Investigadores del Departamento de Ingeniería de Protección contra Incendios (FPE) de la Universidad de Maryland han publicado una revisión de los 'remolinos de fuego', un poderoso vórtice de llamas arremolinadas, a menudo la fuerza destructiva en incendios urbanos y forestales - en el Revisión anual de mecánica de fluidos . Su tamaño, naturaleza impredecible, y capacidad para propulsar brasas ardientes (es decir, tizones) en el aire presentan muchas razones para estudiarlos, sin embargo, estas llamas arremolinadas todavía son poco conocidas.

La revisión, en coautoría con el postdoctorado de FPE Ali Tohidi y Huahua Xiao, un asociado de investigación del Departamento de Ingeniería Aeroespacial (AE):cubre el desarrollo del campo, entendimiento actual, y una dirección futura para la investigación.

El artículo comienza con una descripción general de los factores influyentes que gobiernan la dinámica de los remolinos de fuego, como la velocidad del viento, temperatura, efectos circulatorios, y tipo de combustible. Los remolinos de fuego se forman típicamente en el laboratorio por paredes o ventiladores; sin embargo, Se ha observado una amplia gama de condiciones para formar remolinos de fuego en la naturaleza, donde pueden llegar a más de 1, 000 pies de altura con temperaturas superiores a 2, 000 grados Fahrenheit. Las condiciones comunes para la formación de remolinos de fuego incluyen vientos sobre un fuego en forma de L, en el lado protegido de una pendiente, y corriente abajo de una gran columna de fuego. Hay tres criterios esenciales para la formación de todos los remolinos:una fuente de fuego, un mecanismo de remolino (como viento u obstáculos), y una fuerza de fricción en la parte inferior para la formación de la capa límite.

La circulación, una medida de la rotación de las partículas de fluido (dentro de un contorno cerrado) alrededor de su centro de masa, es el factor principal que hace que los remolinos de fuego se separen de los que no lo son. En un torbellino de fuego la altura de las llamas y la velocidad de combustión del fuego aumentan drásticamente; los mecanismos responsables de estas características aún están en debate. Es más, la gama de condiciones responsables de la formación de remolinos de fuego aún no se comprende completamente.

"Si bien esta publicación ha proporcionado una amplia revisión del campo, necesario para el desarrollo futuro, "dijo Michael Gollner, Profesor asociado de FPE e investigador principal (PI) en la revisión, "Todavía queda mucho por hacer en términos de comprender cómo se forman los remolinos de fuego, su estructura interna, y los efectos del papel que desempeñan durante los incendios extremos ".

Tohidi agregado, "Lo más emocionante de esta revisión son las numerosas oportunidades para la investigación y el desarrollo futuros. La aplicación de nuevos modelos numéricos nos abrirá los ojos a todos los fascinantes mecanismos que ocurren dentro de los remolinos de fuego, que podrían utilizarse en el futuro para aprovechar su intensidad y lograr una combustión más eficiente ".

El 'remolino azul, 'un descubrimiento reciente en la UMD A. James Clark School of Engineering, presenta tal oportunidad. Xiao, Gollner, y Elaine Oran (profesora de AE) descubrió el fenómeno libre de hollín, que inspiró el uso de remolinos de fuego para proporcionar una solución más eficiente para la remediación de derrames de petróleo y, potencialmente, combustión limpia. Si esta forma de combustión pudiera replicarse a mayor escala, podría mejorar significativamente la eficiencia de la quema directa de combustibles líquidos. Gollner y Oran han recibido recientemente fondos de la División de Preparación para Derrames de Petróleo de la Oficina de Seguridad y Cumplimiento Ambiental (BSEE) para continuar su estudio de los remolinos de fuego específicamente para la remediación de derrames de petróleo.