ACEROS AL CARBÓN
Transferencia en corto circuito
20 – 25 % CO2 balance Argón
Se utiliza en espesores inferiores a los 3.5 mm para obtener una alta velocidad de soldadura, buena fusión y penetración con muy pocas salpicaduras, así como mínima distorsión de la pieza en proceso.
50% CO2 balance Argón
Se utiliza en espesores mayores a los 3.5 mm para obtener un mínimo de salpicaduras, y óptimo control del arco de soldadura en posición vertical y sobre cabeza.
Dióxido de Carbono
Aunque se logra alta velocidad de aportación de la soldadura y una penetración profunda, a bajo costo, la proporción de salpicaduras es más alta conforme disminuye el espesor.
Transferencia pulverizada
3 – 5 % O2 balance Argón
Permite la aplicación de soldadura con alta velocidad, una buena coalescencia del contorno del cordón, buena estabilidad del arco, minimiza la socavación con un buen control de la fusión y pocas salpicaduras.
Dióxido de Carbono
Cordones con altas velocidades con equipos automáticos, pero de igual consideración que en el caso en corto circuito.
ACEROS INOXIDABLES
Transferencia en corto circuito
7.5% Argón, 2.5% CO2, balance Helio
No se produce ningún efecto dañino en la resistencia a la corrosión. Buena estabilidad del arco de soldadura. No produce distorsión de la pieza por la poca aportación de calor, y no produce socavaciones.
Transferencia pulverizada:
1 – 2 % O2 balance Argón
El 1% de oxígeno proporciona una Buena estabilidad al arco, minimizando la socavación y permitiendo una buena coalescencia en el contorno del cordón. El incremento a 2% O2 aumenta la estabilidad del arco y la velocidad de soldadura.
ALUMINIO – COBRE – MAGNESIO – NIQUEL – SUS ALEACIONES
Transferencia en corto circuito
Argón
Indicado para materiales de poco espesor.
Argón 25% balance Helio
Indicado para materiales de mediano y alto espesor.
Transferencia pulverizada
Argón
Indicado para materiales de espesor hasta 25 mm por la buena transferencia del metal y la estabilidad del arco, produciendo pocas salpicaduras.
Argón 25% balance Helio
Por su alta aportación de calor, esta mezcla está indicada para materiales de espesor entre 25 y 75 mm.
Argón 10% balance Helio
Aumentando el porcentaje de helio, aumenta la aportación de calor, por lo que la mezcla está indicada para materiales de espesores superiores a los 75 mm, mostrando una mínima porosidad.
ACEROS DE BAJA ALEACION
Transferencia en corto circuito:
Argón 25 – 35 %, CO2 4 – 5 %, balance Helio
Buena resistencia y buen aporte de material y de contorno del cordón
Transferencia pulverizada:
2% Oxígeno balance Argón
Buena estabilidad del arco, minimizando la socavación.
METALES REACTIVOS (Titanio, Cinc, Tantalio)
Transferencia pulverizada
Argón
Para soldar estos metales se recomienda usar gas inerte en el respaldo, para prevenir la contaminación del área de soldadura. Buena estabilidad del arco.
1. Formas de Uso de cada uno de los productos:
1.1 Carburo de Calcio. Ventajas y desventajas.
El Carburo de Calcio es un agente precursor de un gas de maduración conocido como Acetileno. La generación de acetileno proveniente del carburo es espontánea en aquellos lugares en los que existe una alta humedad relativa, ya que la reacción química que sustenta su liberación, utiliza la humedad ambiental como fuente de agua, según la Ecuación 1
CaC2 + 2H2O ® C2H2 + Ca(OH)2 (Ecuación 1)
El Acetileno se produce continuamente en pequeñas cantidades dependiendo del grado de humedad del aire que le rodea. Así, para un aire que contiene 500 mg H2O/L aire (500 ppm p/v) puede obtenerse una concentración de Acetileno de 360 ppm p/v, consumiéndose (en un sistema cerrado) 1300 mg de Carburo industrial (68% pureza).
