Generador de oxígeno químico
Un generador químico de oxígeno es un dispositivo que libera oxígeno mediante una reacción química. La fuente de oxígeno suele ser un superóxido, clorato o perclorato inorgánico. Los ozónidos también son un grupo prometedor de fuentes de oxígeno. Los generadores generalmente se encienden con un percutor y la reacción química suele ser exotérmica, lo que convierte al generador en un riesgo potencial de incendio. El superóxido de potasio se utilizó como fuente de oxígeno en las primeras misiones tripuladas del programa espacial soviético, en submarinos para situaciones de emergencia, para bomberos y para rescate en minas.
En aviones comerciales
Los aviones comerciales proporcionan oxígeno de emergencia a los pasajeros para protegerlos en caso de pérdida de presión de cabina. Los generadores de oxígeno químico no se utilizan para el equipo de la cabina, que normalmente se suministran usando recipientes de oxígeno comprimido, también conocidos como botellas de oxígeno. En las aerolíneas estrechas del cuerpo, para cada fila de asientos había máscaras de oxígeno y generadores de oxígeno. En algunos aerolíneas de cuerpo amplio, como el DC-10 e IL-96, los recipientes y máscaras de oxígeno fueron montados en la parte superior de los asientos traseros, ya que el techo estaba demasiado alto sobre los pasajeros. Si se produjo una descompresión, los paneles fueron abiertos ya sea por un interruptor automático de presión o por un interruptor manual, y las máscaras fueron liberadas. Cuando los pasajeros bajaron en la máscara quitaron los pines de retención y desencadenaron la producción de oxígeno.
El núcleo oxidante es clorato de sodio (NaClO3), que se mezcla con menos de 5 por ciento de peróxido de bario (BaO2) y menos del 1 por ciento de perclorato de potasio (KClO4). Los explosivos en el casquillo de percusión son una mezcla explosiva de estifnato de plomo y tetrazeno. La reacción química es exotérmica y la temperatura exterior del recipiente alcanzará los 260 °C (500 °F). Producirá oxígeno durante 12 a 22 minutos. El generador de dos máscaras tiene aproximadamente 63 mm (2,5 pulgadas) de diámetro y 223 mm (8,8 pulgadas) de largo. El generador de tres máscaras tiene aproximadamente 70 mm (2,8 pulgadas) de diámetro y 250 mm (9,8 pulgadas) de largo.
La activación accidental de generadores caducados enviados incorrectamente, etiquetados erróneamente como vacíos, provocó el accidente del vuelo 592 de ValuJet Airlines, matando a todos a bordo. Un ATA DC-10, vuelo 131, también fue destruido mientras estaba estacionado en el aeropuerto de O'Hare, el 10 de agosto de 1986. La causa fue la activación accidental de una bombona de oxígeno, contenida en el respaldo de un asiento roto del DC-10. , siendo enviado en el compartimiento de carga a una estación de reparación. No hubo víctimas mortales ni heridos porque el avión no llevaba pasajeros cuando se produjo el incendio.
Vela de oxígeno
Una vela de clorato, o una vela de oxígeno, es un generador químico de oxígeno cilíndrico que contiene una mezcla de clorato de sodio y polvo de hierro, que cuando se enciende arde a aproximadamente 600 °C (1112 °F). , produciendo cloruro de sodio, óxido de hierro y a una tasa fija de aproximadamente 6,5 horas-hombre de oxígeno por kilogramo de mezcla. La mezcla tiene una vida útil indefinida si se almacena correctamente: las velas se han almacenado durante 20 años sin disminuir la producción de oxígeno. La descomposición térmica libera oxígeno. El hierro ardiendo proporciona el calor. La vela debe estar envuelta en aislamiento térmico para mantener la temperatura de reacción y proteger el equipo circundante. La reacción clave es:
- 2 NaClO3 → 2 NaCl + 3 O2
En las velas de oxígeno también se pueden utilizar clorato de potasio y litio, y percloratos de sodio, potasio y litio.
Una explosión provocada por una de estas velas mató a dos marineros de la Royal Navy en el HMS Tireless (S88), un submarino de propulsión nuclear, bajo el Ártico el 21 de marzo de 2007. La vela se había contaminado con aceite hidráulico, lo que provocó la mezcla. explotar en lugar de quemarse.
En el generador de oxígeno Vika utilizado en algunas naves espaciales, el perclorato de litio es la fuente de oxígeno. A 400 °C, libera el 60% de su peso en forma de oxígeno:
- LiClO4 → LiCl + 2 O2
Generadores de oxígeno por adsorción por oscilación de presión (PSA)
Los avances en la tecnología han proporcionado sistemas generadores de oxígeno industriales para su uso donde hay aire disponible y se desea una mayor concentración de oxígeno. La adsorción por cambio de presión (PSA) incorpora un material llamado tamiz molecular para la separación de gases. En el caso de la generación de oxígeno, un tamiz a base de zeolita fuerza una adsorción preferencial del nitrógeno. El aire limpio y seco pasa a través de los lechos de tamiz del generador de oxígeno, produciendo un gas enriquecido con oxígeno. También se utiliza equipo de membrana de separación de nitrógeno.
Usos
Los generadores de oxígeno químico se utilizan en aviones, aparatos respiratorios para bomberos y equipos de rescate de minas, submarinos y en todos los lugares donde se necesita un generador de oxígeno de emergencia compacto con una larga vida útil. Suelen contener un dispositivo para absorber dióxido de carbono, a veces un filtro lleno de hidróxido de litio; un kilogramo de LiOH absorbe aproximadamente medio kilogramo de CO2.
- Los generadores de oxígeno autónomos (SCOG) se utilizan en submarinos.
- Se utilizan dispositivos de auto rescate autónomos (SCSR) para facilitar el escape de las minas.
- En la Estación Espacial Internacional, los generadores de oxígeno químico se utilizan como fuente de respaldo. Cada recipiente puede producir suficiente oxígeno para un tripulante durante un día.