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Generadores de nitrógeno de membrana

Los generadores de nitrógeno de membrana siguen el principio de permeación selectiva. Le contamos cómo funcionan y cuáles son sus ventajas.

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6 de agosto 2020

Los generadores de nitrógeno en realidad no “generan” nitrógeno, sino que se limitan a concentrar este gas eliminando otras moléculas presentes en el aire, como el oxígeno o el argón. Los generadores PSA, por ejemplo, funcionan gracias al principio de adsorción por oscilación y se sirven de un tamiz molecular (CMS) para retener y eliminar ciertas moléculas del caudal de aire. Los generadores de nitrógeno de membrana, en cambio, siguen el principio de permeación selectiva.

Los generadores de nitrógeno de membrana pueden alcanzar purezas que oscilan entre el 95% y el 99,5%. Si bien es cierto que estos niveles de pureza son inferiores a los que vimos en los generadores por adsorción -recordemos, pueden alcanzar purezas de hasta el 99,999%-, existen multitud de aplicaciones que no requieren nitrógeno tan puro, como la prevención de explosiones e incendios, la inertización, el inflado de neumáticos, etc.

¿Cómo funcionan los generadores de nitrógeno de membrana?

Una membrana es un conjunto de fibras poliméricas huecas, con diminutos poros en su superficie, confinadas en el interior de una carcasa. Esta carcasa, además de proteger las fibras, sirve también de conducto para el gas.

El principio de permeación selectiva depende de las características específicas del polímero de la fibra. Técnicamente, la velocidad de permeación de cada gas está relacionada con su solubilidad respecto al material de la fibra y la velocidad de difusión depende del volumen libre molecular. Es decir: los gases cuyas moléculas son pequeñas y muestran una alta solubilidad en las paredes de las fibras, permean más rápido que los gases de mayor tamaño y menos solubles (como el nitrógeno).

generador de membrana funcionamiento

En la ilustración se puede ver una vista esquemática del principio de separación selectiva. El aire comprimido se introduce en el interior de las fibras de la membrana desde un extremo de la carcasa. El oxígeno, el vapor de agua y otros gases penetran la pared de la fibra y son expulsados de la membrana a través de un puerto de permeado. Sin embargo, el nitrógeno, gracias a sus características moleculares, permanece dentro de las fibras huecas sin inmutarse hasta el puerto de salida del generador.

¿Qué ventajas ofrecen los generadores de membrana en comparación con otras tecnologías?

  • Ofrece un nivel de pureza estable desde el arranque del generador.
  • Su instalación es más sencilla que la de, por ejemplo, los generadores de nitrógeno PSA.
  • No cuenta con válvulas que conmutan cada poco minutos, lo que reduce las probabilidades de que surjan errores durante el funcionamiento.
  • Pueden soportar mejor las vibraciones y los movimientos.
  • Es más silencioso que otras máquinas generadoras de gases.
  • Necesitan menos mantenimiento.
  • Producen nitrógeno con un punto de rocío a presión de 3ºC.