente usado en nuestros hogares para desinfectar superficies, o en cantidades pequeñas para potabilizar el agua, también es un proceso químico. En su estado natural y puro, es un gas amarillo verdoso formado por moléculas de cloro Cl2.

  • Saborizantes para alimentos. Con compuestos químicos que ayudan a resaltar el sabor de nuestras comidas. Estos pueden desarrollar un sabor parecido al producto natural.

  • El agua potable que consumimos es un compuesto de sales minerales, que son sustancias químicas.

  • Los alimentos en sí, tienen diferentes composiciones químicas que ofrece diferentes aportes al cuerpo.

  • El llamado eco cuero, es un producto creado con poliuretano, que es un compuesto químico obtenido por la condensación de bases de moléculas alcalinas y compuestos químicos de alta reactividad.

  • El neón que vemos en letreros de supermercados, cines, espectáculos, etc. para crear la luz fluorescente.

  • Inclusive en nuestro cuerpo hay compuestos químicos dentro de la sangre, por ejemplo, que incluye azúcares, aminoácidos, sodio, potasio, entre otros.

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