¿Qué es un generador de oxígeno?

Los generadores de oxígeno separan el oxígeno del aire para que el gas pueda introducirse en procesos industriales en tiempo real o almacenarse en tanques de presión. Los generadores de oxígeno se utilizan en docenas de aplicaciones industriales que van desde la minería de oro hasta la acuicultura y el soporte vital.

El aire ambiente normal está compuesto por un 78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno y otros gases traza como el argón y el CO2. Para eliminar el nitrógeno y los gases traza se utiliza un generador de oxígeno.

Los generadores de oxígeno más pequeños no pueden ser más grandes que una lata de refresco, mientras que los generadores de oxígeno industriales pueden ser tan grandes como un autobús. Sin embargo, todos los generadores de oxígeno tienen el mismo propósito: proporcionar un suministro seguro de gas oxígeno concentrado.

Las empresas que necesitan oxígeno a granel a menudo comienzan comprando tanques de otras empresas que llenan esos tanques con un generador de oxígeno industrial. Si la necesidad es grande y continua, puede ser rentable para la empresa comprar su propio generador de oxígeno y producir oxígeno en el sitio. Si bien el costo inicial de la maquinaria es significativo, el costo por pie cúbico de oxígeno generado es de 1/3 a 1/2 del de comprar oxígeno a granel, por lo que con el tiempo el generador de oxígeno puede pagarse por sí mismo.

Un ejemplo de esto son los hospitales que canalizan oxígeno a las habitaciones de los pacientes. En lugar de oxígeno embotellado, la mayoría de los hospitales tienen uno o más generadores de oxígeno industriales en el edificio.

Tipos de generadores de oxígeno
Generador de oxígeno de adsorción por cambio de presión
La adsorción por cambio de presión (PSA) es el método más común para producir oxígeno a escala industrial. Los generadores de PSA separan el nitrógeno del aire ambiente dentro de un tanque presurizado lleno de zeolita. La zeolita es un mineral natural o artificial que actúa como un "tamiz molecular". Es esta capacidad de "clasificar" moléculas por tamaño lo que hace que la zeolita sea tan útil. Las moléculas de nitrógeno más grandes son adsorbidas por el material del tamiz, mientras que las moléculas de oxígeno más pequeñas pasan y se recogen. Luego se libera la presión, las moléculas de nitrógeno se ventilan a la atmósfera y el tanque se presuriza nuevamente.

El uso de PSA dará como resultado un 90-95% de gas oxigenado. Se puede lograr un mayor refinamiento repitiendo el proceso hasta que se genere más del 99% de oxígeno "puro".

Como nota al margen, el proceso de PSA también se puede utilizar para generar nitrógeno al recolectar las moléculas de nitrógeno y ventilar el oxígeno. El PSA también se utiliza en la síntesis comercial a gran escala de hidrógeno utilizado en refinerías de petróleo y en la producción de amoniaco para fertilizantes.

Un tipo especial de generador de oxígeno se conoce más comúnmente como concentrador de oxígeno, que se utiliza como alternativa a las botellas de oxígeno para el cuidado de la salud en el hogar. Si bien el costo inicial de la máquina es más caro que los cilindros de oxígeno, son más seguros que el oxígeno embotellado y, con el tiempo, son menos costosos que recibir los tanques de oxígeno en el hogar.

Los concentradores de oxígeno se venden normalmente a través de las casas de suministros médicos y se pueden comprar con receta médica.

Generador de oxígeno de membrana

Los generadores de oxígeno de membrana utilizan una corriente de aire comprimido que pasa a través de materiales semipermeables que permiten el paso de moléculas específicas. Bajo presión, las moléculas de oxígeno más pequeñas pasan a través de la membrana, se filtran y se recogen dejando una corriente de nitrógeno que fluye por el extremo opuesto de la membrana. Si bien los generadores de tipo membrana no son tan comunes, se considera que son más confiables porque no hay partes móviles que puedan fallar.

Generador de oxígeno químico
oxigeno en avion

Un generador de oxígeno químico es un dispositivo que libera oxígeno mediante una reacción química. Se enciende un recipiente de sales inorgánicas llamadas "superóxidos" o clorato de sodio. A medida que se calientan, emiten oxígeno hasta que se consume el compuesto.

Debido a su larga vida útil, estabilidad y tamaño pequeño (aproximadamente del tamaño de una lata de refresco), los generadores de oxígeno químico se utilizan en aviones comerciales. Montado sobre los asientos, cada generador puede producir suficiente oxígeno para 2-3 máscaras durante 10-20 minutos. Un dispositivo similar se llama vela de oxígeno. Funciona utilizando el mismo principio de liberación de oxígeno con calor y se utiliza como suministro de oxígeno para la seguridad personal en minas, submarinos y en la estación espacial.

Usos del generador de oxígeno
Si bien hay docenas de usos para los generadores de oxígeno industriales, a continuación se enumeran algunos de los más comunes.

