¿Qué es una Botella Dewar?
Las botellas Dewar son recipientes isotérmicos. James Dewar empezó a utilizar en 1982.
En japonés, a veces se denominan botellas Dewar o botellas Jewar. Son las precursoras de las “botellas termo” y las “botellas de agua termo” de las que oímos hablar a menudo en la vida cotidiana y tienen una construcción similar.
Las botellas Dewar tienen tres estructuras distintivas que les permiten retener el frío o el calor hasta una hora.
- Las dos paredes que componen el recipiente
- Una capa de vacío entre las dos paredes
- Las paredes enfrentadas a la capa de vacío bloquean la radiación térmica por reflexión
- Usos de las botellas Dewar.
Las botellas Dewar se utilizan como recipientes para nitrógeno líquido a temperaturas que oscilan entre los 200 °C bajo cero y el aceite de baño de aceite a casi 300 °C, ya que tienen un excelente aislamiento tanto a bajas como a altas temperaturas. Se utilizan principalmente para experimentos químicos y para almacenar y transportar temporalmente refrigerantes.
Concretamente, en los ensayos de almacenamiento térmico del BAM (Instituto Federal Alemán de Ensayo de Materiales). Las propiedades de retención del calor se utilizan para determinar los peligros de almacenar sustancias con propiedades autorreactivas. También se han incluido protocolos para que esta prueba utilice frascos Dewar.
Los frascos Dewar suelen ser de acero inoxidable, pero en los últimos años también se han desarrollado frascos Dewar de vidrio transparente que permiten observar el interior del recipiente. Existe una amplia gama de tipos, incluidos los que tienen una boca más ancha para facilitar el trabajo dentro de la botella Dewar, y los que tienen una boca más pequeña para evitar en lo posible la evaporación del contenido.
Principio de la Botella Dewar
Las botellas Dewar tienen una capa de vacío que bloquea la transferencia de calor, por lo que presentan propiedades de aislamiento térmico. Existen tres elementos de la transferencia de calor, conocidos como los “tres principios de la transferencia de calor.
1. Transferencia de Calor
Las moléculas están constantemente en movimiento molecular, y este movimiento molecular es más intenso a temperaturas más altas. El movimiento molecular, que vibra violentamente a altas temperaturas, se transmite a las moléculas vecinas una tras otra en un intento de mantener el equilibrio, lo que se conoce como conducción del calor.
2. Convección
Cuando los gases y los líquidos se calientan, sus movimientos moleculares se hacen más intensos y su densidad disminuye. La circulación y el movimiento de gases y líquidos en un intento de mantener el equilibrio de densidad se denomina convección.
3. Radiación Térmica
La radiación térmica es la transferencia de calor por transmisión de ondas electromagnéticas y no por movimiento molecular.
En el vacío no hay moléculas (en sentido estricto, cantidades pequeñas pero despreciables de moléculas), por lo que la conducción y la convección del calor se ven obstaculizadas por la capa de vacío entre las dos paredes de la botella Dewar. Sin embargo, la radiación térmica sigue produciéndose incluso en el vacío.
Para evitar que la radiación térmica se transfiera al exterior del recipiente, el interior de las dos paredes que intercalan el vacío tiene un acabado de espejo, y la radiación electromagnética se refleja en la superficie del espejo, manteniendo así la temperatura en el interior del recipiente.
Más Información sobre las Botellas Dewar
Precauciones al utilizar Botellas Dewar
En el pasado se han producido muchos accidentes con las botellas Dewar y otros recipientes para mantener frío el nitrógeno líquido, por lo que deben utilizarse con mucho cuidado.
- Nunca tape las botellas Dewar
Si se coloca una tapa en una botella Dewar cuando se utiliza nitrógeno líquido u otros líquidos, existe el riesgo de que el agua del aire se congele en el hueco entre la tapa y la botella, provocando una explosión importante. - Utilice Guantes de Cuero
Se recomienda el uso de guantes de cuero durante la carga y descarga de nitrógeno líquido dentro y fuera de los frascos Dewar. Con otros guantes, si el nitrógeno líquido entra en contacto con las manos, los guantes y las manos pueden pegarse y resultar imposible quitárselos. - Asegúrese de que estar Alertado
Si un frasco Dewar que contiene nitrógeno líquido se vuelca accidentalmente y el nitrógeno líquido se esparce por el suelo, existe riesgo de asfixia, ya que el nitrógeno líquido se evapora rápidamente, ocupando la mayor parte del aire de la habitación. Si se vuelca una botella Dewar, es importante salir inmediatamente de la habitación o ventilarla a fondo. Incluso si está vacía por dentro, el interior de la botella Dewar puede haberse dañado al volcarse y pueden haberse producido grietas, por lo que debe procederse a su mantenimiento.