Posibles aplicaciones de un nuevo y asombroso tipo de combustión con llamas frías
Sábado 02 de
Agosto 2014
Si bien el fuego nos ha calentado y ha cocinado nuestra comida durante miles de años, aún mantiene misterios que pueden sorprendernos. El descubrimiento, por un equipo internacional de investigadores, de un nuevo tipo de combustión con llamas frías, podría llevar a motores de automóvil más limpios y eficientes, según las conclusiones de su más reciente estudio. El descubrimiento se realizó durante una serie de experimentos en la Estación Espacial Internacional, por un equipo liderado por Forman Williams, de la Escuela Jacobs de Ingeniería en la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos. Lo asombroso del hallazgo queda bien reflejado en las palabras de Williams: “Observamos algo que no pensábamos que pudiera existir”.
Una mejor comprensión de la química de las llamas frías podría ayudar a mejorar los motores de combustión interna de los automóviles, consiguiendo, por ejemplo, motores que a igual eficiencia que los actuales quemen combustible a temperaturas más bajas, emitiendo menos compuestos contaminantes tales como el hollín o los NOx (óxidos de nitrógeno).
Durante los experimentos, los investigadores encendieron grandes gotas de un combustible, heptano. Al principio, tras la ignición inicial, pareció que las llamas ya se habían extinguido, justo como lo habrían hecho en la Tierra. Pero los sensores mostraron que el heptano aún estaba ardiendo, aunque las llamas frías resultantes eran invisibles a ojo desnudo.
Las llamas frías se manifestaron en un amplio abanico de entornos, incluyendo aire similar al de la atmósfera de la Tierra, y atmósferas diluidas con nitrógeno, dióxido de carbono y helio. La reacción de combustión resultante crea productos tóxicos, tales como monóxido de carbono y formaldehído.
Los investigadores creen que las llamas frías son el resultado de reacciones químicas elementales que no tienen tiempo de desarrollarse alrededor de gotas de combustible en la Tierra, donde sólo pueden existir durante un período muy corto de tiempo.
La diferencia entre la Tierra y la estación espacial es la flotabilidad. Cuando las gotas de combustible arden en nuestro planeta, la flotabilidad limita la cantidad de tiempo que los gases pueden permanecer alrededor de la zona de alta temperatura junto a las gotas. Así que no hay bastante tiempo para que la química de las gotas sostenga a las llamas frías. Pero en microgravedad, no existe esta limitación de la flotabilidad, de manera que hay tiempo suficiente para que los gases se queden alrededor de las gotas y para que se desarrolle esa química.
El reto para aprovechar el fenómeno en futuras aplicaciones será conseguir la mezcla adecuada de combustibles para generar esta combustión de llamas frías aquí en la Tierra. A fin de investigar esta cuestión, la NASA está planeando una nueva serie de experimentos, que se iniciarán el próximo invierno y continuarán durante aproximadamente un año.
Una llama fría es aquella que quema a unos 600 grados centígrados. Puede parecer engañoso calificar de “frías” a llamas de 600 grados, pero hay que tener en cuenta que la temperatura de una simple llama de vela vulgar es de unos 1400 grados centígrados, por lo que una llama de 600 grados es claramente anormal.
Durante los experimentos, los investigadores encendieron grandes gotas de un combustible, heptano. Al principio, tras la ignición inicial, pareció que las llamas ya se habían extinguido, justo como lo habrían hecho en la Tierra. Pero los sensores mostraron que el heptano aún estaba ardiendo, aunque las llamas frías resultantes eran invisibles a ojo desnudo.
Las llamas frías se manifestaron en un amplio abanico de entornos, incluyendo aire similar al de la atmósfera de la Tierra, y atmósferas diluidas con nitrógeno, dióxido de carbono y helio. La reacción de combustión resultante crea productos tóxicos, tales como monóxido de carbono y formaldehído.
Los investigadores creen que las llamas frías son el resultado de reacciones químicas elementales que no tienen tiempo de desarrollarse alrededor de gotas de combustible en la Tierra, donde sólo pueden existir durante un período muy corto de tiempo.
La diferencia entre la Tierra y la estación espacial es la flotabilidad. Cuando las gotas de combustible arden en nuestro planeta, la flotabilidad limita la cantidad de tiempo que los gases pueden permanecer alrededor de la zona de alta temperatura junto a las gotas. Así que no hay bastante tiempo para que la química de las gotas sostenga a las llamas frías. Pero en microgravedad, no existe esta limitación de la flotabilidad, de manera que hay tiempo suficiente para que los gases se queden alrededor de las gotas y para que se desarrolle esa química.
El reto para aprovechar el fenómeno en futuras aplicaciones será conseguir la mezcla adecuada de combustibles para generar esta combustión de llamas frías aquí en la Tierra. A fin de investigar esta cuestión, la NASA está planeando una nueva serie de experimentos, que se iniciarán el próximo invierno y continuarán durante aproximadamente un año.
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Con información de
noticiasdelaciencia.com
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