De dónde vienen los gases de soldar y cortar, y qué pasa cuando los usamos

21 de octubre de 2026  ·  Indumor

Esquema de una planta de separación de aire: filtro, compresor, purificación, caja fría, turbina de expansión, columna de destilación y tanques de nitrógeno, argón y oxígeno

1 Filtro · 2 Compresor · 3 Purificación (agua y CO₂) · 4 Intercambiador en la caja fría · 5 Turbina de expansión · 6 Columna de destilación · 7 Tanques de nitrógeno, argón y oxígeno.

La respuesta corta, primero: casi todos los gases del taller salen del aire y vuelven al aire. El argón y el nitrógeno pasan por la torcha o por la boquilla del láser sin cambiar, y regresan a la atmósfera tal como salieron. El oxígeno del oxicorte termina en la escoria, combinado con el hierro. El CO₂ de la soldadura MAG es, en su mayor parte, un gas que otras industrias iban a largar igual. En la práctica son renovables: lo que de verdad se gasta es la electricidad para separarlos. Las excepciones son el helio, que sale de yacimientos de gas y no vuelve, y los combustibles como el propano. Así se llegó hasta acá.

El aire, por partes

El aire seco es un 78,08 % de nitrógeno, un 20,95 % de oxígeno y un 0,93 % de argón; el CO₂ ronda hoy el 0,043 %, unas 426 partes por millón. Nada de eso se sabía hace 250 años. El oxígeno lo aislaron dos personas por separado: el sueco Carl Wilhelm Scheele, hacia 1771 o 1772, que tardó en publicarlo porque la impresión de su libro se demoró hasta 1777, y el inglés Joseph Priestley, el 1 de agosto de 1774. Lavoisier entendió que era una parte del aire que se combina con lo que se quema, y le puso el nombre. El nitrógeno lo describió Daniel Rutherford en su tesis de 1772.

El argón tardó más, porque no reacciona con nada. Lord Rayleigh notó que el nitrógeno sacado del aire pesaba medio por ciento más que el nitrógeno fabricado en el laboratorio. Con William Ramsay encontró la causa: un gas nuevo, el argón, que anunciaron el 13 de agosto de 1894; en 1904 los dos recibieron el Nobel. El helio se vio primero en el Sol, en un eclipse de 1868, y Ramsay lo aisló en la Tierra en 1895. En 1903, en Dexter, Kansas, un pozo de gas «no ardía»: traía casi un 2 % de helio, y así se supo que el helio está atrapado en algunos yacimientos.

Enfriar el aire hasta que se haga líquido

¿Cómo se separa algo que está mezclado molécula por molécula? Enfriándolo hasta que se vuelva líquido y destilándolo, como el alcohol. A 1 atmósfera, el nitrógeno hierve a −196 °C, el argón a −186 °C y el oxígeno a −183 °C: esas diferencias alcanzan. En 1895, el inglés William Hampson y el alemán Carl von Linde patentaron con dos semanas de diferencia —Hampson primero— máquinas que licuaban aire por expansión. La de Linde produjo aire líquido el 29 de mayo de 1895, a unos tres litros por hora. Su primera planta para separar oxígeno funcionó en 1902 o en 1903, según la fuente, y en 1910 la columna doble permitió sacar oxígeno y nitrógeno puros al mismo tiempo. En Francia, Georges Claude licuó aire en cantidad en 1902 con una máquina de expansión más eficiente.

Una planta de hoy hace lo mismo a otra escala: comprime el aire, le saca el agua y el CO₂, lo enfría contra los productos que salen, lo expande y lo destila en columnas. Separar una tonelada de oxígeno gaseoso consume unos 220 a 270 kWh; el oxígeno líquido, el de los tanques y los termos, pide unas cuatro veces más.

La llama y el primer corte

El acetileno lo descubrió Edmund Davy en 1836, pero se volvió barato por un error. En 1892, en Carolina del Norte, Thomas Willson buscaba calcio metálico calentando cal y carbón en un horno eléctrico, y obtuvo carburo de calcio, que con agua larga acetileno. Hasta hoy, el acetileno de los cilindros sale en buena parte de ese carburo, hecho con cal y coque a unos 2.000 °C. En 1895, Henry Le Chatelier mostró que la llama de oxígeno y acetileno es la más caliente, de unos 3.100 a 3.200 °C, y en 1903 Fouché y Picard construyeron el soplete.

