Dixido de Carbono

Descripcin

El dixido de carbono en condiciones normales, es un gas incoloro e inodoro, con sabor ligeramente picante, existe en la atmsfera en baja concentracin, entre 0.03 y 0.06% en volumen.

Su Punto Triple (donde coexisten los tres estados de la materia) se produce a -56.57C y 75.2 psia.

Bajo esa presin el Dixido de Carbono sublima es decir pasa directamente de slido a gas sin

pasar por la fase lquida. A presin de una atmsfera el CO2 sublima si la temperatura es de -78.5

C.

El CO2 slido se conoce comnmente como "hielo seco".

Uso Industrial

El CO2, se utiliza ampliamente en la creacin de atmsferas protectoras para soldaduras al arco y MIG. En las fundiciones se utiliza como agente endurecedor de moldes y arena. En la industria alimenticia tiene importantes aplicaciones:

Carbonatacin de bebidas, aguas minerales, etc. Proteccin de vinos, cervezas y jugos de frutas contra la oxidacin por

contacto con aire. Analgsico antes de la matanza de animales. En enlatado de productos.

Por sus caractersticas inertes, se usa tambin en extinguidores de incendio y en el manejo, transporte y procesos de manufactura de materiales inflamables.

Principales precauciones en manejo y almacenamiento

Nunca manejar Dixido de carbono a alta presin sin saber manejar correctamente los cilindros, vlvulas, reguladores, etc.

No debe permitirse que los cilindros de Dixido de carbono alcancen temperaturas mayores de 55 C en el lugar de almacenamiento. No dejar al sol.

Debe usarse un regulador especial que puede ser del tipo calefaccionado elctricamente, para evitar la solidificacin del Dixido de carbono al expandirse el gas cuando el consumo es alto.

El Dixido de carbono es ms pesado que el aire. Por lo que puede acumularse en reas bajas o cerradas. En el lugar de almacenamiento debe haber buena ventilacin porque desplaza al aire y acta sobre el sistema respiratorio.

El dixido de carbono no es inflamable, incoloro, inodoro y en los estados gaseosos y lquidos. El dixido de carbono es menor de edad, pero importante constituyente de la atmsfera, un promedio de aproximadamente 0,036% o 360 ppm en volumen. Tambin es un producto final normal del metabolismo humano y animal. El dixido de carbono seco es un gas relativamente inerte. La humedad est presente en altas concentraciones. Caudales altos o rpida despresurizacin de un sistema puede alcanzar temperaturas que se acercan al punto de sublimacin (-78,5 C) que han de alcanzarse dentro del sistema. El dixido de carbono se convertir directamente de un lquido a un slido si el lquido se despresuriza por debajo de 76 psia (61 psig). El uso de materiales que se vuelven quebradizos a bajas temperaturas debe evitarse en aplicaciones donde las temperaturas de menos de (-29 C) se espera. Los buques y las tuberas utilizadas en el servicio de dixido de carbono deben ser diseados para la Sociedad Americana de Ingenieros Mecnicos (ASME) o el Departamento de Transporte (DOT) correspondientes a las presiones y temperaturas involucradas. Las propiedades fsicas se muestran en el Cuadro 1. El dixido de carbono en estado gaseoso es incoloro e inodoro y no fcilmente detectable. El dixido de carbono gaseoso es 1,5 veces ms denso que el aire y por lo tanto se encuentra en concentraciones mayores a bajos niveles. Los sistemas de ventilacin deben ser diseados para agotar desde los niveles ms bajos y permitir que el aire de maquillaje para entrar en un nivel superior.

Cuadro 1. Propiedades fsicas y qumicas del dixido de carbono.

Frmula Molecular CO2

Peso Molecular 44,01

Punto de ebullicin a 1 atm (sublima) -109.3 F (-78.5 C)

Punto de congelacin @ 76 psia -69,9 F (-56.6 C)

Temperatura crtica 87,9 F (31,0 C)

Presin Crtica 1070 psia (72,9 atm)

Densidad, Lquido @ -35 F (-37 C), 11 atm 68.74 / cu. ft.