El acetileno ingresa al fruto mediante difusion por el pericarpio en donde activa la cascada de la maduración. El proceso requiere de un proceso previo por el cual el acetileno se convierte en etileno mediante la acción de enzimas acetileno-hidrogenasas, ya que el agente madurante real es el etileno formado en esta reacción bioquímica, según la Ecuación 2.
C2H2 + NADH + H+ (Hidrogenasas) ® C2H4 + NAD+ (Ecuación 2)
Debido a la reactividad del acetileno, la difusión a través de la membrana del pericarpio se hace bastante lenta, generando un proceso de maduración igualmente lento y heterogéneo, en función del grado de impedimento estérico que se produzca en la cáscara. La velocidad de maduración no depende de la cantidad de acetileno formada en la reacción 1 sino de que la cantidad de etileno biogenerada sea suficiente para iniciar la cascada de la maduración. No obstante, la temperatura juega un papel importante, acelerando o descelerando los procesos bioquímicos. Las maduraciones mas homogéneas y estéticas, se logran durante períodos relativamente largos de tiempo (4 a 5 días) a bajas temperaturas (4 a 10 ºC). En los casos de productos facilmente madurables, puede obtenerse una maduración homogénea en 24 horas a 20 ºC. Una de las grandes ventajas del uso de carburo de calcio para generar acetileno es la formación de hidróxido de calcio como subproducto, ya que éste hace reaccionar el dióxido de carbono formado en el proceso y lo elimina de la atmósfera circundante generando carbonato de calcio, eliminando la inhibición a la maduración que este gas provoca. La eliminación de dióxido de carbono de describe en la Ecuación 3.
CO2 + Ca(OH)2 ® CaCO3 + H2O (Ecuación 3)
Desafortunadamente, el carburo de calcio presenta impurezas que lo hacen inapropiado para su uso en alimentos. Estas impurezas son intrínsecas al proceso de producción del carburo y por lo tanto, deberían ser eliminadas cuando acompañen al acetileno recién producido, mediante sistemas de purificación especiales. Las impurezas mas significativas en el acetileno generado son las siguientes:
Fosfina (PH3): Gas sumamente tóxico que se adsorbe en la superficie del pericarpio.
Sulfuro de Hidrógeno (H2S): Gas sumamente tóxico y de olor desagradable que se difunde dentro del fruto y provoca su putrefacción prematura.
Metano (CH4): No tiene efectos significativos sobre el fruto o la salud humana en las cantidades en las que se produce.
Arsina (AsH3): Gas sumamente tóxico. Sin embargo se produce solamente en cantidades traza y no se acumula en el fruto.
Una de sus principales ventajas para el pequeño productor frutícola es su bajo costo, de aproximadamente Q4.00/libra, como precio de venta al público. Una libra de carburo de calcio industrial puede generar hasta 0.108 metros cúbicos normales (equivalentes a 4.095 piés cúbicos estándar) de acetileno, suficientes para ajustar 1,080 metros cúbicos a una concentración de 100 ppm v/v.
El procedimiento utilizado por los pequeños productores, es colocar el carburo a las condiciones de humedad ambientales, entre el ordenamiento de los contenedores de la fruta a madurar, cubriendo finalmente con un trozo de manta o lona para asegurar el contacto entre el acetileno y la planta. Como el carburo libera poco a poco el acetileno, no será necesario aislar el ambiente en cámaras selladas.
1.1 Etileno Gas. Ventajas y Desventajas
El Etileno gaseoso se le obtiene de la deshidratación de alcohol etílico, proceso que compite en la formación de éter etílico y de sulfato de dietilo. Desde el punto de vista de la maduración de frutas, el Etileno se le puede obtener en forma contínua (como el acetileno proveniente del carburo de calcio) del producto comercial denominado Ethrel que aprovecha la hidrólisis del ácido 2-cloro-etilfosfónico para generar Etileno, según se indica en la ecuación 4.
