Un termo de almacenamiento criogénico (o simplemente dewar ) es un tipo especial de termo al vacío que se utiliza para almacenar sustancias criogénicas (como nitrógeno líquido o helio líquido ), cuyos puntos de ebullición son mucho más bajos que la temperatura ambiente . Recibe su nombre en honor al inventor James Dewar , quien lo desarrolló para su propio trabajo. Se utilizan comúnmente en física y química a baja temperatura .
Los recipientes de almacenamiento criogénico pueden tener un tamaño muy variado y pueden adoptar distintas formas, como baldes abiertos , matraces con tapones sueltos y tanques autopresurizados. Todos los recipientes tienen paredes construidas con dos o más capas, con un alto vacío mantenido entre las capas. Esto proporciona un muy buen aislamiento térmico entre el interior y el exterior del recipiente, lo que reduce la velocidad a la que se evapora el contenido. Se toman precauciones en el diseño de los recipientes para gestionar de forma segura el gas que se libera a medida que el líquido hierve lentamente.
Los recipientes Dewar más sencillos permiten que el gas escape a través de una tapa abierta o de un tapón de ajuste flojo. Los recipientes Dewar más sofisticados atrapan el gas por encima del líquido y lo mantienen a alta presión. Esto aumenta el punto de ebullición del líquido, lo que permite almacenarlo durante períodos prolongados. La presión de vapor excesiva se libera automáticamente a través de válvulas de seguridad. Los recipientes Dewar también están diseñados para ser resistentes a cualquier tipo de perforación para preservar el contenido, ya que los criógenos son costosos de producir y algunos (como el helio) tienen un suministro global limitado.
El método para decantar líquido de un Dewar depende de su diseño. Los Dewars simples pueden inclinarse para verter el líquido desde el cuello. Los diseños autopresurizados utilizan la presión del gas en la parte superior del Dewar para impulsar el líquido hacia arriba a través de un tubo que conduce al cuello.
Los criógenos presentan varios riesgos de seguridad y sus recipientes de almacenamiento están diseñados para reducir el riesgo asociado.
En primer lugar, ningún recipiente dewar puede proporcionar un aislamiento térmico perfecto y el líquido criogénico se evapora lentamente, lo que produce una enorme cantidad de gas. Esto se conoce como la tasa de evaporación del nitrógeno líquido. En los recipientes dewar con la parte superior abierta, el gas simplemente se escapa al área circundante. Sin embargo, pueden acumularse presiones muy altas dentro de los recipientes dewar sellados, y se toman precauciones para minimizar el riesgo de explosión. Una o más válvulas de alivio de presión permiten que el gas salga del recipiente dewar cuando la presión se vuelve excesiva. En un incidente ocurrido en 2006 en la Universidad Texas A&M , los dispositivos de alivio de presión de un tanque de nitrógeno líquido estaban sellados con tapones de latón. Como resultado, el tanque falló catastróficamente y explotó. [3]
En segundo lugar, si un recipiente dewar se deja abierto al aire durante períodos prolongados, las sustancias químicas atmosféricas pueden condensarse o congelarse al entrar en contacto con el material criogénico, lo que puede introducir contaminantes. Si estos materiales se congelan (por ejemplo, el vapor de agua se convierte en hielo) , pueden bloquear las aberturas, lo que genera una acumulación de presión y el riesgo de una explosión.
En tercer lugar, el gas que se escapa de un recipiente Dewar puede desplazar gradualmente el oxígeno del aire en el área circundante, lo que presenta un riesgo de asfixia . Los usuarios están capacitados para almacenar los recipientes Dewar solo en un área bien ventilada y, antes de transportarlos en un elevador , se elimina el exceso de presión de gas y los recipientes Dewar se envían solos a su destino. [4]