Cuando un acto de terrorismo o un vehículo o accidente industrial enciende el combustible, el incendio o la explosión resultante pueden ser devastadores. Hoy dia, Los científicos describirán cómo se podrían agregar cadenas de polímeros largas pero microscópicas al combustible para reducir significativamente el daño de estos terribles incidentes sin afectar el rendimiento.

Los investigadores presentarán sus resultados hoy en la Reunión y Exposición Nacional de Primavera de 2019 de la American Chemical Society (ACS).

El proyecto fue motivado por el 11 de septiembre, 2001, ataques terroristas. En ese día, aviones de pasajeros cargados de combustible se estrellaron contra las Torres Gemelas en el World Trade Center de la ciudad de Nueva York. El impacto desencadenó una cadena de eventos que finalmente derribaron los edificios, Julia Kornfield, Doctor., dice.

Cuando los aviones chocaron contra los edificios, su combustible se convirtió en niebla. La ignición de la niebla voló cientos de ventanas (proporcionando más aire para alimentar el fuego), rotura de membranas de hormigón entre los pisos y despojo del aislamiento de las vigas de acero, ella dice. Si no se hubiera producido nebulización de combustible, la destrucción inicial no habría sido tan severa, y los edificios podrían haber resistido los daños menores, dice Kornfield, quien estudia polímeros y comportamiento de flujo en el Instituto de Tecnología de California.

Después del ataque, uno de sus colegas sugirió que agregar pequeñas cantidades de polímeros al combustible podría limitar la nebulización durante un impacto a alta velocidad y reducir el riesgo de incendio o explosión posterior. Impulsado por la sugerencia, Kornfield y su equipo comenzaron una búsqueda de polímeros adecuados que pudieran disipar la energía del impacto que normalmente rompería las gotas de combustible en una niebla.

Otros investigadores que persiguen este objetivo han desarrollado polímeros "ultralargos" que pueden disminuir el resultado de un impacto, resultando en más fresco, fuegos más cortos. Sin embargo, Los polímeros ultralargos no son muy prácticos porque interfieren con el funcionamiento del motor, Notas de Kornfield. También se descomponen irreversiblemente en moléculas más pequeñas cuando pasan por tuberías o bombas. perdiendo eficacia.

Como alternativa, su equipo creó polímeros que pueden unirse de forma reversible de un extremo a otro a través del ácido carboxílico y los grupos amina para formar "megasupramoléculas, "que son tan largos como polímeros ultralargos pero no se rompen en tuberías o bombas. Los investigadores, quien creó videos sobre el trabajo, cofundó la empresa emergente Fluid Efficiency para desarrollar aún más los polímeros y proporcionar muestras para su evaluación a las empresas petroquímicas, productores de lubricantes y operadores de oleoductos.

Los resultados han sido alentadores. La nebulización se redujo significativamente en el combustible tratado con los polímeros, y después de que se encendió el combustible, la llama se apagó por sí sola. Una prueba reciente sugiere que las megamoléculas agregadas en una refinería o depósito de combustible permanecerían activas después de pasar por más de 600 millas de tuberías y cientos de bombas. Kornfield dice:señalar que los polímeros ultralargos habrían perdido la mayor parte de su potencia después de 50 millas. "Este es un paso importante hacia el suministro de un aditivo que podría mejorar la seguridad del transporte para todos los usuarios que reciben combustible a través de una red de gasoductos sin preocuparse de que se pierda la protección en el tránsito". " ella explica.

Las moléculas de Kornfield tienen otras ventajas. Mejoran la lubricación y el flujo a través de tuberías y mangueras durante la distribución de combustible. Debido a que la estructura de hidrocarburos de las moléculas de polímero se asemeja a la del combustible, permanecen solubles incluso a bajas temperaturas. Además, las moléculas se rompen en otras más pequeñas cuando pasan a los motores y se queman con el combustible, para que no interfieran con el rendimiento del motor. Como bono inesperado, el aditivo reduce la formación de hollín en los motores de combustible diesel en un 12 por ciento, según las pruebas preliminares de la Universidad de California, Orilla.

En el presente, los polímeros agregarían uno o dos centavos al costo de un galón de combustible, lo que ella dice que es un poco costoso. Les gustaría colaborar con socios que puedan reducir el precio y probar el rendimiento de las moléculas con una variedad de combustibles. El Ejército de los Estados Unidos planea estudiar la utilidad de los aditivos en escenarios que involucren varios impactos y proyectiles, como artefactos explosivos improvisados.