¿Qué son exactamente los fluidos criogénicos?

Los fluidos criogénicos son gases licuados que se mantienen en estado líquido a muy bajas temperaturas; su punto de ebullición siendo próximo a -100º o incluso inferior. En su temperatura y presión naturales, estos líquidos tienen forma de gases, y por tanto deben someterse a un proceso de licuefacción, aumentando la presión y disminuyendo la temperatura.

Se dividen en tres categorías principales; gases inertes que no se queman ni reaccionan químicamente con otros elementos, gases inflamables que pueden arder cuando el líquido se convierte en gas y se expone al aire, y el oxígeno, que se trata como una categoría independiente por su alta tasa de peligro e inflamabilidad.

Uno de los principales beneficios en cuanto a almacenaje es la enorme reducción de volumen que resulta de la licuefacción del gas. Sin embargo, almacenar fluido criogénico requiere de equipos mecánicos robustos y seguros, con aislamiento de alta eficiencia para conservar las condiciones físicas y asegurar la seguridad de éstos.

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Formas de almacenar fluidos criogénicos

Los líquidos criogénicos se embarcan y almacenan en contenedores térmicamente aislados, diseñados específicamente para soportar los cambios bruscos de temperatura y presión. El tipo de almacenamiento dependerá del fluido contenido, la capacidad necesaria y contará con los materiales térmicos más adecuados.

A continuación, facilitamos una lista de los recipientes criogénicos más comunes en cuestión de almacén criogénico; los cuales presentan diferentes características de forma y diseño según su finalidad específica. 

Frascos de laboratorio

Con el objetivo de almacenar muestras y guardar de forma temporal líquidos criogénicos a temperaturas refrigeradas, estos pequeños recipientes evitan dañar la estructura de los tejidos y se utilizan primordialmente en laboratorios.

Estos frascos consisten en envases portátiles no presurizados que pueden tener forma de tubos, vasos o viales y se construyen en una gran variedad de tamaños; desde pequeños frascos de 100ml hasta recipientes de más de 1l.  

Están fabricados con doble pared y aislamiento de alto vacío, y son apropiados para almacenar fluidos criogénicos como el oxígeno, nitrógeno o argón en estado líquido. 

Rangers y Dewars

Tanto los Rangers como los Dewars tratan del mismo recipiente para transportar y almacenar líquidos criogénicos a bajas temperaturas, sólo que su denominación varía según el operador de gases criogénicos. Existen muchos formatos de tamaño, siendo 60, 100, 180, 250 y 500 litros las capacidades más comunes, aunque también los hay con más capacidad.

Son seguramente el concepto más general de contenedores criogénicos, y su tipo de aislamiento es también al vacío. Para su fabricación, se utilizan materiales como el aluminio, el acero inoxidable, el acero al carbono y materiales compuestos. 

Para sus usos industriales, suelen presentar elementos complejos en su diseño, como válvulas o manómetros. Los Rangers y Dewars más sofisticados son extensamente utilizados para el almacenamiento de nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, helio, argón y dióxido de carbono líquido entre otros.

Tanques criogénicos de fondo plano

Los tanques criogénicos de fondo plano son depósitos de almacenamiento de gases licuados a bajo presión. Tienen una gran capacidad y son de grandes dimensiones, por lo que suelen ser construidos in situ y al aire libre por motivos de seguridad.

Existen dos tipos principales:

  • Tanques para gases del aire licuados (LIN, LOX, LAR), con capacidad desde 500 a 15.000 m³.
  • Tanques para gas natural licuado (GNL), gas licuado de petróleo (GLP) y etileno líquido, con capacidad desde 1.000 a 30.000 m³.

Estos depósitos de almacenamiento son construidos con estructuras de acero de doble pared, utilizando materiales aislantes de alta tecnología como el acero al carbono y el aislante de perlita.

Estos tanques criogénicos están compuestos de una estructura dividida en dos partes fundamentales:

  • Un recipiente interior construido en acero inoxidable y preparado para soportar temperaturas muy bajas.
  • Un recipiente exterior de acero de carbono.

Los dos recipientes están aislados entre sí por una combinación de materiales aislantes, y los tanques están dotados de un sistema de regulación de presión, específicamente diseñado para que la presión se mantenga siempre constante y adecuada a las necesidades del usuario. 

Además, al encontrarse en el exterior, los tanques criogénicos deben adaptarse tanto a las características de su entorno; tamaño, ubicación, climatología y tipo de suelo entre otros, como al líquido que alberguen. Estos líquidos incluyen nitrógeno, oxígeno, argón, gas natural licuado, gas licuado de petróleo y etileno.

Cisternas criogénicas sobre camión

Las cisternas criogénicas sobre camión proponen una forma de almacenamiento de líquidos criogénicos durante su transporte. El almacenaje por tanto se realiza en semiremolques de camiones cisterna que también constan de doble pared y un superaislamiento para coadyuvar a mantener un adecuado aislamiento térmico. 

Su diámetro exterior suele ser como máximo de unos 2.600mm y la temperatura de diseño es de -196 ºC, pudiendo albergar desde unas pocas toneladas hasta más de 25tm, con un sistema de alivio de presión interna para cada líquido criogénico específico.

El material utilizado para el depósito interior es acero inoxidable, mientras que el depósito exterior puede incluir también acero al carbono.

Lectura recomendad: Cómo realizar un buen mantenimiento de cisternas dentro del sector criogénico

Cryospain, expertos en el almacenamiento de fluidos criogénicos 

En Cryospain diseñamos y suministramos muchos tipos de recipientes y tanques criogénicos llave en mano, adaptados a los proyectos de nuestros clientes. Ingeniería y tecnología puntera se fusionan con un gran equipo de expertos para aportar soluciones de almacenaje criogénico ajustadas a las demandas específicas de cada caso en particular.

Con soluciones de almacenamiento a nivel global, Cryospain es líder en almacenaje de fluidos criogénicos. Un servicio integral de 360º que cumple desde la consultoría inicial hasta la reparación y mantenimiento de los equipos criogénicos. Consúltanos para conocer nuestra alta tecnología a bajas temperaturas. 

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