El dióxido o bióxido de carbono es un gas no flamable, sin color, sin olor, que forma parte del aire.
El aire contiene tan sólo 0.03% de bióxido de carbono, por lo que no puede ser considerada una fuente de obtención. El bióxido de carbono tiene que ser obtenido por otras variantes industriales. Contamos con la infraestructura necesaria para obtenerlo en la cantidad y calidad requeridas. Para mantenerlo en estado líquido, que es como se envasa y comercializa, se utiliza sistemas de refrigeración y alta presión.
El bióxido de carbono se utiliza como gas en los refrescos, les da el sabor ácido y la estimulante sensación de burbujeo tan característica en esa clase de bebidas, también es útil en vinos y otras bebidas. Debido a su característica de gas inerte, es utilizado también para inertización de reactores, tanques o equipos de transferencia. También es utilizado en procesos de soldadura por arco, en la industria de fundición, del plástico y en la industria química entre otras.

"Vale más un gramo de seguridad que un Kg. de corrección"

Generalidades
El bióxido de carbono es un gas no inflamable, no tiene color ni olor y se puede encontrar en estado líquido o gaseoso. Este gas es aproximadamente 1.5 veces más pesado que el aire, por lo que tiende a bajar a la superficie de la tierra. El bióxido de carbono es un componente minoritario de la atmósfera, pero es muy importante. En promedio, la atmósfera contiene 0.03% ó 300 ppm (partes por millón), por volumen. Debido a que el bióxido de carbono es un gas relativamente inerte, no se requieren recipientes hechos de materiales especiales para su almacenamiento. Sin embargo, en altas concentraciones, ante la presencia de humedad se puede formar ácido carbónico, por lo que es necesario utilizar materiales resistentes a éste ácido.
Con flujos altos o despresurización rápida de un sistema, se puede ocasionar que las temperaturas se aproximen al punto de ebullición que es de -78.5 °C (-109.3 °F). Se provoca la formación de hielo seco (sólido), si el líquido se despresuriza abajo de 76 PSIA (5.34 kgs/cm2). En temperaturas inferiores a -29 °C (-20° F), se debe evitar el uso de materiales que se vuelvan quebradizos o frágiles a bajas temperaturas.
Las tuberías y recipientes que usarán bióxido de carbono, deben estar diseñadas bajo las nornas de la ASME (Asociación de Ingenieros Mecánicos), o de la DOT (Departamento de Transportación de EE UU), de acuerdo con la presión y temperatura a la que serán expuestos.
El bióxido de carbono en estado líquido puede almacenarse en grandes recipientes con capacidades de 5 toneladas en adelante. El líquido dentro del tanque de almacenamiento se mantiene a presiones entre 17.22 kgs/cm2 (245 psig) y 21.44 kgs/cm2 (305 psig). Si la presión del tanque de almacenamiento sobrepasa los 21.44 kgs/cm2, un sistema de refrigeración mecánica se activa para enfriar el contenido del tanque, reduciendo la presión hasta 20.74 kgs/cm2. Si la presión del tanque baja a un nivel inferior a 17.22 kgs/cm2, una parte del líquido pasa a una bobina de presurización que lo vaporiza y el vapor resultante se envía al espacio del vapor del tanque hasta que éste alcance una presión de 17.92 kgs/cm2.
Los recipientes que almacenan bióxido de carbono, pueden suministrar gas de la zona de vapor del tanque, o bién líquido de la zona líquida. Si se desea bióxido de carbono caliente, se toma vapor de la zona de vapor del tanque y se sobrecalienta.
Los tanques de almacenamiento de bióxido de carbono en grandes volúmenes se llenan utilizando pipas con bióxido de carbono líquido.
El bióxido de carbono también es bombeado en estado líquido a cilindros de alta presión que son llenados por peso. La cantidad de bióxido de carbono contenida en un cilindro, se obtiene multiplicando el peso del líquido por el volumen específico a 20 °C y a una presión de una atmósfera (0.5431 lt/gr = 8.7 pies3/lb).
La presión del vapor líquido almacenado en el cilindro a 20 °C es de 57.37kgs/cm2 (816 lbs/pulg2).
Los cilindros pueden ser equipados con válvulas para suministrar gas o con válvulas provistas con tubos sifón para extraer líquido.
El bióxido de carbono también es almacenado y embarcado en estado líquido en cilindros criogénicos (Dewars) a temperaturas bajas y presiones de 21 kgs/cm2 (300 psig).
El símbolo molecular del bióxido de carbono es CO2.

