Durante miles de años, la gente ha estado mezclando el aire rico en oxígeno de la Tierra con una variedad casi infinita de combustibles para producir una llama luminosa caliente. Hay un arco para aprender acerca de la combustión, que se extiende desde las primeras fogatas de los humanos primitivos a los automóviles de carreras más avanzados por las autopistas del siglo 21. Los ingenieros estudian la quema para producir motores de combustión interna mejor, químicos asoman en llamas en busca de reacciones exóticas; chefs experimentan con fuego para cocinar la comida mejor.
Se podría pensar que no hay mucho más que aprender.El Dr. Forman A. Williams, profesor de física en la Universidad de California en San Diego, no estaría de acuerdo. "Cuando se trata de disparar", dice, "que es sólo el principio."
Las llamas son difíciles de entender porque son complicadas. En una llama de una vela ordinaria,hay miles de reacciones químicas. Moléculas de hidrocarburos de la mecha se vaporizan agrietados por el calor. Se combinan con el oxígeno para producir luz, calor, CO 2 y agua. Algunos de los fragmentos de hidrocarburos formar moléculas en forma de anillo llamados hidrocarburos aromáticos policíclicos y, finalmente, el hollín. Las partículas de hollín pueden quemarse a sí mismos o simplemente alejarse como el humo. La forma de lágrima familiar de la llama es un efecto causado por la gravedad. El aire caliente asciende y toma aire fresco fresco detrás de él. Esto se llama flotabilidad y es lo que hace que la llama se dispare y parpadee.
¿Pero qué sucede cuando la luz de una vela, por ejemplo, en la Estación Espacial Internacional (ISS)?."En microgravedad, las llamas queman diferente-se forman pequeñas esferas", dice Williams.
Esferas llameantes en la ISS resultan ser maravillosos mini-laboratorio para la investigación de combustión. A diferencia de las llamas en la Tierra, que se expanden con avidez cuando necesitan más combustible, las bolas de fuego permiten que el oxígeno llegue a ellos. El oxígeno y el combustible se combinan en una zona estrecha en la superficie de la esfera, no aquí y allá a lo largo de la llama. Es un sistema mucho más simple.
Recientemente, Williams y sus colegas estaban haciendo un experimento ISS llamado "FLEX" para aprender cómo apagar incendios en microgravedad cuando se encontraron con algo extraño. Pequeñas gotas de heptano ardían dentro de la cámara de combustión FLEX. Tal como estaba previsto, las llamas se apagaron, pero inesperadamente las gotas de combustible continuaron ardiendo.
"Eso es cierto-que parecían estar ardiendo sin llamas", dice Williams. "Al principio no creíamos ".De hecho, Williams cree que las llamas están ahí, demasiado débiles para verse. "Estas son las llamas frías", explica.
En las ordinarias, el fuego quema a visibles altas temperatura entre 1500K y 2000K. Bolas de fuego Heptano en la ISS comenzaron en este régimen el "fuego caliente". Pero como las bolas de fuego se enfriaron y comenzaron a salir, un tipo diferente de la quema se hizo cargo.
"Las llamas arden a una temperatura relativamente baja de 500K a 800K," dice Williams. "Y su química es completamente diferente. Llamas normales producen hollín, CO 2 y agua. Enfriando las llamas producen monóxido de carbono y formaldehído. "
Llamas frías similares se han producido en la Tierra, pero el parpadeo es casi de inmediato. En la ISS, sin embargo, las llamas frías pueden quemar durante largos minutos.
"Hay implicaciones prácticas de estos resultados", señala Williams. "Por ejemplo, podrían conducir a la ignición de automóviles más limpios."
Una de las ideas que las empresas de automóviles han trabajado durante años es HCCI - abreviatura de "encendido por compresión de carga homogénea." En el cilindro de automóvil en lugar de una chispa habría unos, menos contaminantes procesos de combustión más suave en toda la cámara.
"La química de HCCI implica una llama química genial", dice Williams. "El control adicional se obtiene de la quema de estado estacionario en la ISS y nos dará valores químicos más precisos para este tipo de investigación."
Acaba de empezar, por cierto..http://science.nasa.gov/
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