Generador d'ozon
Un generador d'ozon o ozonizador és un dispositiu o aparat capaç de produir ozon de forma artificial. L'ozon és una forma alotrópica de l'oxigen molecular caracterisada per estar formada per tres àtoms d'oxigen (O3). La generació es produïx per transformació del oxigen atmosfèric (O2), disponible en grans cantitats. No obstant, ya que l'ozon és molt poc estable i presenta una gran tendència a formar dioxígeno (O2), molt més estable, es requerix l'ocupació d'una important cantitat d'energia molt concentrada en un menut espai, per lo que el procediment general d'obtenció d'ozon, és per mig de descàrregues elèctriques en arcs elèctrics que poden treballar en diferències de potencial d'u 20 000 V. El generador d'ozon injecta aire ambiental en la cambra de descàrregues i despuix d'una série de càrregues elèctriques, l'oxigen (O2) es transforma en ozon (O3), que ya pot ser utilisat en qualsevol de les seues múltiples aplicacions.[1] La generació d'ozon té aplicació en l'eliminació de males olors i desinfecció del aire, en el tractament i purificació d'aiguas, i en electromedicina (ozonoterapia), entre uns atres.[2]
Ozonizadores
[editar | editar còdic]L'ozon no pot ser almagasenat ni transportat ya que és molt manco estable que l'oxigen diatómico i ràpidament es descompon de forma espontànea, tornant a produir oxigen diatómico, que és la forma alotrópica més estable de l'oxigen.
- ___CHEM_0___
Com a conseqüència, cada volta que es requerix l'us de l'ozon, és necessari produir-ho en el lloc en a on serà amprat, utilisant per a això, els generadors d'ozon.
Generador de descàrrega de corona
[editar | editar còdic]
Els generadors més comuns per a la majoria d'usos industrials i personals, són els que treballen per mig del efecte corona, en freqüències que van de 600 Hz fins a 2 kHz, i en voltages que oscilen entre els 4 kV i 20 kV. Si be existixen variacions del método de descàrrega de corona de "purna calenta" per a la producció d'ozon, incloent generadors d'ozon de grau mèdic i industrial, estes unitats solen funcionar per mig d'un tubo de descàrrega de corona o una placa d'ozon.[3][4]
Generalment estos ozonizadores resulten prou rendables, puix no requerixen una font d'oxigen, aparte de l'aire ambiente, per a produir concentracions d'ozon del 3 al 6 %. El factor dominant que origina la generació d'ozon, és la temperatura del gas vector, que deu ser gelat per mig d'una corrent d'aigua; quant més freda és l'aigua, més eficaç és la síntesis del ozon. Una atra font de variabilitat en el rendiment són les fluctuacions en l'aire ambiente, pel clima o atres condicions ambientals, com la humitat, per lo que l'aire deu ser prèviament secat. Açò evita la formació de certs subproductes no desijats, com l'àcit nítric que es produïx per l'oxidació dels òxits de nitrogen produïts durant la descàrrega. En eliminar el vapor d'aigua, s'evita la formació d'àcit nítric, que a temperatura ambiente, es convertix en vapor, el qual és perillós si s'inhala. L'us d'un concentrador d'oxigen pot aumentar encara més la producció d'ozon i reduir encara més el risc de formació d'àcit nítric en eliminar no solament el vapor d'aigua, sino també la major part del nitrogen.
Atres métodos
[editar | editar còdic]Existixen atres métodos d'obtenció de l'ozon, encara que d'us més restringit. Tots ells es basen en el mateix principi en la que l'oxigen provinent de l'aire o almagasenat en un cilindre, per mig de l'aporte d'una gran energia, es conseguix trencar alguns enllaços O = O, per a formar oxigen atòmic, molt reactiu que ràpidament forma ozon en reaccionar en l'excés d'oxigen:
- ___CHEM_1___
- ___CHEM_2___
En el generador de descàrrega de corona, l'energia necessària procedix de la descàrrega elèctrica, pero també poden utilisar-se atres fonts d'energia.