Toxicidad
El bióxido de carbono no es tóxico, pero puede producir asfixia al dismininuir la cantidad de oxígeno en el aire a niveles inferiores a los requeridos para la vida. También puede crear atmósferas peligrosas en forma inmediata. En concentraciones superiores al 1.5%, este gas puede causar hiperventilación, dolor de cabeza, trastornos visuales, temblor, pérdida de la conciencia y en casos extremos, la muerte. Los síntomas de exposición, en rangos de concentración de 1.5 a 5%, pueden variar mucho, pero los síntomas típicos son los enunciados en el cuadro de reacciones a la exposición de este folleto de gramos de seguridad.
Si la concentración de bióxido de carbono excede el 10%, la exposición a esta concentración puede causar disturbios del sistema nervioso central e irritabilidad cardiaca; también puede producir inconsciencia sin previo aviso y por lo tanto, sin posibilidad de autoprotección.
En concentraciones mayores, el bióxido de carbono desplaza al oxígeno en el aire por debajo de los niveles necesarios para soportar la vida.

Valores límites del umbral (TLV):
Los TLV se refieren a las concentraciones de sustancias en las cuales los trabajadores pueden estar expuestos constantemente durante su jornada de trabajo sin daño (8 hrs. día/40 hrs. a la semana).
Debido a que existe una variación muy grande en la susceptibilidad individual, un pequeño porcentaje de trabajadores pueden experimentar malestar con sustancias en concentraciones inferiores al umbral límite.
Un porcentaje aún menor puede verse afectado más seriamente al agravarse una condición preexistente o al desarrollarse una enfermedad ocupacional.

Promedio en tiempo y peso de los valores límites del umbral (TLV-TWA).:
Los TLV-TWA es el nombre dado a la concentración promedio en peso y tiempo para una jornada de trabajo normal de 8 horas diarias durante 5 días (40 hrs. a la semana), a la cual casi todos los trabajadores pueden estar expuestos día tras día, sin efectos negativos.
Los TLV-TWA para el bióxido de carbono, son de 5000 ppm (partes por millón) ó 0.5% (Edición 1989 de la Conferencia de Seguridad Ocupacional en EEUU).

Fabricación:
El bióxido de carbono se obtiene como un producto crudo derivado de otros procesos de fabricación. Es un derivado del metano, del propano o de la gasolina. La fermentación del azúcar en alcohol y la producción de cal y fosfato de sodio también genera bióxido de carbono.
Este gas también existe en pozos naturales. Una véz que el producto ha sido aislado, se filtran y desechan las impurezas. Se elimina la humedad por medio de secadores y ya purificado, se comprime para licuarlo.

Usos:
El bióxido de carbono líquido es usado ampliamente en la industria de los alimentos para congelar carnes, aves, vegetales y frutas. El bióxido de carbono sólido (hielo seco), es usado para enfriar carnes antes de ser molidas y para refrigerar carnes y aves durante su transportación. En el tratamiento de aguas residuales es utilizado para neutralizar agua alcalina y en el envasado de refrescos, vinos y bebidas; para carbonatarlas. También es usado para aumentar la recuperación de pozos de petróleo y gas. Otros usos industriales incluyen la producción de químicos, plásticos, hules, metales y componentes electrónicos.

Aplicaciones típicas
•Como congelante (estado líquido) para carnes, aves, vegetales y frutas.
•Para enfriar carnes antes de ser molidas y para refrigerar carnes y aves durante su transporte.
•En la producción de refrescos, vinos y cervezas.
•Como propelente en algunos aerosoles.
•Tratamiento de aguas.
•Conservación de alimentos.
•Recuperación de pozos de petróleo y gas.
•Llenado de extinguidores.
•Producción de químicos, plasticos, hules, metales y componentes electrónicos.
•Desvirado de piezas de hule.
•Procesos de soldadura mig/mag, como gas de protección.
•Fundición en endurecimiento de corazones.

Grados de pureza disponibles
•Industrial.
•Coleman.
•Extra seco.
•Investigación.
•Super critico cabeza helio.

En proceso de soldadura
La columna de arco de CO2 es más ancha que la del argón, pero menos que la del Helio.
El bióxido de carbono tiene la tendencia a crear mayor chisporroteo y un arco estable. Proporciona gran penetración debido a que produce un arco muy energético, pero con alto chisporroteo y salpicado.
INFRA, posee la experiencia necesaria para asesorarle acerca de la aplicación de gases especiales y mezclas en los diversos procesos de soldadura por arco eléctrico.

