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Publicado: 2014-12-26

Combusti贸n en Microgravedad

Investigaci贸n busca determinar c贸mo ocurre este proceso en distintos materiales y en condiciones de gravedad reducida o en un ambiente completamente confinado. Por Dr. Andr茅s Fuentes, Energy Conversion & Combustion Group del Departamento de Industrias de la Universidad T茅cnica Federico Santa Mar铆a.

Determinar c贸mo ocurre la combusti贸n de distintos materiales en condiciones de gravedad reducida o en un ambiente completamente confinado, es el principal objetivo de esta investigaci贸n desarrollada por el Energy Conversion & Combustion Group, EC2G, del Departamento de Industrias y que busca convertirse en una alternativa para prevenir los incendios que se generan en naves o instalaciones espaciales.聽聽聽聽聽

El inter茅s por abordar este tipo de tem谩ticas nace luego del incendio ocurrido en la estaci贸n especial MIR. A ra铆z de esto, la Administraci贸n Nacional de la Aeron谩utica y del Espacio (NASA), y la Agencia Europea del Espacio (ESA), buscan determinar las causas reales de este siniestro, dado que los materiales presentes en la nave fueron testeados para no ser inflamables. No obstante, los primeros resultados de las pesquisas de inmediato determinaron que las pruebas realizadas a dichos materiales no fueron las adecuadas, en virtud que los testeos fueron realizados en gravedad normal.

El contar con condiciones de gravedad reducida o con un ambiente completamente confinado, se traduce en que la llama se propague de manera distinta, provocando adem谩s que la tasa de oxigeno disponible en el momento que ocurre la combusti贸n se reduzca dr谩sticamente. Es importante destacar tambi茅n que este tipo de procesos ocurre a escalas de movimiento bastante peque帽as y que son inaccesibles con los actuales sistemas de diagn贸stico, no obstante la ausencia de gravedad es el escenario ideal para el estudio de la combusti贸n, ya que permite hacerlo de forma m谩s precisa.聽聽聽聽

Para tratar de determinar c贸mo ocurre la combusti贸n en gravedad reducida, el primer paso es recrear condiciones donde la gravedad sea nula, sin embargo existen muy pocos dispositivos para lograr aquello. Entre las alternativas que se disponen en la actualidad 鈥揳unque son muy poco accesibles鈥, destacan experimentos en la Estaci贸n Espacial Internacional, ISS, la utilizaci贸n de veh铆culos que trasladan pertrechos espaciales o un cohete sonda, adem谩s de una torre de ca铆da libre en la que se debe generar el vac铆o que permita recrear condiciones de microgravedad excepcionales.

En el caso de esta investigaci贸n, se recrean condiciones de gravedad reducida a trav茅s de vuelos parab贸licos, t茅cnica que se puede resumir en el desarrollo controlado de una par谩bola que comienza a una altura aproximada de 6.000 metros de altitud para terminar en 8.500, en un avi贸n de gran envergadura y especialmente adaptado para llevar a cabo experimentos en su interior (www.novespace.fr).

Durante cada par谩bola los pilotos e ingenieros a cargo de la maniobra se preocupan de anular todas las fuerzas ejercidas sobre la aeronave dejando presente solo el peso del avi贸n, logrando con esto que se encuentre en ca铆da libre y en consecuencia se recrean solamente 22 segundos de microgravedad, pero suficientes para realizar al menos un experimento de combusti贸n.

Distintas investigaciones en torno a este tema, revelan adem谩s que uno de los elementos que favorece la propagaci贸n de un incendio es la radiaci贸n que emite la llama y que se debe principalmente a las nanopart铆culas s贸lidas y calientes que se generan en su interior y que se conocen con el nombre de holl铆n.

En base a lo anterior, es que el presente estudio se centr贸 en analizar c贸mo se formaba el holl铆n al interior de este tipo de llama y c贸mo su radiaci贸n es liberada por la zona de combusti贸n, generando de paso un modelo f铆sico que permite comprender c贸mo este holl铆n se forma y oxida, y, adem谩s, c贸mo libera energ铆a por radiaci贸n e interact煤a con el mismo combustible que se est谩 quemando.

Actualmente, en el seno del EC2G, se est谩n desarrollando modelos num茅ricos cuyos resultados son comparados con los datos experimentales recopilados en m谩s de 1.500 par谩bolas realizadas por integrantes del grupo a bordo del avi贸n A300 Zero-G de Novespace.

Es importante destacar tambi茅n que la NASA y la ESA est谩n sumamente atentas a los avances de esta investigaci贸n dado que particularmente se estudia una configuraci贸n de combusti贸n que por ahora es la m谩s representativa de un incendio en condiciones de gravedad nula.

Por Dr. Andr茅s Fuentes, Energy Conversion & Combustion Group del Departamento de Industrias de la Universidad T茅cnica Federico Santa Mar铆a.

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