Oxígeno de grado médico
El oxígeno de grado médico utilizado en hospitales o para la atención médica domiciliaria está certificado para cumplir con la monografía XXII de oxígeno 93% de la Farmacopea de los Estados Unidos (USP). Los requisitos de la USP son que el nivel de oxígeno esté entre el 90 y el 96% de pureza y el resto compuesto por argón e hidrógeno. No se permiten más de 300 ppm de CO2 o cualquier otro gas o molécula.

Respirar oxígeno
La Estación Espacial Internacional, los submarinos y los submarinistas dependen de generadores de oxígeno para producir aire respirable. Debido a que son sistemas cerrados, cada uno trabaja en conjunto con “depuradores” de dióxido de carbono para eliminar el CO2 mientras que el nivel de oxígeno regresa al 20,9% de aire oxigenado.

Granjas de peces y acuicultura
Al igual que los humanos, los peces y otros animales marinos necesitaban oxígeno para sobrevivir. Con la prevalencia de las piscifactorías, los "agricultores" deben asegurarse de que su ganado reciba el oxígeno adecuado para sobrevivir. Antes de que la piscicultura se realizara a escala industrial, los agricultores cercarían un área de agua en el borde de un lago para recolectar sus capturas. Con los generadores de oxígeno industriales, los agricultores ahora tienen la capacidad de criar peces en piscinas artificiales de agua oxigenada. El beneficio para el agricultor es una mayor densidad de población en un área más pequeña y un crecimiento más rápido de los peces.

Tratamiento de aguas residuales y residuales
En las plantas de tratamiento de aguas residuales se utilizan generadores de oxígeno para proporcionar oxígeno adicional a las bacterias que permiten que se produzca la biodegradación. Las bacterias descomponen el lodo en CO2 y agua más rápido si se agrega oxígeno suplementario durante el proceso.

Industria metalúrgica
Los generadores de oxígeno industriales se utilizan en el proceso de fabricación de acero de varias formas. Los hornos de oxígeno se utilizan para la descarburación, el proceso de disminuir el carbono en los metales mientras están en estado fundido. El oxígeno también se utiliza para aumentar las velocidades de fusión en los hornos y reduce la formación de incrustaciones cuando se recalientan los hornos.

Minería de oro
Las minas que extraen oro a escala industrial utilizan generadores de oxígeno durante el proceso de lixiviación de cianuro. Se mezcla una solución de cianuro de sodio en rocas trituradas que contienen oro junto con oxígeno para liberar el oro de la roca.

Soldadura
El corte y soldadura de metales con oxiacetileno utiliza combustible líquido y oxígeno para aumentar la temperatura de la llama, de modo que el metal se derrita en el punto de la punta de soldadura. Esta fusión se puede utilizar para soldar o cortar el metal.

Soplado de vidrio
Al igual que la soldadura, el soplado de vidrio requiere altos niveles de calor para derretir el vidrio. El oxígeno se utiliza para aumentar la temperatura de las llamas tanto en los hornos como en las antorchas que se utilizan para dar forma a las piezas de vidrio.

Fabricación de pulpa y papel
La deslignificación es el proceso de extraer lignina del material vegetal en uno de los pasos necesarios para fabricar papel a partir de árboles. En este proceso se requieren grandes cantidades de oxígeno, así como varios otros pasos posteriores en la fabricación de pulpa y papel.
Seguridad del generador de oxígeno
alarma de enriquecimiento de oxígeno

Las áreas cerradas con niveles de oxígeno más altos de lo normal no suelen representar un peligro médico, pero sí aumentan el riesgo de incendio. Incluso un aumento del 2-3% en los niveles normales de oxígeno en la habitación cuando se combina con combustible y una chispa puede provocar un incendio repentino.

Las industrias que usan generadores de oxígeno confían en dispositivos como nuestra alarma de seguridad de enriquecimiento de oxígeno para proteger a los trabajadores alrededor del oxígeno almacenado líquido a granel o donde se usan generadores de oxígeno. Esto incluye aplicaciones como fabricación de acero, soldadura y corte, criogenia, hospitales, tanques de buceo, instalaciones submarinas y sistemas de respaldo de aire de emergencia.

Dónde comprar un generador de oxígeno
Si bien hay docenas de tipos y usos para los generadores de oxígeno, solo hay dos formas de comprarlos.

Los generadores de oxígeno comerciales son grandes equipos industriales que deben instalarse por un profesional. Debido a que muchas más personas buscan "concentradores de oxígeno", son difíciles de encontrar. Sugerimos buscar

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Debido a las diferencias de tamaño, costo y rendimiento entre los fabricantes de generadores de oxígeno industriales, no hay comparaciones directas en línea entre los fabricantes, ni podemos recomendar cuál comprar. Sin embargo, un recurso útil pueden ser los grupos de discusión en línea relacionados con su industria, donde puede hacer preguntas o ver recomendaciones de empresas como la suya.

Los concentradores de oxígeno para el hogar son unidades pequeñas y livianas que se venden para uso doméstico a través de establecimientos de suministros médicos, tiendas minoristas o en línea. Debido a que técnicamente no "producen" oxígeno, se pueden comprar con o sin receta médica.