Árgon (Ar): gás nobre e suas principais características

O que é o árgon?

O árgon (Ar) é um gás nobre (Grupo 18 da tabela periódica), incolor, inodoro e não tóxico. Caracteriza-se pela sua notável inércia química, o que significa que não forma facilmente compostos com outros elementos. É o gás nobre mais abundante na atmosfera terrestre, constituindo cerca de 0,93% do ar seco e é também o mais frequentemente utilizado em diversos setores industriais.

As suas propriedades físicas distintas são:

• Número atómico: 18
• Peso molecular: 39,948 g/mol
• Densidade: 1,784 g/L (a 0°C e 1 atm)
• Ponto de fusão: -189,34°C
• Ponto de ebulição: -185,85°C

Devido às suas propriedades únicas e à sua excepcional capacidade de inertização, o árgon é amplamente utilizado em indústrias como a soldadura, a eletrónica e a química.

Propriedades químicas do árgon

A principal característica do árgon é a sua inércia química, ou seja, a sua baixa reatividade química, que inspirou o seu nome, derivado da palavra grega argos, que significa "preguiçoso". Sendo um gás nobre, o árgon é extremamente não reativo e não forma ligações químicas facilmente com outros elementos. Esta estabilidade única mantém-se mesmo em condições difíceis, como temperaturas muito elevadas ou ambientes de vácuo, tornando-o ideal para criar ambientes não reativos e proteger materiais sensíveis. O árgon possui ainda uma baixa condutividade térmica, o que o torna um isolante eficaz em diversas aplicações.

Para além das suas propriedades químicas, o árgon tem vários isótopos, sendo o Árgon-40 (⁴⁰Ar) o mais abundante na natureza. Este isótopo é amplamente utilizado em geocronologia, uma técnica de datação de rochas e minerais que permite aos cientistas determinar a idade de formações geológicas. Relacionado com o estudo da terra, o isótopo Árgon-39 (39Ar) é usado para datar núcleos de gelo e águas subterrâneas, auxiliando a entender o clima e o ciclo da água. O Árgon-36 (³⁶Ar) é utilizado na deteção de neutrinos solares, enquanto o Árgon-38 (³⁸Ar) e o Árgon-40 (⁴⁰Ar) são usados para a calibração de espetrómetros de massa em investigação científica.

Aplicações do árgon

O árgon é um gás nobre muito versátil, com aplicações chave num vasto leque de indústrias.

Utilização na soldadura e metalurgia

O árgon é um gás indispensável na soldadura a arco elétrico (TIG, MIG, PLASMA), atuando como um gás de proteção de alto desempenho. A sua inércia impede que contaminantes atmosféricos, como o oxigénio e a humidade, interajam com o banho de fusão, o que garante uma qualidade superior da soldadura e uma maior durabilidade. Para além da soldadura, o árgon é vital na metalurgia e no tratamento de metais, onde cria uma atmosfera protetora para os metais sensíveis durante os processos de fusão e arrefecimento.

Uso em lâmpadas e iluminação

Devido à sua inércia e às suas propriedades de ionização, o árgon é amplamente utilizado na indústria da iluminação. É um gás essencial nas lâmpadas fluorescentes e na iluminação de néon, onde contribui para a sua eficiência e longevidade.

Uso em atmosferas inertes para preservação

Graças à sua inércia absoluta, o árgon é o gás de eleição para criar atmosferas inertes. É utilizado na indústria agroalimentar para o acondicionamento em atmosfera protetora (MAP), onde ajuda a preservar a qualidade e prolongar a vida útil de alimentos. O seu papel estende-se ainda às bebidas, nomeadamente para a inertização de cubas durante a produção de vinho, onde atua para prevenir a oxidação destes produtos. Também é usado na indústria química e para a inertização de reservatórios de armazenamento de líquidos ou pós inflamáveis, prevenindo incêndios ao deslocar o oxigénio. É também crucial para a inertização das cubas durante o fabrico do vinho, impedindo a alteração pelo oxigénio e garantindo a conservação dos aromas.

Aplicações médicas e científicas

• Medicina: O árgon encontra aplicações em criocirurgia (crioablação), uma técnica minimamente invasiva que utiliza um jato de gás extremamente frio para congelar e destruir tecidos anómalos. Os lasers de árgon também são usados para tratamentos específicos, como cirurgias de retina.
• Científicas: O árgon é usado em análises de laboratório e em investigação científica, nomeadamente para a calibração de espetrómetros de massa e para a detecção de neutrinos solares, aproveitando as propriedades únicas dos seus isótopos.

Produção e extração do gás árgon

Apesar de ser um elemento abundante, a sua produção industrial requer processos sofisticados de extração e purificação para garantir a alta qualidade e pureza necessárias para as suas diversas aplicações industriais.

Extração do ar por destilação fracionada

O árgon é obtido numa unidade de separação de ar (ASU) através de destilação criogénica, como um subproduto da produção de oxigénio e azoto. O processo consiste em arrefecer o ar atmosférico a temperaturas extremamente baixas, o que permite separar os seus componentes (azoto, oxigénio, árgon) com base nos seus diferentes pontos de ebulição. A extração do árgon bruto é feita numa coluna de destilação separada para depois ser purificado.