Densidad, Gas @ 68 F (20 C), 1 atm 0,115 libras / pies cbicos. ft.

Densidad, Solid @ -110 F (-79 C), 1 atm 97,4 libras / cu. ft.

Gravedad especfica del gas (aire = 1) @ 68 F (20 C), 1 atm 1.53

Gravedad especfica, Lquido @ -35 F (-37 C), 11 atm 1.10

Volumen especfico @ 68 F (20 C), 1 atm 8.7 cu. ft. / lb

El calor latente de sublimacin 10,900 Btu / lb mol

Solubilidad en agua a 68 F (20 C), 1 atm 87,8% en volumen

Compatibilidad con los materiales En la pgina de Air Liquide se ha reunido la informacin de la compatibilidad de gases con los materiales para asistirlo al evaluar qu productos usar para un sistema de gas. Aunque la informacin ha sido compilada de fuentes confiables, segn consideracin de Air Liquide (International Standards: Compatibilidad del cilindro y materiales de vlvulas con contenido de gas; Parte 1: ISO 11114-1 (Julio 1998), Parte 2: ISO 11114-2 (Marzo 2001)), debe ser utilizado con extremo cuidado. Ninguna informacin de la columna puede cubrir todas las condiciones de concentracin, temperatura, humedad, impurezas y aireacin. Es

entonces, recomendable que esta tabla sea usada para elegir los posibles materiales y luego realizar una investigacin ms extensa y hacer un testeo bajo condiciones de uso especficas. La informacin presentada concierne principalmente a aplicaciones en alta presin a temperatura ambiente y priorizando la compatibilidad en el aspecto de seguridad del material ms que el aspecto de calidad. Cuadro 2. Compatibilidad de algunos metales con el dixido de carbono.

Materiales Compatibilidad Metales Aluminio Satisfactoria Bronce Satisfactoria Cobre Satisfactoria Aceros Ferrticos (p.e. Aceros Carbono) Satisfactoria pero riesgo de corrosin en

presencia de CO y/o humedad. Fragilidad a Bajas temperaturas.

Aceros Inoxidables Satisfactoria Contenedores

El dixido de carbono a granel normalmente se almacena como lquido en tanques de

almacenamiento con capacidades de 6, 14, 26 y 50 toneladas. Los tanques estn aislados

por la espuma de poliuretano con una barrera de vapor, que proporciona proteccin contra

la intemperie. Los tanques se fabrican con acero al carbono de acuerdo con las normas

ASME. El dixido de carbono se mantiene por debajo de 305 psig por una unidad de

refrigeracin y por encima de 245 psig con una bobina de acumulacin de presin de

modo que El dixido de carbono puede ser almacenado por un perodo indefinido sin

ventilacin. Cantidades ms pequeas de lquidos se almacenan y se envan en cilindros de

lquido criognico con una capacidad de 384 libras (3.352 pies cbicos estndar). Los

cilindros lquidos criognicos se encuentran ao vaco y pueden conservar el producto

durante largos perodos sin ventilacin. Los cilindros lquidos criognicos pueden, ya sea suministrar gas lquido o lquidos y slidos.

El dixido de carbono se transporta y se almacena como un gas comprimido licuado en cilindros de

acero y aluminio huecos. Los cilindros tienen una base cncava que permite a los cilindros

mantenerse en pie y se estrechan a una pequea abertura en la parte superior. El extremo cnico

o la parte abierta est roscado para permitir una vlvula de cilindro u otra conexin de salida

adecuada. Los dispositivos de alivio de seguridad son parte de la vlvula del cilindro o las

conexiones de salida. Un anillo de cuello roscado est asegurado al extremo cnico del cilindro

para permitir que una tapa de cilindro protector para ser instalado. Los cilindros se fabrican de

acuerdo a las especificaciones del Departamento de Transporte (DOT). Los cilindros de uso

(servicio= de dixido de carbono son hidrostticamente probados sobre la produccin, y

posteriormente cada cinco aos a 3.5 veces la presin de servicio.