El primer corte con oxígeno documentado, según un estudio histórico polaco, fue un robo fallido: la Nochebuena de 1890, unos ladrones intentaron abrir la caja fuerte de un banco de Hannover con un mechero y tres botellitas de oxígeno. En 1903, Ernst Wiss armó el primer soplete de corte completo, y en 1908 un tramo de 24 metros de un puente sobre el Elba se desarmó en cinco días cortando con oxígeno, en lugar de las cuatro semanas que llevaba sacar los remaches.

Los gases que protegen

Los gases de protección llegaron con la aviación. En 1930, General Electric patentó un arco protegido con argón; en 1942, Russell Meredith, de Northrop, patentó el «Heliarc»: un electrodo de tungsteno protegido con helio, para soldar magnesio. Era el TIG, y a mediados de los cuarenta el argón reemplazó al helio, porque se conseguía mejor. En 1950 se patentó la soldadura con alambre continuo bajo argón o helio para el aluminio, el MIG. El CO₂ para el acero llegó desde la Unión Soviética, en 1953. Y en mayo de 1967, en el instituto de soldadura británico, Peter Houldcroft sopló oxígeno alrededor del haz de un láser de CO₂ de 300 W y cortó chapa de 1 mm: el primer corte láser asistido por gas.

Qué pasa con cada gas, y si se acaban

El nitrógeno y el argón no se queman: protegen, soplan el metal fundido y vuelven al aire; en el calor del arco se forman apenas trazas de óxidos de nitrógeno, y la luz del arco convierte algo de oxígeno en ozono. El oxígeno del corte se combina con el hierro y queda en la escoria. En el arco, el CO₂ se parte en monóxido y oxígeno, ese oxígeno se lleva algo del silicio y del manganeso del alambre a la escoria, y en el aire el monóxido vuelve a ser CO₂. El acetileno se quema en dos etapas y termina en CO₂ y agua.

¿Se acaban? La atmósfera tiene unos mil doscientos billones de toneladas de oxígeno, y la industria separa por año entre 240 y 400 millones: menos de una millonésima parte. El oxígeno del aire baja, pero muy despacio y por quemar combustibles fósiles; el industrial es una fracción mínima de esa baja. El argón se formó durante miles de millones de años en las rocas y es, a escala humana, permanente. El CO₂ de soldar es, en su mayor parte, un subproducto: en Estados Unidos se recupera de plantas de etanol, de procesamiento de gas y de amoníaco, y en Villa María, Córdoba, una planta de bioetanol lo captura de la fermentación del maíz. Cuando en 2018 y en 2022 pararon fábricas de fertilizantes en Europa, faltó CO₂.

El helio es otra historia. Sale del uranio y del torio que se desintegran en las rocas, queda atrapado en algunos yacimientos de gas y, cuando se libera, termina escapándose al espacio. Las reservas son finitas, el mundo pasó por cuatro faltantes desde 2006 y en marzo de 2026 los ataques a Ras Laffan, en Qatar, que produce cerca de un tercio del helio mundial, duplicaron los precios. En 2022, la soldadura usó el 10 % del helio de Estados Unidos.

No hagas esto: dejar el tubo abierto al terminar el turno. Cualquier pérdida en una manguera o en un acople se lleva gas toda la noche, y cada litro es electricidad que alguien pagó para separarlo del aire. Y en un lugar cerrado, el argón que se fuga desplaza el oxígeno sin avisar: no tiene olor ni color.

Para profundizar

Fuentes: NOAA Global Monitoring Laboratory; Science History Institute; Linda Hall Library; Science Museum Group; patentes US 728,173 (Linde), US 1,746,191 (Devers, GE), US 2,274,631 (Meredith) y US 2,504,868 (Air Reduction); The Chemical Engineer; TWI; NIST; Szulc, Przegląd Spawalnictwa (2015); USGS, Mineral Commodity Summaries 2026; US EPA, programa de reporte de gases de efecto invernadero; IEA; Global Carbon Budget; Scripps Institution of Oceanography; AP (marzo de 2026).

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