Cómo funciona un generador de ozono con descarga de corona

¿Qué es la Descarga Corona?

La descarga corona es un proceso donde se aplica un alto voltaje a través de un gas (usualmente aire u oxígeno) para crear un pequeño y estable arco eléctrico. Este arco no completa completamente el puente entre los electrodos, pero ioniza el gas en su área inmediata, creando un plasma. Este plasma contiene electrones altamente energéticos capaces de dividir moléculas de oxígeno (O₂) en átomos de oxígeno individuales.

Cómo se Forma el Ozono

La reacción química básica para la formación de ozono es:

Esto es lo que ocurre dentro de un generador de ozono por descarga corona:

1. Suministro de Oxígeno: El generador toma aire seco o oxígeno puro. Se evita la humedad porque el agua puede interferir con la formación de ozono y dañar el generador.

2. Aplicación de Alto Voltaje: Se aplica un AC de alto voltaje o DC pulsado a través de electrodos separados por un material dieléctrico (usualmente vidrio, cerámica o teflón). Esto crea la descarga corona.

3. División Molecular: Electrones energéticos en la corona chocan con moléculas de O₂, dividiéndolas en átomos de oxígeno individuales (O).

4. Formación de Ozono: Estos átomos de oxígeno libres reaccionan rápidamente con moléculas de O₂ intactas para formar ozono (O₃).

5. Salida de Ozono: El gas enriquecido con ozono sale del generador y se entrega a la aplicación deseada, como un conducto de aire, tanque de agua o cámara de esterilización.

Componentes Clave de un Generador de Ozono por Descarga Corona

• Tubo o Placa Dieléctrica: Aísla el alto voltaje y ayuda a sostener una descarga corona uniforme.

• Transformador de Alto Voltaje: Proporciona la energía necesaria para generar la corona.

• Electrodos: Usualmente placas o varillas de metal, donde uno está conectado a alto voltaje y el otro a tierra.

• Fuente de Oxígeno: Aire seco u oxígeno puro asegura una eficiente producción de ozono. Oxígeno casi puro es producido por un generador de oxígeno incorporado en las máquinas Waboost.

• Sistema de Enfriamiento: La generación de ozono produce calor, y el enfriamiento ayuda a mantener la eficiencia y previene la descomposición del ozono de vuelta a oxígeno.

Eficiencia de Conversión y Por Qué Usamos Oxígeno

La eficiencia de la generación de ozono, a menudo llamada eficiencia de conversión, depende de cuántas moléculas de O₂ se convierten exitosamente en O₃. Usar oxígeno puro en lugar de aire ambiente mejora significativamente esta eficiencia porque el nitrógeno y otros gases en el aire absorben energía sin formar ozono, reduciendo la producción. Al alimentar el generador con oxígeno concentrado de un generador de oxígeno, logramos concentraciones más altas de ozono con menos energía, haciendo el sistema más efectivo y rentable. Esto es especialmente importante para aplicaciones industriales donde se requiere una alta producción de ozono para el tratamiento de agua.

Eficiencia de Conversión Típica

En los sistemas prácticos de descarga corona, la eficiencia de conversión generalmente varía entre 10% y 16% cuando se usa oxígeno puro. Esto significa que aproximadamente una quinta parte de las moléculas de oxígeno se convierten en ozono bajo condiciones óptimas. La eficiencia se ve afectada por factores como la tasa de flujo de gas, humedad, temperatura, voltaje aplicado y diseño del electrodo. Operar a temperaturas más bajas y con oxígeno seco maximiza el rendimiento de ozono, por lo que los generadores de oxígeno son preferidos para aplicaciones de alto rendimiento.

Ventajas de la Descarga Corona

• Puede operar continuamente por largos períodos.

• Más eficiente energéticamente comparado con la generación de ozono por UV para sistemas más grandes.

• Escalable para uso industrial o comercial.