Una caja de guantes es un contenedor sellado que está diseñado para permitir manipular objetos en los que se desea una atmósfera separada. Incorporados a los lados de la caja de guantes hay guantes dispuestos de tal manera que el usuario puede colocar sus manos en los guantes y realizar tareas dentro de la caja sin romper la contención. Parte o toda la caja suele ser transparente para permitir que el usuario vea lo que se está manipulando. Se utiliza un compartimento de antecámara más pequeño para transportar elementos dentro o fuera de la cámara principal sin comprometer el entorno interno. Las antecámaras son mucho más pequeñas que las cámaras principales, por lo que pueden exponerse a las condiciones ambientales con mayor frecuencia y alcanzar condiciones inertes rápidamente. [1]
Existen dos tipos de cajas de guantes. La primera permite trabajar con sustancias peligrosas, como materiales radiactivos o agentes patógenos infecciosos, y la segunda permite manipular sustancias que deben estar contenidas en una atmósfera inerte de muy alta pureza, como argón o nitrógeno . También es posible utilizar una caja de guantes para manipular elementos en una cámara de vacío .
El gas de una caja de guantes se bombea a través de una serie de dispositivos de tratamiento que eliminan los disolventes , el agua y el oxígeno del gas. El metal de cobre (o algún otro metal finamente dividido) se utiliza habitualmente para eliminar el oxígeno; esta columna de eliminación de oxígeno normalmente se regenera haciendo pasar una mezcla de hidrógeno y nitrógeno a través de ella mientras se calienta: el agua formada sale de la caja con el exceso de hidrógeno y nitrógeno. Es habitual utilizar tamices moleculares para eliminar el agua absorbiéndola en los poros de los tamices moleculares. Los químicos organometálicos suelen utilizar una caja de este tipo para transferir sólidos secos de un recipiente a otro.
Una alternativa al uso de una caja de guantes para trabajos sensibles al aire es emplear métodos Schlenk utilizando una línea Schlenk . Una desventaja de trabajar en una caja de guantes es que los solventes orgánicos atacarán los sellos de plástico. Como resultado, la caja comenzará a tener fugas y el agua y el oxígeno pueden ingresar a la caja. Otra desventaja de una caja de guantes es que el oxígeno y el agua pueden difundirse a través de los guantes de plástico. Además, los solventes de coordinación, como el tetrahidrofurano y el diclorometano , pueden unirse irreversiblemente al catalizador de cobre, lo que reduce su efectividad. Una forma de prolongar la vida útil de la caja de guantes y el catalizador es apagar la circulación cuando se usan solventes, seguido de una purga cuando finaliza el trabajo que involucra solventes.
Las cajas de guantes con atmósfera inerte generalmente se mantienen a una presión más alta que el aire circundante, de modo que cualquier fuga microscópica consiste principalmente en una fuga de gas inerte fuera de la caja en lugar de dejar entrar aire.
En la ahora desactivada planta Rocky Flats , que fabricaba detonadores de plutonio , también llamados "pits", las instalaciones de producción consistían en cajas de guantes de acero inoxidable unidas entre sí de hasta 64 pies, o 20 metros, de longitud, que contenían el equipo que forjaba y mecanizaba las piezas del detonador. Los guantes estaban revestidos de plomo . Otros materiales utilizados en las cajas de guantes incluían ventanas de visualización acrílicas y blindaje Benelex compuesto de fibra de madera y plástico que protegía contra la radiación de neutrones . La manipulación de los guantes revestidos de plomo era un trabajo oneroso.
Algunas cajas de guantes para trabajos radiactivos se encuentran en condiciones inertes; por ejemplo, una caja llena de nitrógeno contiene una caja llena de argón. La caja de argón está equipada con un sistema de tratamiento de gas para mantener el gas muy puro y permitir experimentos electroquímicos en sales fundidas. [2]
Las cajas de guantes también se utilizan en las ciencias biológicas cuando se trata de anaerobios o patógenos con un alto nivel de bioseguridad .
Las cajas de guantes que se utilizan para materiales peligrosos generalmente se mantienen a una presión más baja que la atmósfera circundante, de modo que las fugas microscópicas provocan la entrada de aire en lugar de la salida de peligro. Las cajas de guantes que se utilizan para materiales peligrosos generalmente incorporan filtros HEPA en el escape para mantener el peligro contenido.