=H2PO3CH2-CH2Cl + H2O ® C2H4 + HCl + H3PO4 (Ecuación 3)
El sistema Ethrel para con la producción de Etileno, es el análogo al Carburo de Calcio en la producción de Acetileno, con la desventaja de una producción contínua no necesariamente proporcional a los requerimientos de maduración.
Las maduraciones con Etileno son generalmente mas rápidas debido a que el proceso de maduración se desencadena directamente, sin el paso previo de conversión de acetileno a etileno. Por lo tanto, a una misma temperatura, se logrará antes la maduración de frutas sometidas a las atmósferas de Etileno que a las de Acetileno, con una mayor homogeneidad del grado de maduración de todas las frutas.
La ventaja de utilizar el Etileno envasado a presión, es que se pueden realizar aplicaciones por bacth sin la contínua producción de un gas inflamable que proporciona riesgos a la operación. La concentración de Etileno en la atmósfera de los cuartos de maduración permanece constante y muy por debajo de los límites de riesgo de inflamación (no mayor a 500 ppm v/v).
El Etileno se le obtiene con grado de pureza del 99.5% mientras que el Acetileno proveniente del carburo de calcio se obtiene con 96% de pureza. Esta diferencia implica un menor número de impurezas, constituídas por otros hidrocarburos, en vez de las impurezas tóxicas para los alimentos que contiene el Acetileno.
Productos del Aire de Guatemala, distribuye Etileno en cilindros de alta presión que contienen 30 libras (13.6 Kg equivalentes a 414 scf ó 10.8 metros cúbicos normales), a 1200 psig de presión, a un precio al público de Q.1,354.36.
Un cilindro de Etileno gas es capaz de ajustar 108,800 metros cúbicos a una concentración de 100 ppm v/v. La aplicación de Etileno se realiza dentro de cámaras refrigeradas o no, herméticas y con un homogeneizador gaseoso interno. Se vacía una cantidad conocida de Etileno de acuerdo a las dismensiones del recinto, con la ayuda de un flujómetro, de tal forma que se mide el tiempo de la descarga y posteriormente se hace el cálculo de la concentración. La cámara de maduración puede contener internamente depósitos de cal apagada (Hidróxido de Calcio) que absorben el dióxido de carbono formado. La velocidad de la maduración se controla mediante el ajuste de la temperatura. Temperaturas cercanas a los 4 ºC desencadenan la maduración en 4 a 5 días, mientras que cercanas a 20 ºC tarda un promedio de 26 horas.
El Etileno puede ser utilizado en forma artesanal de mejor forma que el Acetileno obtenido del carburo de calcio, debido a sus mejores características de inflamabilidad, pureza y discontinuidad de su emisión en las cámaras de maduración.
Lic. Sergio Molina
22 de febrero de 2002.
Sergio Molina. Productos del Aire de Guatemala. 41 Calle 6-27 zona 8. 01008 Guatemala.
La utilización de Etileno para inducir la maduración de frutos, abre una nueva puerta a la comercialización de productos naturales perecederos, y asegura un suministro de frutas y verduras aún fuera de la temporada
ASPECTOS GENERALES DE LA MADURACIÓN Y ALGUNAS DEFINICIONES
La maduración post-cosecha de las frutas es una necesidad mundial que puede aplicarse al producto cortado anticipadamente ó cortado en su tiempo.
Existen diversas técnicas que permiten no solamente alcanzar en corto tiempo una maduración homogénea y uniforme de las frutas, sino que al mismo tiempo mejorar las condiciones de comercialización (mayores tiempos de oferta y así mayores ventajas económicas).
OPTIMIZACION DE LOS PROCESOS DE FUNDICION, DESGASIFICADO Y EXTRUSION DE ALUMINIO MEDIANTE EL USO DE TECNOLOGIA DE GASES, TANTO EN SU PRODUCCION COMO EN SU RECICLADO
Lic. Sergio E. Molina M. Gerente de Aplicaciones y Gases Especiales. Productos del Aire de Guatemala, S. A.