Llum ultravioleta
[editar | editar còdic]Els fotons de radiació ultravioleta de llongitut d'ona inferior a 240 nm tenen suficient energia com per a trencar el doble enllaç del dioxígeno, generant àtom d'oxigen, necessaris per a produir l'ozon. El procés és similar al que es produïx en l'alta atmòsfera (estratosfera) que dona lloc a la denominada capa d'ozon.[5][6]
- ___CHEM_3___
- ___CHEM_4___
Estos generadors també aire ambiente per a la producció d'ozon, encara que no requerixen sistemes de preparació d'aire (secador d'aire o concentrador d'oxigen), per lo que solen ser menys costosos. No obstant, generalment produïxen ozon en una concentració menor que el ozonizador de descàrrega de corona, d'aproximadament 0,5 % o inferior. Una atra desventaja d'este método és que requerix que l'aire ambiente (oxigen) estiga expost a la font UV durant un temps prolongat. Açò fa que els generadors UV no siguen pràctics per al seu us en situacions que impliquen corrents d'aire o aigua en moviment ràpit (esterilisació d'aire en conductes, per eixemple). Els generadors d'ozon UV s'utilisen en piscines i spas de gran capacitat. A diferència dels generadors de descàrrega de corona, els generadors d'ozon UV no produïxen subproductes de nitrogen amoladors i funcionen excepcionalment be en ambients humits.
Plasma fret
[editar | editar còdic]Este sistema de generació d'ozon utilisa oxigen pur en lloc d'aire i produïxen una concentració màxima d'aproximadament el 24 % d'ozon. Produïxen cantitats molt majors d'ozon en un temps determinat en comparació a la producció ultravioleta. El gas passa a través d'un espai estret entre dos electrodos separats per un aïllant (vidre, cuarzo o ceràmica). Açò fragmenta la descàrrega elèctrica en mils de micro-rajos frets per segon, maximizar la producció d'ozon sense sobrecalentar el sistema. L'aïllant dielèctric s'utilisa per a distribuir uniformemente les microdescargas i evitar la formació d'arcs elèctrics.
Electrolític
[editar | editar còdic]La generació electrolítica d'ozon (EOG) disocia les molècules d'aigua en H2, O2 al mateix temps que produïx O3. En la majoria dels métodos de generació electroquímica d'ozon, l'hidrogen gaseós s'elimina, deixant oxigen i ozon com a únics productes de reacció. Per a que es genere ozon en el procés de electrólisis, és necessari amprar sobrepotenciales d'electrodo i utilisar electrodos que actuen com a catalisadors, com les membranes de titani recobert de diòxit de plom[7] o el diamant dopat en bor.[8]
Consideracions generals
[editar | editar còdic]Per l'alta reactivitat de l'ozon, solament uns pocs materials poden ser usats per a entrar en contacte en ell; entre estos estarien l'acer inoxidable 316L, el vidre, PVDF, EPDM, PVC. Les seues propietats antisépticas són d'aplicació tant a nivell domèstic com a industrial, estant demostrades i certificades per laboratoris.
Des de fa décades, gràcies a que es pot treballar en alta freqüència i a l'alvanç de l'electrònica, s'ha passat, d'utilisar grans transformadors en baixa freqüència i vàlvules, a fabricar equips d'ozon de menor tamany (ionizadores d'aire), en menor consum energètic i molt baix malbarat de calor (inferior a 60 °C), sent innecessari la refrigeració per aigua d'equips en produccions inclús superiors als 100g/h i en un preu considerablement més baix.
Des de la pandèmia de COVID-19 s'ha incrementat la seua utilisació, està sent utilisat com a método de desinfecció en diferents mijos del transport públic i atres espais d'alta concurrència de persones.Erro en la cita: Element <ref> no vàlit;
les referencies sense nom deuen de tindre contingutAlguns establiments comercials els utilisen per a produir una estància agradable i aixina atraure a la clientela.
