Los daños causados a estructuras de acero por cenizas volcánicas proyectadas a gran velocidad
Aunque puedan parecer inocuas, las partículas de las cenizas volcánicas pueden ocasionar cráteres de impacto de tamaño micrométrico en estructuras de acero, como por ejemplo postes de pistas de baloncesto, por la elevadísima fuerza y velocidad a la que se desplazan. Pese a los peligros asociados, hasta la fecha no se ha investigado de forma adecuada el efecto de las ondas de choque. En el marco del proyecto europeo SPAEX, los científicos mencionados estudiaron en condiciones experimentales la aceleración de las partículas volcánicas hacia objetivos de acero. De este modo podrían determinar mecanismos y posibles peligros y mejorar las estrategias de mitigación. El estudio se guió por indicios de los impactos dejados por cristales y vidrios (piroclastos) en la década de los años ochenta en un poste de acero en una zona volcánica activa de México. Las corrientes de gas próximas al suelo rara vez alcanzan velocidades superiores a los setecientos metros por segundo. Se emitió la hipótesis de que la aceleración de las partículas se debía a una expansión abrupta del gas (vapor de agua) que contiene las partículas. Para contrastar esta hipótesis, los investigadores configuraron un experimento. Construyeron un tubo de choque vertical a modo de bomba de fragmentación a gran presión cuya descompresión, rápida y repentina, expulsara partículas. Empleando una cámara de alta velocidad y sensores de presión, se registró todo el suceso, desde antes de la descompresión hasta unos pocos milisegundos después de la explosión. Se registraron las velocidades y las presiones del aire ambiente y del aire saturado con vapor. Se observó que las partículas poseían velocidades y tamaños superiores a los esperados, lo que provocó una evidente multiplicación de la presión en comparación con las presiones que se producen en ausencia de partículas. De ello se desprende que el acoplamiento del gas y de las partículas puede acelerar estas últimas, incluso las de más tamaño. SPAEX ha dilucidado de manera importante los mecanismos de la aceleración de partículas por efecto de ondas de choque inducidas por erupciones volcánicas explosivas. Estos resultados destacan la importancia de esta clase de estudios con vistas a diseñar medidas de mitigación del peligro. Se han obtenido conocimientos más amplios con los que se espera poder construir modelos más precisos para predecir mejor las consecuencias y, así, sentar las bases para la introducción de mejoras en las medidas de mitigación y en la seguridad pública.
Palabras clave
Explosivo, erupciones volcánicas, ondas de choque, aceleración de partículas, bomba de fragmentación a presión, acoplamiento de gases y partículas, mitigación de peligros