Aplicaciones típicas
•Aplicación en procesos Mig.
•Soldadura de aceros bajo carbono, medios y al carbón, así como aceros aleados y con electrodos sólidos y núcleo de fundente en tranferencia a corto circuito.
•Soldadura en proceso corto circuito.
•Gas de protección de metales ferrosos.
•Se puede mezclar con argón para mejorar las características de la soldadura.

Caracterísitcas de la soldadura
•Rapidez: alta.
•Limpieza: baja.
•Brillo: bajo.
•Textura: rugosa lisa.
•Tipo de transferencia: corto circuito.
•Penetración: alta.
•Tipo de cordón: abultado.



Contenedores
El bióxido de carbono en grandes volúmenes es almacenado en tanques con capacidades de 6, 14, 26 y 50 toneladas. Estos tanques poseen un aislamiento de polieuretano con una barrera de vapor que provee protección contra el medio ambiente a la intemperie. Estos son fabricados en acero al carbón, de acuerdo a las normas ASME (Asociación de Ingenieros Mecánicos). El bióxido de carbono es mantenido a presiones inferiores a los 305 psig. (21.4 kg/cm2), con una bobina de presurización que le permite ser almacenado por un periodo de tiempo indefinido, sin tener que ser venteado a la atmósfera. Menores cantidades de este gas son almacenadas y embarcadas en dewars (recipientes para almacenar líquidos criogénicos), con capacidad de 174.5 kgs. (384 lbs.) ó 3352 pies3 (84915 lts.).
Los dewars tienen una chaqueta o doble pared. Entre las 2 paredes existe aislamiento térmico al vacío, característica que les permite almacenar el producto por largos periodos sin ventearlo a la atmósfera. Los recipientes para bióxido de carbono pueden suministrar el producto en estado líquido o bien en estado líquido y gaseoso.
El bióxido de carbono es almacenado y embarcado como un gas comprimido licuado en cilindros de aluminio y acero. Los cilindros tienen una base cóncava, la cual les permite permanecer en posición vertical. En la parte superior tienen una pequeña abertura y la parte final del cilindro está maquinada con rosca para recibir una válvula o cualquier otra conexión adecuada de salida. Los fusibles o aditamentos de seguridad son parte de la válvula del cilindro o de las conexiones de salida. Al cuello del cilindro en la ojiva, se le hace un maquinado de rosca en el cual se le coloca el capuchón que sirve como protección a la válvula instalada.
Los cilindros están fabricados de acuerdo a las normas del Departamento de Transportación de EEUU. Los recipientes en servicio son probados hidrostáticamente cuando son fabricados y cada 5 años a una presión de 5/3 de la presión de servicio.

Válvulas
La válvula usada para éste servicio en INFRA, se denomina CGA 320 básicamente por la conexión, la cual es específica para el uso del bióxido de carbono.

Aditamentos de seguridad
El almacenamiento del bióxido de carbono en tanques está protegido contra presiones elevadas que pueden resultar de filtraciones de calor del exterior. Esto se logra con discos de ruptura y aditamentos de alivio de presión.
Los cilindros de gas están protegidos por un disco con un metal fusible que se funde a una temperatura de 100° C (212° F), para evitar la ruptura del cilindro a causa del fuego.

Embarque de cilindros de bióxido de carbono
El bióxido de carbono es transportado en grandes volúmenes en estado líquido en tanques con aislamiento. Estos tanques deben cumplir con las normas DOT y con el Código de Controles Federales.
En el trailer que transporta el bióxido de carbono, se deben usar placas de 10 3/4’’ x 10 3/4’’ indicando que es un gas no inflamable.

Embarques de bióxido de carbono en cilindros:
El embarque de cilindros de bióxido de carbono vía transporte terrestre, debe cumplir con la norma de la SCT para transporte de materiales peligrosos, así como las reglas del Código Federal Apartado 49 (CFR/USD), que describen el etiquetado indicando que es un gas no inflamable, así como la identificación requerida.
La etiqueta verde del gas (no inflamable) de la SCT, se requiere conforme a los requisitos DOT en el embarque.
Los embarques aéreos deben cumplir la norma de la SCT para transporte de materiales peligrosos y con el apartado 49 del Código Federal de Regulaciones (FAA).
La publicación oficial 49 CFR del Departamento de Transportes (DOT), se refiere al transporte de materiales peligrosos de cualquier tipo.

