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¿Qué ocurre durante una explosión de gas?

Un proyecto financiado por la Unión Europea se dedicó a modelar el movimiento de explosiones de gas alrededor de obstáculos. Mediante una combinación de disciplinas científicas, el estudio determinó con precisión los complejos procesos relativos al hidrógeno y el gas natural.
¿Qué ocurre durante una explosión de gas?
La detonación de una nube de gas inflamable representa toda una gama extremadamente compleja de fenómenos físico-químicos que se produce con gran rapidez, lo que dificulta considerablemente conocer con precisión qué ocurre exactamente.

Para saber más al respecto, se puso en marcha el proyecto financiado con fondos europeos DETONATION (Advanced numerical study of flame acceleration and detonation in vapour cloud explosions), que se dedicó a modelar los complejos procesos relacionados con la aceleración de llama y difundir ese conocimiento en Europa. Más concretamente, el modelo se centró en la trayectoria que sigue la llama para sortear uno y varios obstáculos. El estudio, amparado en el Séptimo Programa Marco (7PM), subprograma de becas internacionales de entrada (IIF) Marie Curie, tuvo una duración de dos años hasta su conclusión en julio de 2013, fecha en que se habían completado los objetivos fijados.

En primer lugar, el equipo responsable del estudio ideó una técnica para modelar a gran escala la combustión y la explosión del hidrógeno, método que combina química de una sola etapa y parámetros del flujo de aire. Además de la combustión, el modelo incorpora la interacción del gas que explota con los obstáculos en espacios abiertos mediante la utilización de un código modificado «OpenFOAM». En el estudio también se simuló la propagación de una onda de detonación en varios entornos físicos, entre ellos tubos en U y una capa plana semi-confinada.

El modelo desarrollado para el hidrógeno mostró buena concordancia con las mediciones realizadas en los ensayos. Los trabajos realizados sentaron las bases para el desarrollo de un modelo químico a gran escala. Se desarrolló una versión modificada para el gas natural licuado (GNL) que mostró cómo el diámetro de la tubería afecta al movimiento de la llama. Los cálculos del GNL también estuvieron en consonancia con las pruebas.

Los científicos desarrollaron además nuevos solucionadores de la aceleración de la llama y de la transición de la deflagración a la detonación. Las simulaciones arrojaron una buena concordancia con las mediciones realizadas en las pruebas, y los solucionadores se pusieron en práctica en China para evaluar los peligros de explosión relativos a ciertos productos químicos de uso industrial.

Gracias al proyecto DETONATION, se comprende de manera más exhaustiva los acontecimientos químicos y físicos propios de las explosiones de gases inflamables. Este trabajo tiene aplicaciones tanto académicas como industriales.

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Palabras clave

Explosión de gas, hidrógeno, gas natural, detonación, aceleración de llama
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