Un generador químico de oxígeno es un dispositivo que libera oxígeno a través de una reacción química . La fuente de oxígeno suele ser un superóxido inorgánico , [1] clorato o perclorato . Los ozónidos también son un grupo prometedor de fuentes de oxígeno. Los generadores suelen encenderse mediante un percutor y la reacción química suele ser exotérmica , lo que convierte al generador en un peligro 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 rescate en minas .
Los aviones comerciales proporcionan oxígeno de emergencia a los pasajeros para protegerlos en caso de pérdida de presión en la cabina. Los generadores químicos de oxígeno no se utilizan para la tripulación de cabina, que normalmente se abastece mediante botes de oxígeno comprimido, también conocidos como botellas de oxígeno. En los aviones de fuselaje estrecho, para cada fila de asientos había máscaras de oxígeno y generadores de oxígeno en la parte superior. En algunos aviones de fuselaje ancho, como el DC-10 y el IL-96 , los botes y las máscaras de oxígeno están montados en la parte superior de los respaldos de los asientos, ya que el techo está demasiado alto por encima de los pasajeros. Si se producía una descompresión, los paneles se abrían mediante un interruptor de presión automático o un interruptor manual, y las máscaras se liberaban. Cuando los pasajeros tiraban hacia abajo de la máscara, quitaban los pasadores de retención y activaban la producción de oxígeno.
El núcleo oxidante es clorato de sodio (NaClO3 ) , que se mezcla con menos del 5 por ciento de peróxido de bario ( BaO2 ) y menos del 1 por ciento de perclorato de potasio (KClO4 ) . Los explosivos en la cápsula fulminante son una mezcla explosiva de estifnato de plomo y tetrazeno . La reacción química es exotérmica y la temperatura exterior del bote alcanzará los 260 ° C (500 °F). Producirá oxígeno durante 12 a 22 minutos. [2] [3] 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.
El 11 de mayo de 1996, la activación accidental de generadores caducados enviados incorrectamente y etiquetados por error como vacíos provocó el accidente del vuelo 592 de ValuJet Airlines , en el que murieron todas las personas a bordo. [4] Un DC-10 de ATA, el vuelo 131, también resultó destruido mientras estaba estacionado en el aeropuerto O'Hare, el 10 de agosto de 1986. La causa fue la activación accidental de un bote de oxígeno, contenido en la parte trasera de un asiento roto del DC-10, que se enviaba en el compartimento de carga a una estación de reparación. No hubo víctimas mortales ni heridos porque el avión no tenía pasajeros cuando se produjo el incendio. [5] [6]
Una vela de clorato, o vela de oxígeno , es un generador de oxígeno químico cilíndrico que contiene una mezcla de clorato de sodio y polvo de hierro , que cuando se enciende arde a unos 600 °C (1100 °F), produciendo cloruro de sodio , óxido de hierro y una tasa fija de aproximadamente 6,5 horas-hombre de oxígeno por kilogramo de la mezcla. La mezcla tiene una vida útil indefinida si se almacena correctamente: las velas se han almacenado durante 20 años sin que disminuya la producción de oxígeno. La descomposición térmica libera el oxígeno. El hierro ardiente 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: [7]
También se pueden utilizar en velas de oxígeno el clorato de potasio y de litio y los percloratos de sodio , potasio y litio .
Una explosión causada por una de estas velas mató a 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. [8] La vela se había contaminado con aceite hidráulico, lo que provocó que la mezcla explotara en lugar de arder. [9] [ verificación fallida ]
En el generador de oxígeno Vika que se utiliza en algunas naves espaciales, el perclorato de litio es la fuente de oxígeno . A 400 °C (750 °F), libera el 60% de su peso en forma de oxígeno : [10]
Los avances tecnológicos han permitido disponer de sistemas industriales de generación de oxígeno que se pueden utilizar en lugares donde hay aire disponible y se desea una mayor concentración de oxígeno. La adsorción por oscilación 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 la adsorción preferencial del nitrógeno. [ cita requerida ] El aire limpio y seco pasa a través de los lechos de tamiz del generador de oxígeno, lo que produce un gas enriquecido con oxígeno. También se utilizan equipos de membrana de separación de nitrógeno .
Los generadores de oxígeno químico se utilizan en aviones , en aparatos respiratorios para bomberos y equipos de rescate en minas, en submarinos y en cualquier lugar donde se necesite un generador de oxígeno de emergencia compacto y de larga duración. Suelen contener 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 .