Produção industrial e comercial

A produção industrial de árgon em grandes volumes e com elevada pureza exige uma logística significativa. O árgon bruto passa por um processo de purificação aprofundado para cumprir os requisitos específicos de pureza, que são essenciais para aplicações exigentes, como a prevenção de defeitos na eletrónica. Para responder à procura generalizada, é necessária uma rede robusta de instalações de produção, infraestruturas de armazenamento e sistemas de transporte eficientes para garantir um abastecimento fiável e pontual.

Qualidade e pureza do gás no mercado

A produção, a manipulação e a distribuição de árgon devem respeitar normas rigorosas de qualidade, segurança e rastreabilidade. É crucial manter um elevado nível de pureza, pois diferentes setores e aplicações exigem graus de pureza distintos. Por exemplo, mesmo pequenas impurezas podem afetar significativamente o resultado de processos industriais e científicos exigentes, como na eletrónica ou em laboratórios de análise. Por isso, a rastreabilidade da sua origem e a garantia de um controlo de qualidade rigoroso são fundamentais para que o gás se adapte perfeitamente aos requisitos de cada cliente.

Porquê escolher a Air Liquide para o seu fornecimento de árgon?

A Air Liquide, um dos líderes mundiais de gases, tecnologias e serviços, pode responder às suas necessidades específicas de árgon para as suas aplicações e processos.

1. Qualidade e consistência da pureza: A Air Liquide garante os mais altos padrões de pureza dos gases. Fornecemos árgon puro e misturas de árgon de diversas concentrações, nas nossas variadas gamas, de acordo com as necessidades específicas de cada cliente, e cumprimos os mais rigorosos controlos de qualidade, essenciais para as suas aplicações exigentes. Para as suas aplicações de soldadura, a Air Liquide propõe, por exemplo, o ARCAL™ Prime ou Albee™ Weld Ar: árgon puro para as aplicações TIG/MIG.
2. Soluções de fornecimento flexíveis: Adaptamos o fornecimento de árgon para corresponder perfeitamente aos seus volumes de consumo e às suas necessidades operacionais. Para quantidades mais pequenas, propomos garrafas equipadas de série com cabeças avançadas SMARTOP™ ou EXELTOP™ (a pedido) o quadros. Para volumes mais importantes, fornecemos árgon líquido de qualidade industrial. No âmbito das nossas soluções de fornecimento de árgon líquido, instalamos e monitorizamos os tanques de árgon diretamente no seu local de produção, assegurando entregas feitas ao ritmo das suas necessidades.
3. Suporte técnico especializado: Atuando como verdadeiros parceiros, os nossos especialistas estudam os seus processos específicos para lhe propor a solução de árgon mais apropriada às suas necessidades seja de setor industrial ou de aplicação.
4. Presença nacional e reatividade logística: Com mais de 100 anos de experiência e aproveitando a nossa vasta rede nacional de instalações de produção e centros de distribuição, a Air Liquide garante um fornecimento fiável e pontual de árgon. As nossas sólidas capacidades logísticas asseguram uma reatividade aos seus pedidos, independentemente de onde se localizem as suas operações.
5. Ofertas à medida: Para além dos produtos padrão, estamos empenhados no desenvolvimento e na conceção de soluções personalizadas que se integram perfeitamente nos seus fluxos de produção  únicos.
6. Compromisso com a sustentabilidade: Para responder ao imperativo crescente de sustentabilidade, a Air Liquide propõe o árgon de baixo carbono ECO ORIGIN™. Esta solução inovadora reduz significativamente a pegada ambiental das suas operações, uma vez que é produzida a partir de energia 100% renovável e alinha-se perfeitamente com os objetivos de descarbonização dos setores industriais.

Segurança no uso do árgon

Embora o árgon seja quimicamente inerte, a sua manipulação requer cuidados, principalmente devido ao risco de asfixia. O árgon é mais pesado do que o ar e, quando libertado em espaços confinados, desloca o oxigénio, podendo causar níveis de oxigénio perigosamente baixos. A exposição a altas concentrações de árgon pode levar a sintomas como tonturas, confusão, perda de coordenação e, em casos graves, perda de consciência ou morte. O contacto com o árgon liquefeito também pode provocar queimaduras criogénicas graves.

Precauções para armazenamento e manuseamento

A mitigação destes riscos passa pelo cumprimento rigoroso de normas e boas práticas:

• Ventilação adequada: Essencial em todas as áreas onde o árgon é utilizado ou armazenado para evitar o acúmulo de gás.
• Equipamento de Proteção Individual (EPI): O uso de EPI apropriado, como luvas e óculos de segurança, é vital para proteger contra as queimaduras criogénicas e outros perigos.
• Armazenamento seguro: As garrafas de árgon devem ser armazenadas num local fresco, seco e bem ventilado, protegidas de danos físicos. Os tanques de árgon líquido devem ser armazenados no exterior.
• Monitorização atmosférica: A instalação de monitores e alarmes de oxigénio em espaços confinados permite detetar níveis perigosamente baixos, fornecendo um alerta precoce.
• Formação dos colaboradores: Todos os colaboradores que trabalham com árgon devem receber uma formação completa sobre os seus perigos e sobre os seus procedimentos de manuseamento seguro e de emergência.

A Air Liquide, com a ajuda dos seus especialistas, oferece um apoio completo para garantir a utilização segura do árgon, o que inclui a formação dos seus colaboradores sobre o uso seguro do gás, a inspeção e manutenção dos equipamentos e o aconselhamento sobre as melhores práticas.