La oxidación a alta presión

La oxidación a alta presión (HiPox) recibe el nombre técnico de sistema de pirosíntesis del agua y genera vapor de agua mediante la reacción de hidrógeno y oxígeno ultrapuros. El vapor de agua se bombea después a una cámara de alta presión y se presuriza a 10 atmósferas, lo que acelera el proceso de oxidación húmeda. También puede utilizarse agua desionizada como fuente de vapor de agua.

La oxidación pirofórica

La oxidación pirofórica consiste en la introducción y combustión de una mezcla gaseosa hidrógeno/oxígeno. Estos sistemas se denominan en general sistemas de hidrógeno quemado o de antorcha. El vapor de agua se produce cuando por el extremo de entrada del tubo se introducen las cantidades adecuadas de hidrógeno y oxígeno y se deja que reaccionen. Es preciso controlar la mezcla con precisión para garantizar una combustión correcta y evitar la acumulación de gas hidrógeno explosivo.

Oxidación húmeda

Cuando el agente oxidante es el agua, se suelen utilizar cuatro métodos para introducir vapor de agua—pirofórico, alta presión, borboteador e instantáneo. Las reacciones químicas básicas son:

Pirofórico y alta presión: Si + 2O2 + 2 H2 ® SiO2 + 2H2O 

 Instantáneo y borboteador: Si + 2H2O ® SiO2 + 2H2

 

Oxidación seca

Antes de ser sometidas a oxidación, las obleas de silicio se limpian con un detergente diluido en agua y se enjuagan con xileno, alcohol isopropílico u otros disolventes. Las obleas limpias se secan, se cargan en un soporte de obleas de cuarzo denominado bote y se depositan en el extremo del operador (extremo de carga) del tubo o celda del horno de difusión de cuarzo. El extremo de entrada del tubo (extremo fuente) suministra oxígeno de gran pureza o una mezcla de oxígeno y nitrógeno. El flujo del oxígeno “seco” al interior del tubo de cuarzo se controla para garantizar que exista un exceso de oxígeno que facilite el crecimiento del dióxido de silicio sobre la superficie de la oblea de silicio. La reacción química básica es:

Si + O2 ® SiO2

Procesos de fabricación (II)

Los electró litos que se utilizan en muchas baterías contienen hidró xido de potasio, que es un material corrosivo. El aislamiento y la protección cutá nea y ocular son precauciones convenientes. Tambié n puede haber exposició n a las partículas de metales tó xicos, como el ó xido de cadmio, el mercurio, el óxido de mercurio, el níquel y sus compuestos y el litio y sus compuestos, que se utilizan como á nodos o cá todos en deter- minados tipos de baterías. La batería de acumuladores de plomo-ácido, también conocida como “acumulador de plomo”, entrañ a riesgos considerables de exposición al plomo y se trata específicamente en el artículo titulado “Fabricación de acumula- dores de plomo”.

El litio es un metal muy reactivo, por lo que el montaje de pilas de litio ha de realizarse en un ambiente seco a fin de evitar que el litio reaccione con el vapor de agua. El dió xido de azufre y el cloruro de tionilo, utilizados en algunas pilas de litio, comportan riesgos respiratorios. El hidrógeno, gas utilizado en las pilas de níquel-hidró geno, comporta riesgos de incendio y explosión. Estos materiales, así como los que se utilicen en las pilas de nuevo diseñ o, requerirán precauciones especiales.

Procesos de fabricación (I)

Aunque existen claras diferencias en la fabricación de los diferentes tipos de baterías, tienen en comú n los procesos de pesaje, trituració n, mezcla, compresió n y secado de los ingredientes. En las modernas fá bricas de baterías, muchas de estas operaciones se hacen en recintos aislados (con equipos hermé ticos) y está n muy automatizadas. Por consiguiente, puede producirse exposició n de los trabajadores a los diversos ingredientes durante su pesaje y carga y durante la limpieza de los equipos.

En las fá bricas má s antiguas, muchas de las operaciones de trituració n, mezcla y otras, o bien el paso de los ingredientes de una etapa a otra del proceso, se realizan manualmente. En estos casos, el riesgo de inhalació n de polvo o de contacto cutá neo con sustancias corrosivas es alto. Entre las precauciones que deben tomarse en las operaciones que producen polvo cabe citar el aislamiento total y la mecanizació n de la manipulació n y el pesaje de los distintos tipos de polvo, el empleo de ventilació n aspirante local, la limpieza diaria (fregar y/o aspirar) de los suelos y la utilización de mascarillas respiratorias y otros equipos de protecció n individual durante las operaciones de mantenimiento.

El ruido tambié n supone un riesgo, ya que las má quinas de compresió n y empaquetado lo producen. Es esencial que existan mé todos de control del ruido y programas de conservació n de la capacidad auditiva.

PILAS Y BATERIAS (II)

La batería secundaria clá sica es la de acumuladores de plomo, que se emplea mucho en la industria del transporte, así como en las centrales elé ctricas y en la industria. Linternas, cepillos de dientes, herramientas recargables a pilas y similares consti- tuyen un nuevo mercado para este tipo de pila. Las secundarias de níquel-cadmio está n adquiriendo mayor popularidad, sobre todo como pilas de bolsillo para iluminació n de emergencia, arranques de motores diesel y aplicaciones estacionarias y de tracció n, en las que las características de fiabilidad, larga dura- ció n, frecuente recargabilidad y rendimiento a baja temperatura compensan su coste adicional.
Las baterías recargables que se está n elaborando para su apli- cació n en vehículos elé ctricos utilizan litio-sulfuro ferroso, zinc- En la Tabla 81.1 se indica la composició n de muchas baterías corrientes.