Las llamas de hidrógeno pueden propagarse incluso con muy poco combustible, dentro de espacios sorprendentemente estrechos y puede extenderse dividiéndose en patrones fractales. Ese es el comportamiento físico inesperado de este gas cuando arde, que ha sido detectado por un equipo científico liderado por investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M). Estos resultados pueden ayudar a mejorar la seguridad de los dispositivos impulsados ​​por hidrógeno.

El estudio, publicado en la última edición de la revista Cartas de revisión física , detalla los resultados de experimentos que han demostrado que las llamas de hidrógeno pueden sobrevivir en condiciones más extremas de lo que se pensaba anteriormente. En esta investigación, dirigido por Fernando Veiga, Eduardo Fernández-Tarrazo y Mario Sánchez Sanz, del Departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos de la UC3M, Daniel Martínez Ruiz de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), También han participado Mike Kuznetsov del Karlsruhe Institute of Technology (Alemania) y Joachim Grune de Pro-Science GmbH (Alemania).

"Nuestro artículo muestra que las llamas de hidrógeno son capaces de propagarse en espacios muy estrechos de un milímetro más o menos, creando una situación indeseable y peligrosa, "explicó Fernando Veiga, uno de los investigadores que ha realizado gran parte del trabajo experimental.

El uso de hidrógeno como combustible puede ayudar a reducir las emisiones de dióxido de carbono, pero su almacenamiento y transporte pueden conllevar ciertos riesgos. En este estudio, Los investigadores han demostrado empíricamente que el gas puede arder en situaciones inesperadas. Para ese propósito, El equipo probó diluciones de combustible gaseoso en un espacio de solo unos pocos milímetros de ancho y descubrió que el hidrógeno podía arder de manera constante incluso cuando su concentración era solo del 5% en volumen.

Estructuras fractales

Las llamas de hidrógeno son casi invisibles a simple vista y emiten muy poco calor radiante. lo que los hace difíciles de detectar. Para hacerlo los investigadores utilizaron un método especial para rastrear su movimiento y una cámara de alta velocidad para rastrear el camino de las llamas durante su propagación. Confirmaron que forman un camino fractal a medida que se propagan, es decir, adoptan una forma geométrica cuya estructura básica se repite en diferentes escalas. "La grabación de video revela este camino fractal, que permite precisamente el acceso eficiente de la llama a nuevo combustible a medida que se quema, ", Señaló Mario Sánchez Sanz.

El hidrógeno constituye una fuente de energía limpia y eficiente, y como tal, Las tecnologías de generación de energía basadas en su uso aumentarán significativamente en un futuro próximo. Respectivamente, "su diseño y protocolos de seguridad deberán tener en cuenta estas nuevas formas de propagación, "observó Daniel Martínez Ruiz, profesor de la ETSI Aeronáutica y del Espacio de la UPM.

Estos resultados pueden ser útiles para los equipos de ingeniería que diseñan sistemas de almacenamiento de hidrógeno, quien deberá tener en cuenta su extrema inflamabilidad, incluso en espacios muy estrechos. Las pilas de combustible de hidrógeno se utilizan como fuente de energía en automóviles y motocicletas, por ejemplo. "Una fuga de hidrógeno y su acumulación en un espacio confinado podría provocar este tipo de llamas, "añadió Mario Sánchez Sanz.

Según los investigadores, Se necesitan más estudios de este tipo para evaluar la seguridad en relación con las fugas en vehículos propulsados ​​por hidrógeno y otros dispositivos relacionados. Sobre todo, en el contexto actual de la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y combatir el cambio climático, Parece imperativo acelerar el desarrollo y el uso de tecnologías energéticas basadas en hidrógeno.