Los procesos relativos a la producción o reciclaje de Aluminio que son sujetos a su optimización por introducción de la Tecnología de Gases, son basicamente comunes en la mayoría de plantas productoras de este valioso metal y fundamentales para la obtención de diferentes tipos de purezas y aleaciones. Los procesos optimizados, así como los gases utilizados para dicha optimización se describen a continuación:
Optimización de la fundición de Aluminio mediante el uso de Oxígeno (líquido-gas) en vez de Aire. Permite obtener economías de combustible e incrementos de la producción a al menos el doble, en el mismo tiempo y con los mismos recursos.
Desgasificado con Argón gaseoso previo a la extrusión. Permite realizar una eliminación más limpia y completa del hidrógeno retenido en el metal.
Enfriado con Nitrógeno del Dado de Extrusión. Permite un extruído más homogéneo e incrementa en un factor de 3, la vida útil del dado.
Fundamento
Para mantener la tendencia a la elevación de los globos publicitarios es necesario utilizar helio como gas de carga, con el objeto de generar el empuje suficiente para evitar su descenso por el peso. El vector resultante es una fuerza denominada empuje.
Para lograr estas condiciones, el empuje físico del helio en el aire, deberá ser al menos igual (aunque generalmente se hace mayor) al peso del cuerpo que se desea suspender, para fines de cálculo.
Así:
Empuje = Peso
r(Aire) V(Aire) g = m(cuerpo) g
r(Aire) V(Aire) = m(cuerpo)
V(Helio) = V(Aire) = m(cuerpo) / r(Aire)
De esta manera es posible calcular el volumen de helio necesario para suspender el globo que es igual al volumen de aire desplazado), y convertirlo en cilindros requeridos.
Características
Se requiere llenar de helio a 3 globos publicitarios de 2, 4 y 6 m3, con un peso aproximado de 25 Kg-fuerza cada uno, con un lastre de cable de 50 metros de largo con un peso aproximado de 1 Kg-fuerza. Se asume una diferencia de peso, por incremento de volumen del globo de 1 Kg-fuerza por cada metro cúbico adicional de capacidad.
Globo de 2m3:
Volumen del globo: 2m3
Masa del globo: 26 Kg
Densidad del aire a 21 ºC: 1.2000 Kg/m3
Volumen de helio a 21 ºC: 21.7 m3
824.2 scf
Cantidad de cilindros de 210 scf: 3.95
Si bien el cilindro es de 220 scf, se asumen 210 debido a que es necesario dejar un residual de 10 scf (100 psig) en cada cilindro en vez de agotarlo hasta vaciarlo.
Como el cálculo atiende a una situacion de equilibrio, y considerando que existen fugas microscópicas en el globo, se considera pertienente, a fin de lograr la elevación adecuada, el llenado del globo con 5 cilindros de Helio industrial para una presion final de 193 psig (revisar que el globo pueda resistir tal presión
interior. En caso negativo, la mínima presión necesaria para que dicho globo pueda elevarse es de 150 psig, utilizando 4 cilindros de Helio).
Globo de 4 m3:
Volumen del globo: 4 m3
Masa del globo: 27 Kg
Densidad del aire a 21 ºC: 1.2000 Kg/m3
Volumen de helio a 21 ºC: 22.5 m3
855.9 scf
Cantidad de cilindros de 210 scf: 4.07
Si bien el cilindro es de 220 scf, se asumen 210 debido a que es necesario dejar un residual de 10 scf (100 psig) en cada cilindro en vez de agotarlo hasta vaciarlo.
Como el cálculo atiende a una situacion de equilibrio, y considerando que existen fugas microscópicas en el globo, se considera pertienente, a fin de lograr la elevación adecuada, el llenado del globo con 5 cilindros de helio industrial para una presion final de 97 psig.
Globo de 6 m3:
Volumen del globo: 6 m3
Masa del globo: 28 Kg
Densidad del aire a 21 ºC: 1.2000 Kg/m3
Volumen de Helio a 21 ºC:23.3 m3
886.3 scf
Cantidad de cilindros de 210 scf: 4.22
Si bien el cilindro es de 220 scf, se asumen 210 debido a que es necesario dejar un residual de 10 scf (100 psig) en cada cilindro en vez de agotarlo hasta vaciarlo.
