HERRAMIENTA FUNDAMENTAL
CILINDRO DE NITRÓGENO
Vamos a hablar un poco de este generoso gas, que nos brinda una gran ayuda en nuestros procesos de reparación e instalación en sistemas de refrigeración y aire acondicionado. Pero antes quisiera make una observación con respecto a esta herramienta:
“A diario veo en varios talleres y a varios técnicos locales realizar tareas de instalación y reparación de equipos sin nitrógeno. ¿Acaso no conocen un poco acerca del manual de buenas prácticas, o piensan que es un elemento recomendado al azar?”
Lo más preocupante de no usar nitrógeno, es usarlo con cilindros que no cumplen la normatividad vigente para el transporte, comercialización y uso de este gas.
Debemos tener mucha precaución con estos cilindros y con los manómetros. Porque si bien es cierto que no usar nitrógeno en las tareas que lo requieran arriesga la vida útil del compresor, el uso de cilindros y manómetros no certificados arriesga la vida de técnicos y personas presentes.
Habiendo hecho esta pequeña observación, vamos a conocer nuestra herramienta.
CILINDRO DE NITRÓGENO
Es un contenedor de alta presión. Su diseño se basa exclusivamente en almacenar nitrógeno comprimido entre 2000 y 3000 PSI, de forma segura y portátil.
Existe una estricta vigilancia de organismos nacionales e internacionales, debido a los riesgos que implica el almacenamiento de fluidos a altas presiones.
Se compone de:
• CUERPO: De color negro o gris, de acuerdo con la NTC 1672 para Colombia. Construido en acero al carbono o aleaciones de aluminio de alta resistencia y sin costuras; es decir, de una sola pieza de metal sólido. No tiene uniones ni soldaduras.
• CUELLO: Zona superior donde van troquelados los datos:
- Norma de fabricación
- Presión de servicio
- Número de serie
- Marca del fabricante
- Fecha de prueba hidrostática (muy importante)
• VÁLVULA: Abre y cierra el paso del nitrógeno. Cuenta con una conexión universal CGA580, la cual brinda seguridad para evitar la conexión accidental de reguladores destinados a otros tipos de gases. Aunque la ves muy firme, la válvula no está soldada; se une al cuerpo del tanque mediante una rosca cónica de alta presión muy específica para evitar fugas. Las más comunes en la industria son:
- Rosca NGT (National Gas Taper): Es el estándar americano más utilizado (por ejemplo, el tamaño 3/4″ NGT es el estándar para tanques industriales grandes). Su diseño cónico hace que, a medida que se enrosca la válvula en el cuello del cilindro, los hilos se aprieten con tal fuerza que generan un sello hermético metal-metal.
- Rosca 25E: Es el estándar europeo cónico equivalente, regulado bajo normas ISO.
Esta pieza tiene sus propias partes desmontables del cuerpo del tanque:
- Volante o Manija (Handwheel): La rueda superior que giras manualmente para abrir o cerrar el paso del nitrógeno.
- Vástago o Husillo (Stem): El eje interno que sube o baja al girar la manija para liberar o bloquear el asiento del gas.
- Dispositivo de Alivio de Presión (Válvula de seguridad / Disco de ruptura): Una pequeña tuerca con un disco interno de metal ubicada al costado de la válvula, diseñada para estallar de forma segura si el tanque se calienta en un incendio o sufre sobrepresión, evitando que el cilindro explote.
• TAPA DE SEGURIDAD: Capucha metálica que protege la válvula contra golpes o caídas.
Además de lo anterior, ningún cilindro puede circular sin cumplir los requisitos de transporte y seguridad laboral establecidos en las normas ISO y demás reglamentaciones vigentes para Colombia.
Por otra parte, existe un mandato internacional que obliga a realizar a estos cilindros una PRUEBA HIDROSTÁTICA cada 5 o 10 años, dependiendo de su clasificación y condiciones de servicio.
JUEGO DE MANÓMETROS
Es un equipo que enseña la cantidad de nitrógeno contenido y que controla o regula la presión, para reducirla a niveles de seguridad y requerimientos del técnico. Están diseñados para soportar altas presiones, son construidos en bronce forjado, de alta resistencia y estas son sus partes:
• CUERPO CENTRAL: Bloque que une todas las piezas, alberga los canales internos que conectan los relojes y los demás elementos que actúan en la regulación.
• CONEXIÓN AL CILINDRO: Tuerca grande, con rosca hembra y pin saliente, su acople es directo, de acuerdo al CGA580, solo sirve para un grupo completo de gases inertes (no inflamables y no reactivos), y NO necesita de ninguna añadidura (teflón).
• RELOJ DE ALTA PRESIÓN: Presenta dos escalas, en bar y en psi, son escalas altas que van de 0 hasta 4.000 psi y de 0 hasta 280 bar, mide la presión interna del tanque, lo que nos indica cuánto gas nos queda disponible para continuar trabajando.