Aplicacions
[editar | editar còdic]L'ocupació de ozonizadores està àmpliament estés ya que l'ozon té múltiples aplicacions en diversos camps de l'indústria, aixina com a nivell domèstic. L'ozon s'ampra en alguns procediments de preparació de productes farmacèutics, lubrificants sintètics i molts atres composts orgànics d'utilitat comercial, a on s'utilisa per a trencar enllaços carbono-carbono.[9]També s'ampra com blanqueante i desinfectante, per a eliminar microorganismes en l'aire i l'aigua. Molts sistemes municipals d'aigua potable eliminen les bactèries en ozon en lloc del clor, que és més comú. Pel seu alt poder oxidant, l'ozon oxida a molts dels contaminants de l'aigua sense formar composts organoclorados ni permaneix en l'aigua despuix del tractament.[10] Encara que s'ha publicitado que l'ozon a baixes concentracions té cert us desinfectante en llars, la concentració d'ozon en aire sec necessària per a conseguir un efecte ràpit i substancial sobre els patógenos presents en l'aire supera els nivells de seguritat recomanats per l'Administració de Seguritat i Salut Ocupacional (OSHA) i l'Agència de Protecció Ambiental (EPA) de EE. UU. No obstant, a nivell industrial pot utilisar-se ozon per a desinfectar quirófans o la roba en hospitals,[11] fàbriques d'aliments, residències de vells, etc. ya que per la seua acció oxidant elimina virus, bactèries, espores, fongos i males olors en llocs tancats. La seua ocupació en este sentit esta regulat, degut a que produïx irritament de la vies respiratòries d'humans i animals de sanc calenta, com les mascotes.[12] La regulació espanyola, norma UNE 400201:1994 sobre generadors d'ozon per a tractament d'aire, establix exposicions segures per baix de 100 µg/m3.[13]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Logic Clean. «Qué és un generador d'ozon i para quin servix» (en és). https://solidseo.és/#organization. Consultat el 2026-05-14.
- ↑ Cosemar Ozon. «¿En qué consistix un generador d'ozon?» (en és). Cosemar Ozon. Consultat el 2026-05-14.
- ↑ «Visual Encyclopedia of Chemical Engineering». encyclopedia.che.engin.umich.edu. Archivat des d'el original, el 2021-06-19. Consultat el 2026-05-15.
- ↑ Organic Syntheses.26
- 63.doi:10.15227/orgsyn.026.0063.Consultat el 2026-05-15.
- ↑ VanLoon, Gary W.; Duffy, Stephen J. (2005). Environmental chemistry: a global perspective, 2nd ed edició (en en), Oxford University Press, pp. 48-49. OCLC ocm60130425. ISBN 978-0-19-927499-4.
- ↑ Ozone: Science & Engineering.9(4)
- 315–334.ISSN 0191-9512.doi:10.1080/01919518708552147.Consultat el 2026-05-16.
- ↑ Journal of The Electrochemical Society.129(3)
- 506–515.ISSN 0013-4651.doi:10.1149/1.2123890.Consultat el 2026-05-16.
- ↑ Journal of The Electrochemical Society.154(4)
- E71.doi:10.1149/1.2509385.Consultat el 2026-05-16.
- ↑ (2003) Chemistry: the central science, 9. ed., student ed edició, Prentice Hall, Pearson Education. ISBN 978-0-13-066997-1.
- ↑ Manahan, Stanley E. (2007). «Cap. 5.11. Desinfecció de l'aigua», Introducció a la química ambiental, Reimpressió de la primera edició, Barcelona: Reverté Eds. [o.a.], pp. 142-143. ISBN 978-84-291-7907-1.
- ↑ Infection Control & Hospital Epidemiology.27(10)
- 1120–1122.ISSN 0899-823X.doi:10.1086/507966.Consultat el 2026-05-19.
- ↑ «Ozon i aire interior: Riscs i aplicacions en espais tancats» (en és-es). www.inbiot.es. Consultat el 2026-05-19.
- ↑ «Generadors d'ozon. Tractament d'aire. Seguritat química.». Consultat el 2026-05-19.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Generador de ozono» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.