Consideraciones de seguridad:
Los peligros asociados con el bióxido de carbono al transportarse o almacenarse como un gas comprimido licuado son:
1.- Alta presión tanto en el almacenaje como en el equipo de servicio.
2.- El bióxido de carbono es 1.5 veces más pesado que el aire y no se dispersará rápidamente en la atmósfera. La asfixia es un riesgo en áres cerradas.
3.- El bióxido de carbono en altas concentraciones es tóxico para el ser humano. Vea la sección de toxicidad en este folleto ‘‘Gramo de seguridad’’, para los efectos en los seres humanos.
4.- La vaporización del bióxido de carbono puede producir temperaturas muy bajas. Salpicaduras de este gas en la piel pueden causar quemaduras por congelación o quemaduras por hielo.

Manejo y almacenamiento:
1.- Nunca deje caer los cilindros o permita que choquen entre sí violentamente.
2.- Los cilindros deben ser asignados a un área determinada para su almacenaje. El área debe estar seca, fría, bien ventilada y preferiblemente resistente al fuego. Mantenga protegidos los cilindros de temperaturas excesivas, almacenándolos alejados de radiaciones y otras fuentes de calor.
3.- Los cilindros pueden ser almacenados en descubierto, pero en estos casos deberán ser protegidos contra climas extremosos y vapor para prevenir la corrosión.
4.- La capucha de protección de la válvula debe permanecer colocada en su sitio hasta que el cilindro haya sido asegurado a una pared, a un rack o colocado en un estand para cilindros y esté listo para ser usado.
5.- Evítese rodar y deslizar los cilindros, aunque sea por distancias cortas. Los cilindros deben ser movidos usando un transportador de cilindros (montacargas o diablo).
6.- No use los cilindros como rodillos para mover material u otros equipos.
7.- No dañe las conexiones de seguridad en las válvulas o en los cilindros.
8.- Cuando regrese el cilindro vacío cierre la válvula antes de embarcarlo. Deje alguna presión positiva en el cilindro. Reemplace cualquier salida de la válvula y capucha originalmente embarcada con el cilindro. Etiquete y marque el cilindro VACIO. No almacene juntos cilindros vacíos y llenos.
9.- Ninguna parte del cilindro deberá estar expuesta a temperaturas superiores a 52° C (125° F). Evite chispas o flamas de soldadura, antorchas de corte o cualquier otra fuente de calor que pudiera entrar en contacto con los cilindros. No permita el contacto de los cilindros con aparatos eléctricos o circuitos eléctricos.
10.- Use reguladores y conexiones aliviadoras de presión cuando conecte los cilindros a circuitos que tienen rangos bajos de presión de trabajo.
11.- Use válvulas check o trampas para prevenir retroceso del flujo de agua y otros contaminantes hacia el cilindro de bióxido de carbono. Si el retroceso de flujo ocurre, marque el cilindro con la palabra CONTAMINADO y notifique de inmediato a INFRA.
12.- Coloque una válvula de seguridad de relevo de presión en cualquier parte del sistema donde el líquido pueda quedar atrapado en las líneas, tuberías o recipientes.
13.- Siempre mantenga los cilindros veticales. Se recomienda el uso de ‘‘diablos’’ o montacargas manuales para mover contenedores, tanto vacíos como llenos.
14.- Conozca y entienda las propiedades, usos y presiones de seguridad para el bióxido de carbono antes de usar el gas y/o equipo asociado.
15.- Siempre abra despacio la válvula del cilindro de bióxido de carbono.
16.- Si la capucha protectora de un cilindro presenta dificultades extremas para removerla, no aplique fuerza excesiva ni introduzca ninguna herramienta por las ranuras de ventilación de la capucha para aflojarla. Coloque una etiqueta al cilindro identificando el problema y regréselo al proveedor.
17.- No se deben utilizar llaves de tuercas o pericos en válvulas con maneral. Si la válvula está defectuosa anexe una etiqueta identificando el problema y regréselo al proveedor.
18.- Los cilindros de gas comprimido solo deben ser llenados por los productores calificados de gases comprimidos.
19.- El embarque de un cilindro de gas comprimido lleno sin el permiso del dueño es violación de la Ley Federal.



