30 nov. 2011

Comportamiento del fuego en el espacio. Experimento FLEX.


En la Tierra, cuando se desata un incendio se recurre al agua o a productos químicos para sofocarlo. En el espacio, dentro de un módulo o en una estación espacial, las cosas se pueden complicar muchísimo y poner en riesgo inmediato la vida de los tripulantes.
En el espacio, donde no hay arriba o abajo, las llamas se comportan de manera poco convencional. Y cuando el mundo entero es del tamaño de una casa de cinco dormitorios, como la Estación Espacial Internacional, extinguir un pequeño foco ígneo con rapidez puede ser la diferencia entre la vida o la muerte.
Desde marzo de 2009, un experimento de la NASA llamado Flame Extinguishment Experiment o FLEX, ha realizado más de 200 pruebas para comprender mejor los fundamentos de las llamas y la mejor manera de suprimir el fuego en el espacio. La investigación está en curso en la estación espacial.

El investigador principal, Forman Williams, de la Universidad de California en San Diego, dijo: "los experimentos se utilizan para verificar los modelos numéricos, y permiten calcular la quema bajo diferentes condiciones."

Cuando se quema un fuego en la Tierra, los gases calientes ascienden dejando un lugar libre en la base de la llama (donde se encuentran los combustibles) para que el oxígeno ingrese y continúe la combustión.

En el espacio, los gases calientes no se elevan, y es la difusión molecular la que impulsa el comportamiento del fuego.

"En el espacio de difusión molecular transporta el comburente (oxígeno) hacia las sustancias combustibles y de esta manera la combustión se hace más lenta, cerca de 100 veces más lenta que el flujo de empuje en la Tierra”, dijo Dan Dietrich, científico del proyecto, NASA's Glenn Research Center.

Para comprender cómo se comportan las llamas en el espacio, los investigadores del FLEX encienden una pequeña gota de combustible cualquiera (algún heptano o metanol, por ejemplo). Como esta pequeña gota se enciende en toda su superficie, se quema en unos 20 segunds ardiendo de forma esféricamente simétrica. La gota pierde volumen y se reduce hasta que la llama se apague o el combustible se agote.

"Hasta ahora lo más sorprendente que hemos observado es que una gota de heptano se continúa quemando tras la extinción de la llama, en ciertas condiciones. En la actualidad, esto es totalmente inexplicable", dijo Williams, quien ha estudiado la combustión desde hace más de 50 años.

"Hay dos elementos que se representan en el experimento de FLEX. Tanto la exploración de la investigación impulsada por la seguridad contra incendios, como la investigación de las ciencias más fundamentales", dijo Dietrich.

"Como un estudiante de Princeton, vi en un curso de postgrado las ecuaciones de conservación en las combustiones y me di cuenta de que estas ecuaciones eran lo suficientemente complejas como para que me ocupen el resto de mi vida", dijo Williams. "Hay muchas cosas que desconocemos en la actualidad sobre los procesos de la combustión, las cuales esperan ser revelados en el futuro a partir de los experimentos científicos."

Cuanto más entendamos la física de la combustión, mejor se podrán controlar los procesos de diseño y eficiencia energéticos.

Fuente: Science Daily

No hay comentarios: