La “defensa” es una palabra que ha cobrado valor en los procesos productivos, especialmente cuando hay variables que se salen de control; cuando hay algo que se pueda y deba hacerse y no cuando, lamentablemente, se nos sale de las manos, especialmente, cuando se han perdido miles de dólares y quizá ha cobrado hasta la propia vida de algún operario.

En la industria son numerosos los procesos que requieren una protección especial, tal es el caso de lo que ocurre en los reactores químicos.

 

¿Qué es un reactor químico?

Un reactor químico es una unidad procesadora diseñada para que en su interior se lleve a cabo una o varias reacciones químicas. La reacción química a aquella operación unitaria que tiene por objeto distribuir de forma distinta los átomos de ciertas moléculas (compuestos reaccionantes o reactantes) para formar otras nuevas (productos). Dicha unidad procesadora está constituida por un recipiente cerrado, el cual cuenta con líneas de entrada y salida para sustancias químicas y está gobernado por un algoritmo de control.

Funciones principales de los reactores químicos

Dentro de las funciones principales están las siguientes:

  • Asegurar el tipo de contacto o modo de fluir de los productos químicos (reactantes) en el interior del tanque, para conseguir una mezcla deseada.
  • Proporcionar el tiempo suficiente de contacto entre las sustancias.
  • Permitir condiciones de presión, temperatura y composición de modo que la reacción tenga lugar en el grado y a la velocidad deseada atendiendo a los aspectos termodinámicos y cinéticos de la reacción.

Formas de cambios químicos

  • Descomposición: Consiste en que una molécula se divide en moléculas más pequeñas, átomos o radicales.
  • Combinación: Esta se realiza cuando una molécula o átomo se une con otra especie para formar un compuesto nuevo.
  • Isomerización: En este caso, la molécula no efectúa ninguna descomposición externa o adición a otra, es simplemente un cambio de configuración estructural interna.

Clases de reacciones químicas

  • Reacciones Homogéneas: Cuando se afecta solamente una fase, ya sea gaseosa, sólida, o líquida.
  • Reacciones Heterogéneas: Cuando se requiere la presencia de al menos dos fases para que tenga lugar la reacción a una velocidad deseada.
  • Reacciones Enzimáticas: Utilizan catalizadores biológicos (proteínas con alto peso molecular, con centros activos, y que trabajan a bajas temperaturas).
  • Reacciones Catalíticas: Son aquellas reacciones que requieren de una sustancia adicional (que no aparece en el balance global) para modificar la velocidad de reacción; Esta sustancia por su mera presencia provoca la reacción química, reacción que de otro modo no ocurriría.
  • Reacciones No Catalíticas: Los materiales reactantes no necesitan ninguna sustancia adicional para dar lugar a la reacción química.
  • Reacciones Autocatalíticas: En esta reacción, uno de los productos formados actúa como catalizador, participando en otra etapa del proceso donde la velocidad de reacción es más rápida que en la primera.
  • Reacciones Endotérmicas: Son aquellas que adsorben calor del exterior.
  • Reacciones Exotérmicas: Son aquellas que liberan calor hacia el exterior.

 

Dentro de las variables a controlar en un reactor están la temperatura, la humedad, el ph y en especial la presión, siendo esta última la variable más susceptible a cambios y donde requiere una verdadera “defensa” para evitar que se salga de control. La presión es una variable que se mide como la fuerza por unidad de área. Al considerar un proceso en un reactor químico, la presión puede cambiar bruscamente de punto a otro (pulsos de presión) o puede pasar de ser una presión positiva a negativa (proceso cíclico). Tal sea el caso es necesario que esa “defensa” sea capaz de interactuar con esos cambios sin que se fatigue o se dañe antes de tiempo. Es importante mencionar que la elevación de presión abrupta o descontrolada puede ocasionar el rompimiento del reactor bruscamente causando daños irreparables e incluso puede causar la muerte de alguien.

 

El disco de ruptura, una defensa al cambio abrupto de la presión

El disco de ruptura es un dispositivo que parte de una lámina delgada capaz de abrirse ante una presión y una temperatura tal, que permita el alivio del reactor a través de un conducto a tubería cuando no es capaz de controlar la presión, permitiendo evacuar la energía producto de la reacción desbordada. El dispositivo se fabrica bajo los estándares convencionales de normas internacionales como el ASME Sección VIII y debe de estar diseñado para “defender” ante el ataque constante de la fatiga, el producto y los pulsos abruptos de presión.

FIKE Corporation por más de 75 años ha estado a la vanguardia en el diseño y fabricación de discos de ruptura. El disco referencia RD320 de FIKE, es la óptima solución para las sobrepresiones que se pueden dar en un reactor químico; Este viene en tamaños que van desde la ½” hasta las 12” y presiones de trabajo desde los 7 psig hasta los 600 psig.

Con un diseño patentado llamado G2, el disco es capaz de aguantar altos ciclajes y procesos de polimerización complejos, gracias a la amplia gama de materiales en los que son fabricados. Adicional, cuenta con películas a base de FEP o PTFE que evitan el ataque químico con el material base, como el acero inoxidable 316 L.

Este elemento rompe a la presión seteada con una exactitud sin igual, que no necesita de partes móviles como las válvulas de seguridad o de alivio, donde las mismas se obstruyen generando atascamiento en el resorte; Con el disco de ruptura no pasa eso, garantizando siempre la integridad del reactor.