• RELOJ DE BAJA PRESIÓN: También presenta dos escalas, de 0 a 600 psi y de 0 a 40 bar, mide la presión que vas a utilizar, de acuerdo al equipo o tubería. Cada equipo viene diseñado para soportar una escala de presión, debes tenerlo en cuenta para evitar accidentes, daños al equipo, la tubería o sus partes.
• PERILLA DE REGULACIÓN: Regula la salida del nitrógeno, al apretar (giro a la derecha) aumenta la presión de salida, al aflojar (giro a la izquierda), baja la presión de salida del nitrógeno.
• VÁLVULA DE ALIVIO: Pequeña pieza con resorte o anillo de tiro, mecanismo de emergencia, que se activa si el regulador llegara a fallar, para no permitir que la presión de salida aumente a niveles peligrosos.
• CONEXIÓN DE SALIDA: Donde va conectada la manguera de servicio, viene de 1/4″, estándar para refrigeración.
• MANGUERA DE ALTA PRESIÓN: Diseñada para soportar altas presiones, sus dos puntos de conexión con acoples directos mecanizados, nada de abrazaderas convencionales, longitud de 2 metros en adelante, para dejar el cilindro en sitio seguro, un tanto distante del sitio exacto de trabajo, e igual por si el sitio de trabajo es un poco más alto, así no tener que subirlo, previniendo situaciones riesgosas.
INSTRUCCIONES DE USO
Por ser una herramienta cuya manipulación presents alto riesgo, es necesario que recibas capacitación al respecto. Esto es solo una guía ilustrativa de campo y no reemplaza el curso de capacitación.
- Acopla el juego de manómetros al cilindro, debe roscar suavemente y con la mano. Cuando tengas seguridad de su acople y no haya entrado en contrarosca, ajusta con llave; esta llave por lo general acompaña al cilindro.
- Verifica que los relojes estén en cero.
- Acopla la manguera de alta presión al manómetro de nitrógeno, aplica el numeral #1.
- Acopla el lado que queda libre de la manguera de alta presión al puerto de servicio de tu juego de manifold, centro o PARA MAYOR SEGURIDAD, directamente al puerto del reloj de color rojo (alta). Con esta medida aseguramos dos lecturas de la salida del nitrógeno. OJO, estas dos lecturas deben coincidir; en caso de que no ocurra, debes revisar la calibración de los dos relojes.
- Una vez revisados los acoples, puedes abrir la válvula del cilindro. Y hasta aquí, el nitrógeno queda en el juego de manifold, para tu manejo y uso.
- Con la perilla de regulación, vas a dar paso a la presión que necesitas según el caso: Presurización, Prueba de estanqueidad, barrido o procedimiento para soldar (estos procedimientos los vas a ver detallados más adelante).
- Una vez termines con la tarea, el primer paso de seguridad es cerrar la válvula del cilindro; segundo paso, permite que salga el nitrógeno de las mangueras de alta presión; tercer paso, desacoplar la manguera del manifold; cuarto paso, afloja la perilla de regulación del regulador de nitrógeno (bronce), no hacerlo acortará drásticamente la vida de uso de este mecanismo. In este paso, ya has disminuido los niveles de riesgo.
¿QUÉ ES EL NITRÓGENO?
Para temas de refrigeración y aire acondicionado, se le conoce como nitrógeno seco o puro, el cual ha sido sometido a un proceso de extrema deshidratación retirando de su composición por completo cualquier parte de vapor de agua y oxígeno.
A temperatura ambiente es un gas incoloro, inodoro, no inflamable and químicamente inerte (no reacciona con otros materiales). Es un gas que no representa riesgos para la salud, el medio ambiente y los equipos.
MODOS DE USO
• BARRIDO: Es un procedimiento en el que se hace circular un flujo continuo de nitrógeno a baja presión (50-60 psi), con el fin de barrer en su recorrido los contaminantes, mugre o humedad que se encuentren o se hayan formado en el sistema durante la operación de instalación, reparación o cambios de partes. Se realiza antes de instalar el filtro secador, se hace por el lado de alta y de baja independientemente.
Los barridos se intensifican de acuerdo al procedimiento. Si es instalación nueva, cambio de filtro u otro elemento del sistema, solo con nitrógeno es suficiente; pero si hablamos de quema eléctrica, daño mecánico o cambio de compresor, debemos aumentar el nivel de barrido, incluso utilizando limpiadores químicos para usos precisos en refrigeración y aire acondicionado.
Es un procedimiento obligatorio antes de conectar la bomba de vacío, ya que cualquier elemento sólido causa su daño inminente. El barrido debe realizarse hasta cuando no observes residuos de aceite, hasta cuando no sientas el olor del químico limpiador que usaste y/o hasta cuando veas en un trapo limpio y en lo posible blanco que no quedan residuos de ninguna clase.
