El nitrógeno es un elemento químico esencial para la vida y tiene una amplia gama de aplicaciones en la industria. Se utiliza en la producción de fertilizantes, en la industria química, en la generación de energía y en la producción de alimentos. 
La obtención del nitrógeno en la industria se lleva a cabo mediante un proceso llamado destilación fraccionada del aire. El aire atmosférico contiene aproximadamente un 78% de nitrógeno, por lo que es la principal fuente de este elemento.
En primer lugar, el aire se comprime y se enfría a una temperatura muy baja, lo que provoca la condensación de los componentes del aire. Este proceso se lleva a cabo en una planta de separación de aire, que consta de una serie de columnas de destilación.
En la columna de destilación, el aire se calienta y se introduce en la parte inferior de la columna. A medida que el aire asciende, los diferentes componentes se separan debido a sus diferentes puntos de ebullición. El nitrógeno, al tener un punto de ebullición más bajo que el oxígeno, se concentra en la parte superior de la columna.
El nitrógeno gaseoso obtenido en la parte superior de la columna se recoge y se somete a un proceso de purificación para eliminar impurezas y trazas de otros gases. Este proceso se realiza mediante filtración y adsorción.
Una vez purificado, el nitrógeno se almacena en tanques criogénicos a baja temperatura y alta presión para su posterior uso en la industria. En algunos casos, se puede licuar el nitrógeno para facilitar su almacenamiento y transporte.
El nitrógeno obtenido en la industria se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones. En la industria química, se utiliza como gas inerte para proteger y controlar las reacciones químicas. En la industria de alimentos y bebidas, se utiliza para envasar y preservar alimentos, evitando la oxidación y el crecimiento de microorganismos. También se utiliza en la industria del petróleo y gas para purgar y presurizar tuberías y equipos.
Obteniendo nitrógeno: un proceso esencial
Obtener nitrógeno es un proceso esencial en diversas industrias y aplicaciones. El nitrógeno es un elemento químico que se encuentra en la atmósfera en un 78%, pero para utilizarlo en diferentes procesos, es necesario separarlo y purificarlo.
Existen varias técnicas para obtener nitrógeno, y una de las más comunes es la destilación criogénica. Este proceso se basa en el uso de temperaturas extremadamente bajas para separar los diferentes componentes del aire, ya que el nitrógeno tiene un punto de ebullición más bajo que el oxígeno y otros gases presentes en la atmósfera.
En la destilación criogénica, el aire se enfría hasta convertirse en líquido y luego se somete a una serie de etapas de separación y purificación. En primer lugar, se utiliza un compresor para aumentar la presión del aire y luego se enfría mediante un intercambiador de calor. Este enfriamiento provoca la condensación del aire y la formación de líquido.
A continuación, el líquido se introduce en una columna de destilación, donde ocurre la separación. El nitrógeno, al tener un punto de ebullición de -196°C, se recoge en la parte superior de la columna, mientras que otros gases como el oxígeno y el argón se recogen en diferentes puntos de la columna, debido a sus diferentes puntos de ebullición.
Una vez separado el nitrógeno, se somete a un proceso de purificación adicional para eliminar impurezas y obtener un gas de alta calidad. Esto se logra mediante el uso de filtros y adsorbentes que retienen las impurezas presentes en el nitrógeno.
El nitrógeno obtenido a través de la destilación criogénica se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, como la conservación de alimentos, la fabricación de productos químicos y farmacéuticos, y la industria electrónica. También se utiliza en la industria del petróleo y el gas para inertizar tanques y tuberías y prevenir la oxidación y la formación de explosiones.
Uso del nitrógeno en la industria
El nitrógeno es ampliamente utilizado en diferentes industrias debido a sus propiedades únicas que lo hacen ideal para diversas aplicaciones. A continuación, se mencionarán algunas de las principales formas en que se utiliza el nitrógeno en la industria:
1. En la industria alimentaria: El nitrógeno líquido se utiliza para congelar y conservar alimentos, ya que su temperatura extremadamente baja (-196 °C) permite una rápida congelación, evitando así la formación de cristales de hielo grandes que podrían dañar la textura y calidad de los alimentos. Además, el nitrógeno también se utiliza en la producción de alimentos envasados al vacío, ya que ayuda a eliminar el oxígeno y prolongar la vida útil de los productos.
2. En la industria química: El nitrógeno se utiliza como agente de inertización en diferentes procesos químicos. Su naturaleza inerte ayuda a prevenir reacciones no deseadas y a proteger los productos químicos sensibles de la exposición al oxígeno y la humedad. También se utiliza en la purga de tanques y tuberías para eliminar cualquier rastro de oxígeno y prevenir la oxidación y corrosión de los equipos.
3. En la industria metalúrgica: El nitrógeno se utiliza en la producción de acero y otros metales para mejorar sus propiedades físicas y mecánicas. Se utiliza en procesos de templado y endurecimiento, donde el nitrógeno se introduce en la superficie de los metales para aumentar su resistencia al desgaste y la corrosión. También se utiliza en la soldadura de metales, ya que ayuda a prevenir la oxidación y mejora la calidad de las soldaduras.
4. En la industria electrónica: El nitrógeno se utiliza en la fabricación de dispositivos electrónicos para prevenir la oxidación y la formación de contaminantes durante los procesos de fabricación. Se utiliza en la soldadura y el ensamblaje de componentes electrónicos sensibles, ya que su naturaleza inerte evita daños a los circuitos y garantiza una alta calidad en los productos finales.
5. En la industria farmacéutica: El nitrógeno se utiliza en la fabricación y envasado de productos farmacéuticos para garantizar la estabilidad y pureza de los medicamentos. Se utiliza en la protección de los productos sensibles a la oxidación y en la eliminación de impurezas y contaminantes durante los procesos de fabricación.
1. Proceso de destilación fraccionada: El nitrógeno se puede obtener en la industria a través de un proceso de destilación fraccionada del aire. Este proceso implica enfriar el aire a una temperatura muy baja para convertirlo en líquido. Luego, se separan los componentes del aire líquido mediante destilación fraccionada, aprovechando las diferentes temperaturas de ebullición de los diversos componentes. El nitrógeno, al tener un punto de ebullición más bajo que el oxígeno y otros gases, se puede separar y recolectar en forma de gas puro.
2. Membranas de separación: Otra forma de obtener nitrógeno en la industria es a través de membranas de separación. Estas membranas están diseñadas para permitir el paso selectivo de ciertos gases, como el nitrógeno, mientras bloquean otros gases, como el oxígeno. Al pasar el aire a través de estas membranas, se puede separar y recolectar el nitrógeno en forma de gas puro. Este método es más eficiente y económico en comparación con la destilación fraccionada, especialmente para aplicaciones de menor escala.