Entrevistas

Novo tipo de chama acesa no espaço não é apenas acesa, mas (literalmente) legal

2024

As coisas explodem em chamas o tempo todo no espaço (supernova, alguém?), Mas, na verdade, acender algo em chamas na microgravidade é um fenômeno totalmente diferente.

Chamas esféricas de difusão fria ou chamas frias são uma nova classe de chama que apareceu recentemente por acidente em um experimento na ISS. Essas chamas só existiam em teoria antes da década passada. Embora tenham sido duplicados na Terra com muita dificuldade, esta é a primeira vez esses fantasmas de chamas quentes foram realmente vistos queimando combustíveis gasosos, o que nunca havia sido alcançado em terra firme ou no espaço. Eles quase não foram descobertos até que o ajuste da resolução do feed de vídeo mostrou algo inesperado.

Como parte do Investigação de chamas frias com gases (CFI-G) projeto liderado pelo engenheiro de proteção contra incêndio Peter Sunderland da Universidade de Maryland, as tentativas de acender chamas de difusão quentes foram feitas em zero-G por seis meses, mas nenhuma se transformou em chamas de difusão frias após ser apagada. As chamas de difusão fria requerem velocidades de gás muito baixas porque a química é muito lenta, diz Sunderland ao SYFY WIRE. Na Terra, mesmo a chama de uma vela gera velocidades cem vezes maiores por causa da flutuabilidade. Recentemente, vimos algumas chamas de difusão frias na Terra, mas elas exigem truques como ar aquecido e adição de ozônio.

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Crédito: NASA

Então, quão mais frias são essas chamas do que o fogo típico na Terra? Depende do que você chama de legal. Chamas quentes de difusão, como o que você vê quando acende uma vela, queimam a cerca de 3.100 graus Fahrenheit. Em comparação, as chamas frias têm um frio de 900 graus Fahrenheit. Ao contrário das chamas que são empurradas e puxadas pela gravidade da Terra, criando o efeito de cintilação, as chamas no espaço permanecem paradas porque quase nenhuma gravidade as está afetando. Eles também não produzem fuligem, o que significa que, no futuro, poderão abastecer motores de carros e foguetes com energia limpa.

Depois que as chamas quentes foram extintas, nada era visível na câmera se comunicando com a Terra. A câmera mais sensível que estava filmando ainda não foi capaz de captar as chamas frias até que o estudante de graduação da Universidade de Maryland, Minhyeng Kim, percebeu que, apesar de nada aparecer na tela, os dados mostraram que algo estava emitindo calor. Chamas quentes foram acesas com n-butano, diluído com nitrogênio e um oxidante de 40% de nitrogênio em oxigênio. Sunderland havia decidido por aquele combustível por um motivo.

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Essa mistura em particular era favorável para resfriar as chamas de difusão porque a molécula do combustível butano é relativamente grande, a concentração de oxigênio era grande e a pressão era alta, diz ele. Nenhum de nossos outros testes teve essa combinação perfeita de condições.

Descobriu-se que havia um atraso de 3 segundos entre as chamas de difusão quentes saindo e as chamas de difusão frias assumindo o controle. Durante esse atraso, nenhum calor estava sendo produzido e nenhuma chama podia ser vista. As chamas frias mal se tornaram visíveis depois disso. Quando o estudante de engenharia mecânica da Universidade de Maryland, Kendyl Waddell, ajustou a alimentação do vídeo, os fantasmas das chamas quentes reacenderam o combustível como chamas frias e começaram a liberar calor novamente. O problema era que eles tinham metade do tamanho de chamas quentes, com um décimo do brilho e do calor.

Crédito: NASA

As chamas de difusão frias brilham em azul, e as chamas azuis - não importa o quão quente elas fiquem - não poluirá o ar ou entupir motores com fuligem acumulada. O combustível de foguete poderia eventualmente ser criado com hidrogênio e oxigênio disponíveis no espaço, mas a tecnologia ainda não existe. Aquela vela perfumada que você pode acender às vezes produz uma quantidade mínima de fuligem (embora a maior parte dela seja consumida pela chama enquanto queima). Motores de compressão atualizados podem ser a próxima coisa na estrada, porque embora os motores a diesel usem compressão, eles expelem muita poluição.

Os motores a gasolina de hoje são acesos com uma faísca, mas sua quilometragem é ruim, diz Sunderland. Se os motores a gasolina pudessem ser acionados por compressão, isso forneceria a mistura ideal de boa quilometragem e emissões limpas. Muitos tentaram, mas ninguém conseguiu. Frias chamas de difusão podem ser o elo que faltava.

As velas de chamas frias serão uma coisa? Provavelmente não, por causa do fedor avassalador de formaldeído.