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 inorgánico , ^{[ 1 ]} clorato o perclorato . Los generadores se encienden normalmente mediante 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 su uso en situaciones de emergencia, para bomberos y para el rescate en minas .

Los aviones comerciales proporcionan oxígeno de emergencia a los pasajeros para protegerlos en caso de pérdida de presión en la cabina. No se utilizan generadores químicos de oxígeno para la tripulación de cabina, que normalmente se abastece mediante cilindros de oxígeno comprimido , también conocidos como botellas de oxígeno. En los aviones de fuselaje estrecho, se proporcionan máscaras de oxígeno y generadores de oxígeno en el techo para cada fila de asientos. En algunos aviones de fuselaje ancho, como el DC-10 y el IL-96 , los generadores de oxígeno y las máscaras de oxígeno se montan en la parte superior de los respaldos de los asientos, debido a la mayor altura del techo. Si se produce una descompresión, los paneles de acceso se abren mediante un interruptor de presión automático o manual, y las máscaras se liberan. Cuando los pasajeros tiran de la máscara hacia abajo, retiran los pasadores de sujeción y se activa la producción de oxígeno.

El núcleo oxidante es clorato de sodio ( Na Cl O ₃ ), que se mezcla con menos del 5  por ciento de peróxido de bario ( Ba O ₂ ) y menos del 1 por ciento de perclorato de potasio ( K ​​Cl O ₄ ). Los explosivos en la cápsula de percusión son una mezcla explosiva de estifnato de plomo y tetrazeno . La reacción química es exotérmica y la temperatura exterior del generador alcanzará los 260 °C (500 °F) . Producirá oxígeno durante un mínimo de 15 minutos. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Un generador de dos máscaras tiene aproximadamente 63 mm (2,5 in) de diámetro y 223 mm (8,8 in) de largo. Un generador de tres máscaras tiene aproximadamente 70 mm (2,8 in) de diámetro y 250 mm (9,8 in) de largo.          

El 11 de mayo de 1996, la activación accidental de generadores caducados enviados incorrectamente, etiquetados erróneamente como "boquillas de oxígeno" vacías, ^{[ 4 ]} causó el accidente del vuelo 592 de ValuJet , en el que murieron todos los pasajeros a bordo. ^{[ 5 ]} El 10 de agosto de 1986, un DC-10 de ATA, vuelo 131, se destruyó mientras estaba estacionado en el aeropuerto O'Hare. La causa fue la activación accidental de un generador de oxígeno, contenido en la parte trasera de un asiento roto del DC-10, que se transportaba en el compartimento de carga a un taller de reparación. No hubo víctimas mortales ni heridos, ya que el avión no llevaba pasajeros cuando se produjo el incendio. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Una vela de clorato, o vela de oxígeno , es un generador químico de oxígeno cilíndrico que contiene una mezcla de clorato de sodio y polvo de hierro , que al encenderse arde lentamente a unos 600 °C (1100 °F) , produciendo cloruro de sodio , óxido de hierro y oxígeno a una tasa fija de aproximadamente 6,5 horas-hombre por kilogramo de la mezcla. La mezcla tiene una vida útil indefinida si se almacena correctamente: se han almacenado velas durante 20 años sin que disminuya la producción de oxígeno. La descomposición térmica libera el oxígeno. El hierro en combustión proporciona el calor. La vela debe envolverse en aislamiento térmico para mantener la temperatura de reacción y proteger el equipo circundante. La reacción clave es: ^{[ 8 ]}  

2 NaClO ₃ → 2 NaCl + 3 O ₂

El clorato de potasio y litio , así como los percloratos de sodio , potasio y litio, también pueden utilizarse en velas de oxígeno.

En el generador de oxígeno Vika utilizado en algunas naves espaciales, el perclorato de litio es la fuente de oxígeno . A 400 °C (750 °F) , libera el 60 % de su masa como oxígeno: ^{[ 9 ]}  

LiClO₄ → _LiCl + 2 _O₂

Los avances tecnológicos han permitido el desarrollo de sistemas industriales generadores de oxígeno para su uso en aplicaciones donde se dispone de aire y se requiere una mayor concentración de oxígeno. La adsorción por cambio de presión (PSA) incorpora un tamiz molecular para la separación de gases. En el caso de la generación de oxígeno, un tamiz a base de zeolita favorece la adsorción de nitrógeno. El aire limpio y seco se hace pasar a través de los lechos de tamiz del generador de oxígeno, produciendo un gas enriquecido con oxígeno. También se utilizan equipos de membrana para la separación de nitrógeno .

Los generadores químicos de oxígeno se utilizan en aeronaves , equipos de respiración para bomberos y equipos de rescate minero, submarinos y en cualquier lugar donde se necesite un generador de oxígeno de emergencia compacto y de larga duración. Generalmente contienen un dispositivo para la absorción de 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, por sus siglas en inglés) se utilizan en submarinos.
  • Fueron utilizados con éxito por el USS New Hampshire , un submarino estadounidense de propulsión nuclear, en marzo de 2011 cuando el submarino sufrió una falla en el generador de oxígeno mientras se encontraba bajo la capa de hielo del Ártico . ^{[ 10 ]}
  • Una explosión causada por una vela de oxígeno provocó la muerte de dos marineros de la Marina Real Británica a bordo del HMS Tireless (S88)   , un submarino de propulsión nuclear, en el Ártico el 21 de marzo de 2007. ^{[ 11 ]} Es probable que la vela se hubiera contaminado con aceite hidráulico, lo que habría provocado que la mezcla explotara en lugar de arder. ^{[ 12 ]}
• Los dispositivos autónomos de autorrescate (SCSR, por sus siglas en inglés) se utilizan para facilitar el escape de las minas .
• En la Estación Espacial Internacional , se utilizan generadores químicos de oxígeno como suministro de reserva. Cada generador de oxígeno Vika puede producir suficiente oxígeno para un miembro de la tripulación durante un día. ^{[ 13 ]}

• Almacenamiento de oxígeno
• SolidOx (soldadura)