Gerador químico de oxigênio - Chemical oxygen generator

Um gerador químico de oxigênio é um dispositivo que libera oxigênio por meio de uma reação química . A fonte de oxigênio é geralmente um superóxido , clorato ou perclorato inorgânico ; os ozonídeos são um grupo promissor de fontes de oxigênio. Os geradores geralmente são acesos por um pino de disparo , e a reação química geralmente é exotérmica , tornando o gerador um risco potencial de incêndio . O superóxido de potássio foi usado como fonte de oxigênio nas primeiras missões tripuladas do programa espacial soviético , para bombeiros e para resgate de minas .

Em aviões comerciais

Diagrama de um sistema gerador de oxigênio químico
Gerador químico de oxigênio, visualização em corte

Aeronaves comerciais forneceram oxigênio de emergência aos passageiros para protegê-los em caso de perda de pressão da cabine. Os geradores químicos de oxigênio não são usados ​​para a tripulação da cabine de comando, que normalmente são abastecidos por cilindros de oxigênio comprimido, também conhecidos como cilindros de oxigênio. Em aviões comerciais estreitos, para cada fila de assentos havia máscaras de oxigênio e geradores de oxigênio. Em alguns aviões de grande porte, como o DC-10 e o IL-96 , os cilindros e as máscaras de oxigênio eram montados na parte superior das costas dos assentos, já que o teto era muito alto acima dos passageiros. Se ocorreu uma descompressão, os painéis foram abertos por um interruptor de pressão automático ou por um interruptor manual, e as máscaras foram liberadas. Quando os passageiros puxaram a máscara, removeram os pinos de retenção e iniciaram a produção de oxigênio.

O núcleo oxidante é clorato de sódio ( Na Cl O 3 ), que é misturado com menos de 5% de peróxido de bário ( Ba O 2 ) e menos de 1% de perclorato de potássio ( K Cl O 4 ). Os explosivos na tampa de percussão são uma mistura explosiva de estifnato de chumbo e tetrazeno . A reação química é exotérmica e a temperatura externa do canister atingirá 260 ° C (500 ° F). Ele irá produzir oxigênio por 12 a 22 minutos. O gerador de duas máscaras tem aproximadamente 63 mm (2,5 pol.) De diâmetro e 223 mm (8,8 pol.) De comprimento. O gerador de três máscaras tem aproximadamente 70 mm (2,8 pol.) De diâmetro e 250 mm (9,8 pol.) De comprimento.

A ativação acidental de geradores vencidos e enviados incorretamente, erroneamente rotulados como vazios, causou a queda do vôo 592 da ValuJet , matando todos a bordo. Um ATA DC-10, vôo 131, também foi destruído enquanto estava estacionado no aeroporto O'Hare, em 10 de agosto de 1986. A causa foi a ativação acidental de um cilindro de oxigênio, contido na parte traseira de um assento do DC-10 quebrado, sendo enviado no compartimento de carga para uma estação de reparo. Não houve vítimas fatais ou feridos porque o avião não continha passageiros quando o incêndio começou.

Vela de oxigenio

Uma vela de clorato , ou vela de oxigênio , é um gerador de oxigênio químico cilíndrico que contém uma mistura de clorato de sódio e pó de ferro , que quando inflamado arde a cerca de 600 ° C (1.112 ° F), produzindo cloreto de sódio , óxido de ferro e uma taxa fixa de cerca de 6,5 horas-homem de oxigênio por quilograma da mistura. A mistura tem uma vida útil indefinida se armazenada corretamente: as velas foram armazenadas por 20 anos sem diminuição da produção de oxigênio. A decomposição térmica libera o oxigênio. O ferro em chamas fornece o calor. A vela deve ser envolvida em isolamento térmico para manter a temperatura de reação e proteger o equipamento circundante. A principal reação é:

2 NaClO 3 → 2 NaCl + 3 O 2

De potássio e clorato de lítio , e de sódio , potássio e lítio percloratos , também podem ser usados em velas de oxigénio.

Uma explosão causada por uma dessas velas matou dois marinheiros da Marinha Real no HMS  Tireless  (S88) , um submarino de propulsão nuclear, sob o Ártico em 21 de março de 2007. A vela foi contaminada com óleo hidráulico, o que fez a mistura explodir um pouco do que queimar.

No gerador de oxigênio Vika usado em algumas espaçonaves, o perclorato de lítio é a fonte de oxigênio . A 400 ° C, ele libera 60% de seu peso como oxigênio :

LiClO 4 → LiCl + 2 O 2

Geradores de oxigênio por adsorção com oscilação de pressão (PSA)

Os avanços na tecnologia forneceram sistemas geradores de oxigênio industriais para uso onde o ar está disponível e uma concentração mais alta de oxigênio é desejada. Adsorção com oscilação de pressão (PSA) incorpora um material chamado peneira molecular para separação de gases. No caso da geração de oxigênio, uma peneira à base de zeólita força a adsorção preferencial de nitrogênio. O ar limpo e seco é passado pelos leitos de peneira do gerador de oxigênio, produzindo um gás enriquecido com oxigênio. Equipamento de membrana de separação de nitrogênio também é usado.

Usos

Geradores de oxigênio químico são usados ​​em aeronaves , aparelhos de respiração para bombeiros e equipes de resgate de minas, submarinos e em todos os lugares, um gerador de oxigênio de emergência compacto com longa vida útil é necessário. Eles geralmente contêm um dispositivo para absorção de dióxido de carbono , às vezes um filtro cheio de hidróxido de lítio ; um quilo de LiOH absorve cerca de meio quilo de CO 2 .

  • Geradores autônomos de oxigênio (SCOGs) são usados ​​em submarinos.
  • Dispositivos de resgate autônomo (SCSRs) são usados ​​para facilitar a fuga das minas .
  • Na Estação Espacial Internacional , geradores químicos de oxigênio são usados ​​como fonte de reserva. Cada cilindro pode produzir oxigênio suficiente para um membro da tripulação por um dia.

Veja também

Referências