estudio y caracterización de un plasma de microondas a presión ...

Capítulo 4
Recientes publicaciones científicas presentan a los plasmas como una eficaz
alternativa para el tratamiento de residuos [4]. Un plasma es un medio energético en el
que podemos encontrar átomos neutros, electrones, iones, fotones y moléculas
interactuando entre sí. Los plasmas pueden ser clasificados en dos amplios grupos:
plasmas fríos o plasmas no térmicos (non-thermal plasmas) y plasmas calientes o
plasmas térmicos (thermal plasmas). Los plasmas de arco y los plasmas acoplados por
inducción a presión atmosférica (ICPs) son ejemplos típicos de este primer tipo. La
eficiencia de destrucción de los plasmas térmicos, como ocurre en los procesos de
combustión de un incinerador, depende de la generación de temperaturas lo
suficientemente altas para producir y propagar radicales libres como OH, H, O etc., que
se sabe son capaces de romper eficientemente enlaces de especies orgánicas. Son
necesarias muy altas temperaturas para conseguir una combustión efectiva, y esto
requiere combustible en el caso de los incineradores o una alimentación importante de
energía eléctrica en el caso de los plasmas térmicos.
Los plasmas no térmicos son un camino alternativo para crear especies altamente
reactivas. En estos plasmas los electrones son acelerados por el campo eléctrico
impuesto, transfiriendo su energía por medio de colisiones elásticas e inelásticas con
moléculas neutras. Las reacciones que tienen lugar bajo estas condiciones están lejos del
equilibrio termodinámico dando lugar a velocidades cinéticas de destrucción asociadas
con la temperatura electrónica (10.000-20.000 K) mientras que el gas neutro permanece
a muy inferior temperatura, que puede oscilar entre valores próximos a la temperatura
ambiental y los 4000 K. Este mecanismo concentra la energía incidente en la producción
de radicales y especies atómicas y moleculares excitadas. Por tanto la temperatura del
gas no es tan determinante en el proceso, aunque también lo favorezca.
En concreto, los plasmas de tipo antorcha que se proponen son un ejemplo de
plasmas no térmicos producidos a presión atmosférica y sin necesidad de confinamiento
de la llama. Esto los hace más versátiles que otros aplicadores de plasma en el ámbito
del tratamiento de residuos, pudiendo la temperatura del gas alcanzar valores de entre
1500 y 3500 K.
El método objeto de la invención pretende ser utilizado para eliminar, empleando
plasmas tipo antorcha a presión atmosférica, compuestos orgánicos volátiles gaseosos y
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