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 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 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. La tripulación de cabina no utiliza generadores químicos de oxígeno, que normalmente se suministran 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 el techo. En algunos aviones de fuselaje ancho, como el DC-10 y el IL-96 , los botes y las máscaras de oxígeno estaban montados en la parte superior de los respaldos de los asientos, ya que el techo estaba demasiado alto por encima de los pasajeros. Si se producía una descompresión, los paneles se abrían mediante un interruptor de presión automático o mediante un interruptor manual, y se liberaban las máscaras. Cuando los pasajeros se bajaron la máscara, quitaron los pasadores de retención y activaron la producción de oxígeno.
El núcleo del 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 del casquillo de percusión son una mezcla explosiva de estifnato de plomo y tetraceno . La reacción química es exotérmica y la temperatura exterior del recipiente 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.
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. [4] Un ATA DC-10, vuelo 131, también fue 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 DC-10 roto. asiento, siendo enviado en el compartimiento de carga a un taller de reparación. No hubo víctimas mortales ni heridos porque el avión no llevaba pasajeros cuando se produjo el incendio. [5]
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 cuando se enciende arde lentamente 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: [6]
En las bujías 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. [7] La vela se había contaminado con aceite hidráulico, lo que provocó la mezcla. explotar en lugar de quemarse. [8] [ verificación fallida ]
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 : [9]
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. [ cita necesaria ] Se hace pasar aire limpio y seco 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 .
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. 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 CO 2 .