nitrogeno líquido

El nitrógeno líquido es sumamente frío y cuando objetos son sumergidos en él, se vuelven muy frágiles, adquieren consistencia de cascarón y se rompen con un golpe de martillo.

Es así como se hacen añicos pimientos morrones, pollos, barras de plastilina y hasta candados de hierro, lo cual sería imposible lograr bajo condiciones normales, como se puede ver en un video de MrGear, con más de 22 millones de reproducciones en YouTube.

Nitrógeno líquido

“El nitrógeno es líquido a una temperatura de menos 196 grados Celsius. Los objetos cambian su estructura molecular cuando se sumergen en él. Al adquirir una temperatura tan baja cambian su rigidez y es fácil romperlos, por esto se vuelven tan frágiles”, explica en entrevista para Tec Review, Mónica Mercedes Moya Cabrera, investigadora del Instituto de Química (IQ), de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Esta sustancia es muy común, pues está en el aire en una proporción mayor que el oxígeno que respiramos. Ambos gases son incoloros e inodoros.

“El aire atmosférico seco (el que no tiene vapor de agua) es 78 % nitrógeno, 21 % oxígeno y el otro 1 % corresponde a otros gases inertes y partes por millón de contaminantes. Se usa este aire para producir el nitrógeno líquido”, platica esta científica de la UNAM.

El proceso de obtención consiste en separar el nitrógeno del resto de componentes del aire; luego, mediante máquinas, se condensa el gas y entonces se convierte en líquido.

El nitrógeno gas y, por tanto, también el líquido tienen la misma estructura: se trata de una molécula de dos átomos de nitrógeno. Algo análogo ocurre con el oxígeno del aire, pues también es una molécula compuesta por dos átomos de oxígeno.

“A diario utilizaba nitrógeno líquido cuando estábamos trabajando fuera de la contingencia (por Covid-19). Para mi área de investigación en química inorgánica, en la cual frecuentemente se necesita enfriamiento, formaba parte de mi trabajo diario”, cuenta esta académica del IQ.

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Otros usos

El nitrógeno líquido también es utilizado como un agente de preservación de muestras biológicas de origen animal o vegetal. Además, puede ser utilizado para transportar vacunas de Covid-19 que requieran permanecer a bajas temperaturas antes de aplicarse, de acuerdo con un informe de DSV Panalpina, empresa ibérica de logística.

Moya afirma que en laboratorios de investigación o en la industria, el nitrógeno líquido también sirve como una fuente de nitrógeno gaseoso seco, el cual es inerte, esto significa que no se combina químicamente con tras sustancias. Por esto, puede generar una atmósfera protectora en torno a ciertos productos que, de otra manera, reaccionarían con el oxígeno circundante en procesos de oxidación o descomposición.

“Se utiliza en las refinerías. Recordemos que los productos de la industria petrolera son flamables, entonces bajo ciertas condiciones de trabajo es necesario protegerlos y esto se logra a través de nitrógeno gaseoso que se produce de forma controlada a partir de nitrógeno líquido”.

El riesgo más obvio de manipular esta sustancia es el de sufrir quemaduras por frío. Sin embargo, si caen sólo una cuantas gotas de esta sustancia en la piel, no pasa nada, porque se produce un efecto observable en cualquier cocina.

“Es el efecto Leidenfrost que se ve cuando en un sartén muy caliente se dejan caer unas gotas de agua, entonces no se evaporan inmediatamente, sino que empiezan a bailar sobre la superficie. Esto sucede porque la evaporación tan rápida provoca que se forme una capita de agua gaseosa que hace que floten las gotas”, expresa Moya.

Algo similar ocurre con las gotas de nitrógeno líquido cuando caen sobre las manos, bailan un poco antes de que se evaporen completamente.

“Esto solo es divertido cuando hay nitrógeno líquido en poca cantidad. Si se emplea en mayor cantidad puede producir quemaduras muy severas. Para manipularlo se requiere bata de algodón, guantes especiales para bajas temperaturas y lentes de seguridad. También tiene que emplearse en un lugar ventilado”.

Esta última recomendación se debe a que esta sustancia, cuando se evapora, puede provocar ahogamiento, por las siguientes razones expuestas por Moya.

“Un litro de nitrógeno líquido ocupa aproximadamente un volumen de 700 litros (un tinaco Rotoplas ocupa un espacio de 1,000 litros) cuando se evapora. Entonces el nitrógeno finalmente desplaza repentinamente el oxígeno de la atmósfera dentro de una habitación cerrada. Sí ha habido casos muy trágicos de evaporación repentina de nitrógeno que han causado asfixia”.

Dados estos peligros, los laboratorios deben contar con monitores sonoros de concentración de oxígeno en el ambiente, para alertar de cualquier súbito desplazamiento de este gas por la evaporación de nitrógeno.

“Precisamente por esta propiedad de que el nitrógeno se expande 700 veces al pasar de líquido a gas, también puede provocar una explosión mecánica. Por esto, no se debe transferir nitrógeno líquido y cerrarlo en un envase, porque éste explota cuando la sustancia se empieza a evaporar”.

Hay que tener cuidado también de no condensar (pasar de gas a líquido) nitrógeno con otros gases como el oxígeno. “Sabemos que el oxígeno en forma gaseosa oxida o corroe, pero el oxígeno líquido es mucho más corrosivo y si entra en contacto con materia orgánica puede ser explosivo. Por esto, se tiene que capacitar a los alumnos y los laboratoristas para el adecuado manejo del nitrógeno líquido”, advierte esta científica.

nitrogeno liquido
(Foto: iStock)

Riesgos de la sustancia

La química Mónica comenta que últimamente el nitrógeno líquido se ha utilizado en gastronomía muy refinada, también se ha puesto de moda en algunas bebidas porque provoca un efecto atractivo a la vista de humito que emerge del vaso.

“Ha habido sucesos trágicos con personas que no tienen la preparación como químicos. Hubo el caso de una adolescente que tomó una bebida que contenía nitrógeno líquido y tuvieron que removerle todo el estómago por las quemaduras provocadas. Es importante que los chefs tengan la capacitación adecuada y si no la tienen, mejor es que no lo utilicen”.

Precisamente por su capacidad de quemar tejidos, esta sustancia también se emplea en tratamientos dermatológicos para eliminar manchas o verrugas, como se informa en la página de NeoMedics, clínica ubicada en San Pedro Garza García, Nuevo León.

Moya asevera que si se va a manejar nitrógeno líquido, hay que hacerlo conociendo sus riesgos, puesto que los percances suelen suceder cuando se pierde el respeto al manejo de esta sustancia.

“Muchos de los accidentes que han ocurrido en laboratorios no es por desconocimiento, sino por el exceso de confianza que da manejar algo de manera rutinaria, entonces ya no se aplican los protocolos de manera estricta. Solamente siguiendo los protocolos de seguridad se puede trabajar de manera segura con nitrógeno líquido”.

El caso de Atlanta

En enero pasado, seis personas personas murieron y nueve resultaron heridas por una fuga de nitrógeno líquido en una planta agroindustrial cerca de la ciudad estadounidense de Atlanta, en el estado de Georgia.

El accidente ocurrió en una planta de Prime Pak Foods, especializada en el procesamiento de aves, ubicada en el condado de Hall, 80 kilómetros al norte de Atlanta. La fuga no causó una explosión y todavía se investigan los motivos del siniestro.