PRESURIZACIÓN Y PRUEBA DE ESTANQUEIDAD
Se trata de introducir nitrógeno al sistema después de haber realizado todas las soldaduras y acoples. Con esta prueba se trata de verificar la hermeticidad del sistema. Si es un sistema nuevo, se aplica a las tuberías, y si es una reparación, a todo el sistema; con esto se garantiza que no haya fugas.
Es un proceso obligatorio:
- Para proteger el medio ambiente, evitando la fuga de refrigerantes y su conocido daño ambiental.
- El nitrógeno es muy económico comparado con la fuga de R-410A, en la cual toca recoger lo que queda en el sistema y volver a cargarlo nuevamente; lo mismo pasa comparándolo con el precio de los otros refrigerantes.
- El compresor no sufre por falta de refrigerante ante una fuga.
- Va uno a la fija, porque un pequeño poro a largo plazo te descarga el equipo sin que el cliente o el técnico se den cuenta.
También en este proceso debes de tener en cuenta algunos elements del sistema que pueden resultar afectados por las altas presiones. Recuerda que el vacío no es prueba de estanqueidad o hermeticidad del sistema. Aprovecha la presurización del sistema para buscar fugas en los sitios donde interviniste el equipo o donde tengas sospechas.
Utiliza el más tecnológico y eficaz detector de fugas: AGUA CON JABÓN, espeso, no con burbujas.
Aquí te dejo una tabla de seguridad con estándares internacionales, basada en las presiones de diseño de los equipos, sin embargo consulta este dato con el fabricante:
| Tipo de Refrigerante Común | Presión de Trabajo Normal (Aprox.) | Presión Recomendada para Prueba de Fugas | Límite Máximo Seguro de Presurización |
|---|---|---|---|
| R-134a / R-600a (Neveras, autos, vitrinas) | 15 a 150 PSI | 150 a 200 PSI | 220 PSI |
| R-22 / R-404A / R-407C (Aires antiguos y comercial) | 60 a 280 PSI | 250 a 300 PSI | 350 PSI |
| R-410A / R-32 (Aires modernos e Inverter) | 120 a 450 PSI | 400 a 450 PSI | 550 PSI |
¿CON CUÁNTOS PSI SE PRUEBA FUGA DE R-410A?
Para buscar fugas con total certeza en un sistema moderno que opera con refrigerante R-410A, la presión recomendada en el trabajo de campo se sitúa firmemente entre los 400 y 450 PSI.
Debido a que las presiones de trabajo normal de este gas son bastante elevadas en comparación con refrigerantes antiguos, realizar la prueba a presiones bajas no estirará lo suficiente las paredes del tubo ni los puntos de soldadura, dejando poros microscópicos sin detectar. Sin embargo, nunca debes exceder el límite máximo seguro de presurización de 550 PSI para proteger la integridad del evaporador y los componentes mecánicos más sensibles.
SOLDADURA CON BARRIDO DE NITRÓGENO
Cuando realizas una soldadura, se forman unas costras negras alrededor del tubo al que le aplicaste calor con el equipo de soldar. Esto, sumado al oxígeno existente en la atmósfera, produce una reacción química que se llama OXIDACIÓN DEL COBRE, también conocido como óxido cúprico (HOLLÍN). Lo que ves por fuera del tubo, también sucede adentro.
Si permitir que esta costra se forme interiormente, causará daños en el sistema, pero con más severidad en los equipos INVERTER, debido a sus componentes mecánicos de precisión, que son más sensibles que los de los equipos convencionales.
Debes evitar al máximo la formación de este hollín, porque una vez formado, no lo podrás retirar con barrido y limpiador. Esta práctica en este caso sería un procedimiento incorrecto, ineficaz y más bien dañino para el sistema, porque el limpiador químico limpia excelentemente el aceite de las tuberías, pero su diseño no es para disolver costras de metal oxidado. En este punto se debe realizar barridos con solo nitrógeno a 100-150 psi, así se desprenderán la mayoría de estas costras, y luego instalar un filtro de alta capacidad para atrapar el restante del contaminante, evitando que lleguen a la válvula de expansión electrónica y al mismo compresor.
Entonces, ¿CÓMO EVITAR EL ÓXIDO CÚPRICO (HOLLÍN)?
Este procedimiento técnico consiste en hacer circular nitrógeno a una presión de 2 psi por la tubería o accesorio que vamos a soldar. Por un lado de la tubería debe salir el nitrógeno con el contaminante.
Esta circulación de nitrógeno desplaza por completo el oxígeno que se encuentra dentro del tubo o accesorio, y al no estar presente el oxígeno, el cobre no reacciona químicamente con el solo calor, lo que evita de forma total que se forme esta costra negra u óxido de cobre.
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