El misterio de las centellas (1329)

El misterio de las centellas (1329)

¿Puede una vela arder en microgravedad?

La llama de la vela ha fascinado a los científicos durante más de trescientos cincuenta años [1]. Hasta las pruebas basadas en transbordadores, el tiempo experimental de gravedad reducida se limitaba a 2.2 y 5.2 segundos en torres de caída (10-5 g) o 5-10 segundos en aviones (flotando libremente a aproximadamente 10-3 g). Pruebas informadas anteriormente [2, 3] mostraron que en gravedad reducida, las llamas de las velas son de baja potencia, baja temperatura, azules y esféricas, excepto en una región cercana a la base que se apaga. Ninguna de las investigaciones anteriores informó extinción en los tiempos de prueba disponibles. Aquí informamos sobre el comportamiento de la llama de una vela en microgravedad (es decir, en ausencia de una convección flotante significativa), determinada en una instalación llamada guantera a bordo del STS-50 (el primer laboratorio de microgravedad de los Estados Unidos, USML-1) que voló en junio/julio de 1992. Está previsto que se realicen más investigaciones a bordo de la estación espacial rusa Mir en marzo y abril de 1996.

Esta investigación buscó proporcionar alguna evidencia experimental para responder a la pregunta más común: «¿Arderá una vela indefinidamente (o de manera constante) en gravedad cero en un gran volumen de aire en reposo?» Este tipo de preguntas se hacen a menudo porque una mayor acumulación de productos de combustión en ausencia de flotabilidad tiende a hacer que la vela sea menos inflamable. La teoría clásica de una llama de difusión de forma esférica, sin embargo, muestra que la combustión constante es posible en ausencia de flotabilidad si la cinética química es lo suficientemente rápida. Para probar experimentalmente la inflamabilidad de las velas en el aire en gravedad cero, se requiere una prueba de larga duración porque la mecha y las fases sólida y líquida necesitan un tiempo considerable para alcanzar sus estados estacionarios. Desafortunadamente, el agotamiento del oxígeno ambiental complica la prueba.

Se realizaron alrededor de diez pruebas de llama de una sola vela. Algunas llamas alcanzaron un estado estable con respecto tanto al diámetro como a la altura, y para algunas, tanto el diámetro como la altura de la llama cambiaron continuamente. La extinción ocurrió entre 40 y 60 segundos para todas las llamas excepto una. La estimación apoya la noción de que la extinción de la llama fue causada por el agotamiento del oxígeno [dentro de la guantera]. Por lo tanto, una sola llama de vela puede sobrevivir indefinidamente en gravedad cero en el aire en un volumen de aire ambiental en reposo lo suficientemente grande. Esta conclusión, sin duda, se llega a través de la inferencia, más que a través de la demostración experimental.

Texto original de DL Dietrich (Sverdrup Technology Inc., grupo LeRC), HD Ross (Centro de Investigación Lewis de la NASA), JS T’ien (Universidad Case Western Reserve); enviado a los grupos de noticias de USENET como respuesta a las preguntas frecuentes sobre las llamas de las velas en microgravedad por David M. DeFelice, NASA Lewis.

REFERENCIAS

1. Birch, Th. «The History of the Royal Society of London», London (1757).

2. Carleton, F. and Weinberg, F. «Nature» 330, 635-636 (1988).

3. Ross, H., T’ien, J. and Sotos, R. «Combust. Sci. Tech.», 75, 155-160 (1991).

Para obtener más información sobre este experimento y otros experimentos relacionados con combustión o fluidos, visite el servidor de publicaciones y experimentos de fluidos y combustión de microgravedad. Se encuentran disponibles resúmenes de artículos y otra información bibliográfica.

https://web.archive.org/web/19971008221137/http://zeta.lerc.nasa.gov/expr2/cfmfaq.htm

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.