Un dewar de almacenamiento criogénico (o simplemente dewar ) es un tipo especializado de matraz de vacío que se utiliza para almacenar criógenos (como nitrógeno líquido o helio líquido ), cuyos puntos de ebullición son mucho más bajos que la temperatura ambiente . Lleva el nombre del inventor James Dewar , quien lo desarrolló para su propio trabajo. Se utilizan comúnmente en física y química de bajas temperaturas .
Los recipientes dewar para almacenamiento criogénico pueden variar ampliamente en tamaño y adoptar varias formas diferentes, incluidos cubos abiertos , matraces con tapones sueltos y tanques autopresurizables. Todos los dewars tienen paredes construidas a partir de dos o más capas, manteniéndose un alto vacío entre las capas. Esto proporciona un muy buen aislamiento térmico entre el interior y el exterior del dewar, lo que reduce la velocidad a la que se evapora el contenido. Se toman precauciones en el diseño de los dewars para gestionar de forma segura el gas que se libera a medida que el líquido hierve lentamente.
Los dewars más simples permiten que el gas escape a través de una parte superior abierta o a través de un tapón suelto. Los dewars más sofisticados atrapan el gas sobre el 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 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 mundial limitado.
El método para decantar líquido de un dewar depende de su diseño. Los dewars simples se pueden inclinar para verter líquido desde el cuello. Los diseños autopresurizantes utilizan la presión del gas en la parte superior del dewar para forzar el líquido hacia arriba a través de una tubería que conduce al cuello.
Los criógenos presentan varios riesgos para la seguridad y sus recipientes de almacenamiento están diseñados para reducir el riesgo asociado.
En primer lugar, ningún dewar puede proporcionar un aislamiento térmico perfecto y el líquido criogénico se evapora lentamente, lo que produce una enorme cantidad de gas. En los dewars con la parte superior abierta, el gas simplemente se escapa hacia el entorno. Sin embargo, pueden acumularse presiones muy altas dentro de los Dewars 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 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 fueron sellados con tapones de latón. Como resultado, el tanque falló catastróficamente y explotó. [3]
En segundo lugar, si un 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. Esto puede introducir contaminantes. Si estos materiales se congelan, por ejemplo, el vapor de agua se convierte en hielo , pueden bloquear las aberturas, lo que provoca un aumento de presión y riesgo de explosión.
En tercer lugar, el gas que se escapa de un recipiente dewar puede desplazar gradualmente el oxígeno del aire circundante, lo que supone un peligro de asfixia . Los usuarios están capacitados para almacenar los dewars sólo en un área bien ventilada, y antes de transportarlos en un ascensor , se elimina el exceso de presión del gas y los dewars se envían solos a su destino. [4]