Equipo del personal
Anteojos y zapatos de seguridad son sugeridos cuando se trabaja con cilindros que contienen gases a alta presión.
Provea una línea de aire o un equipo de respiración autónomo para el pesonal que se requiere trabaje en atmósferas con deficiencia de oxígeno. Nunca entre a este tipo de atmósferas sin un equipo portátil de respiración autónomo en situaciones de emergencia.
El equipo de respiración autónoma se usará cuando las concentraciones de oxígeno sean menores al 20%.

Primeros auxilios
Las personas expuestas a atmósferas con deficiencia de oxígeno se pueden hacer cianóticas (coloración azul de la piel), incapacitadas y comatosas, por lo tanto se les debe suministrar respiración artificial.
Es esencial una pronta resucitación. Suministre inmediatamente aire fresco. Si la respiración se ha detenido o es inefectiva, la respiración auxiliar es la alternativa (por ejemplo de boca a boca); suministre oxígeno si hay disponible. Busque ayuda médica inmediatamente.
El equipo de respiración autónoma es necesario para prevenir la asfixia de los trabajadores de rescate.
Los tejidos congelados deben lavarse con agua templada a 41/46°C. No usar agua caliente.
Las quemaduras criogénicas deben ser atendidas de inmediato por un médico.

Combate al fuego
El bióxido de carbono es no inflamable y es por el contrario, un agente extinguidor en fuegos de clase B y C.

Recomendaciones de seguridad
Se recomienda observar las siguientes normas para el manejo y almacenaje de gases inflamables comprimidos, disueltos o licuados con máxima seguridad. Las precauciones adicionales dependen de la categoría del gas en cuestión (combustible, oxidante, o inerte), sus propiedades individuales y los procesos en los que son utilizados.

•Sólo personas debidamente preparadas y con experiencia deben manipular los gases.
•Nunca deteriorar o quitar las etiquetas de identificación colocadas en los envases.
•Identificar plenamente el gas contenido antes de utilizarlo de acuerdo a la etiqueta del producto.
•Comprender y conocer las propiedades y riesgos asociados con cada gas que deba manipularse o utilizarse, contenidos en la hoja de datos de seguridad.
•Por tratarse de materias peligrosas, antes de utilizar los gases, debe existir un plan de emergencia, por si fuera necesario.
•Si el cilindro no está en uso deberá traer su capuchón puesto.
•Utilizar los equipos de protección individuales adecuados para los diversos procesos de soldadura (guantes de carnaza, lentes de seguridad, careta protectora, mangas, petos, botas de seguridad, capuchas y ropa de algodón).

En el caso de gases inertes es necesario además utilizar ventilación natural o mecánica.
•Cuando exista duda sobre el procedimiento correcto de manipulación o uso de algún tipo de gas en particular consultar a su asesor en seguridad Infra.




Identificación
En los cilindros los productos se identifican a traves de:

1- Calcomanía-Se utiliza una calcomanía colocada en la ojiva, en la cual se menciona el nombre del producto y precauciones principales para su manejo.

2- Ojiva--La ojiva del cilindro está pintada de color gris, el cual identifica al bióxido de carbono.

3- Válvulas-La válvula usada para éste servicio en INFRA, se denomina CGA 320 básicamente por la conexión, la cual es específica para el uso del bióxido de carbono.




Adicionalmente en la ojiva se encuentra información relativa a la construcción del cilindro como es:
• DOT-3A, DOT-3AA o cualquier otra especificación que pueda ser
utilizada en Oxígeno, seguida de la presión de servicio en Kgs./cm2
ó lb/in2.
• Número de serie del cilindro.
• Símbolo del fabricante y del dueño del cilindro.
• Mes y año de pruebas hidrostáticas subsecuentes.
• Identificación del primer inspector del cilindro al salir de fabricación.

Válvulas para cilindros de bióxido de carbono

CGA 320
.825''-14 NGO-RH-EXT. (Flat Niple)




Respuesta de emergencia

En caso de algún accidente con el Nitrógeno, llame usted a la sucursal Infra más cercana, o al teléfono de emergencia en el D.F. que opera las 24 hrs. los 365 días del año:

(01)53.10.67.99

Si desea usted mayor información acerca de este gas, por favor póngase en contacto con nuestro representante de ventas


Infra, S.A. de C.V.
Félix Guzmán No. 16 Col. El Parque C.P. 53398
Naucalpan. Edo. de México.
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Edición 01/07/2003