Como el cálculo atiende a una situacion de equilibrio, y considerando que existen fugas microscópicas en el globo, se considera perteniente, a fin de lograr la elevación adecuada, el llenado del globo con 6 cilindros de helio industrial para una presion final de 77 psig.
Volumen de Reposición:
Asumiendo una tasa neta de pérdidas por difusión del helio a través del material barrera del globo, de 2.0 a 2.5 % por día, se establece un estimado de reposición de 1 cilindro de Helio cada 6 a 8 días. Como este es un dato sugerido, y no se dispone del valor de NLR (Net Loss Rate), la mejor indicación de reposición es el descenso del globo hacia la superficie, siendo en este caso mayor el peso que el empuje.
Lic. Sergio Molina
Aplicaciones y Gases Especiales
El Argón, el Helio y el Nitrógeno poseen el mismo comportamiento químico debido a que todos son gases inertes. No existen diferencias químicas que permitan realizar alguna diferencia entre ellos. Por ello, se aplica cualquier propiedad física que permita hacer una diferenciación entre ellos para aplicarse con propósitos de identificación. Existen otros gases inertes (SF6, Freón, Fluorocarburos), pero éstos presentan fase condensada interna (líquido) en equilibrio con su fase de gas.
Abra la válvula del cilindro para llenar un globo de hule suave y añadir suficiente cantidad para obtener un objeto consistente. Cierre el globo y asegúrse de que no hay fugas (que actúen como propelentes) y suéltelo en el aire. Si el globo se eleva, el cilindro contiene helio. Si el globo cae, el cilindro puede contener argón ó nitrógeno.
Calcular el cociente P/Wg. Si este cociente se encuentra alrededor de 90 – 100 (psig/lb) el gas es argon. Si el cociente se encuentra alrededor de 130 – 140 (psig/lb) el gas es nitrogeno.
El valor esperado para el argón (dependiendo de la temperatura ambiente) se encuentra entre 91 y 100. El valor esperado para el nitrógeno (dependiendo de la temperatura ambiente) se encuentra antre 133 y 138.
Estas pruebas se fundamentan en las diferencias de densidad entre el argón y el nitrógeno. Este procedimiento no puede aplicarse para la identificación cualtitativa de otros gases.
Sergio Molina – Químico Gerencia de Aplicaciones y Gases Especiales
1. EL HIDRÓGENO COMO GAS COMBUSTIBLE EN EL ANÁLISIS CROMATOGRÁFICO CON DETECTOR DE LLAMA DE IONIZACIÓN.
El Cromatógrafo de Gases es un equipo diseñado para la separación de mezclas y la detección cuantitativa simultánea de aquéllos compuestos que, debidamente separados, puedan existir en forma estable en fase de gas. El proceso de separación se realiza en la columna cromatográfica mediante mecanismos fisicoquímicos en los que la temperatura y afinidad química juegan un papel importante. Una vez separados los compuestos, se dirigen con la ayuda del flujo de un gas portador generalmente inerte, hacia la zona de detección en donde un proceso físico permite la generación de una señal eléctrica a partir de cada uno de los compuestos separados, que se registra en forma gráfica o electrónica para realizar los cálculos de concentración.
El detector de llama de ionización FID (Flame Ionisation Detector, por sus siglas en inglés) es capaz de detectar la población de iones que se producen como consecuencia del paso del compuesto separado y el gas portador, a través de una llama generada por la combustión de hidrógeno (que se añade al flujo de muestra y gas portador) y aire. Los iones formados, al hacer contacto con el detector que se encuentra a muy corta distancia (lo que impide su reconversión estructural), provocan la disminución de su resistencia eléctrica, permitiendo a la corriente fluir en un circuito externo que registrará el evento.
Producto de importación. producto obtenido en nuestras plantas de producción.
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