25 de septiembre de 2014: El fuego no tiene vida; sin embargo, a alguien que mira fijamente el interior de una llama se lo podría justificar por pensar lo contrario: el fuego danza y se arremolina. Se reproduce, consume materia y produce desechos. Se adapta a su medio ambiente. Necesita oxígeno para sobrevivir.
En resumen, el fuego es increíblemente vívido.
Y en ningún sitio esto puede ser más cierto que a bordo de una nave espacial.
A diferencia de las llamas en la Tierra, que tienen forma de lágrima y que son producto del aire que flota y se eleva en un campo gravitacional, las llamas en el espacio se enroscan hasta formar pequeñas bolas. Debido a la gravedad, se mueven de un lado al otro de prisa, como si tuvieran mente propia. Más de un astronauta que estaba llevando a cabo experimentos para los investigadores en la Tierra se sorprendió por la manera en la cual las bolas de fuego vagaban por sus cámaras de ensayo, en una búsqueda vívida de oxígeno y material combustible.
Los biólogos confirman que el fuego no está vivo. No obstante, el 21 de agosto, en la Estación Espacial Internacional, o EEI, en idioma español (International Space Station, o ISS, por su sigla en idioma inglés), presenciaron parte de una de las mejores imitaciones.
“Era una medusa de fuego”, escribió en un mensaje de Twitter que envió a la Tierra y al cual le adjuntó un video. Wiseman estaba realizando un experimento llamado FLEX-2, que es la abreviatura de Experimento de Extinción de Llamas 2 (Flame Extinguishment Experiment 2, en idioma inglés). El objetivo de la investigación es conocer cómo se enciende el fuego en microgravedad y, además, cómo extinguirlo. Se trata de un tema de seguridad básico. Si alguna vez se produce un incendio a bordo de una nave espacial, los astronautas tienen que poder controlarlo. Entonces, es vital comprender la física de las bolas de fuego para luchar contra el fuego en gravedad cero.
“La combustión en microgravedad es extraña y maravillosa”, dice Forman Williams, quien es el principal investigador de FLEX-2, en la Universidad de California, en San Diego. “El fenómeno de la ‘medusa’ que presenció Wiseman es un gran ejemplo”.
Él destaca algunos de los elementos clave del video:
“Cerca del inicio, vemos dos agujas que despiden una gotita con una mezcla de heptano e iso-octano entre dos encendedores. El combustible comienza a arder… luego, las luces se apagan y entonces podemos ver lo que sucede después”.
“La llama forma una envoltura esférica, de color azul, que tiene de 15 a 20 mm de diámetro, alrededor del combustible. En el interior de esa llama esférica, vemos puntos calientes, de color amarillo brillante. Esos puntos están formados por hollín”.
El heptano produce un montón de hollín a medida que se quema, explica el investigador. Compuesto principalmente de carbono, con una pizca de hidrógeno, el hollín se quema a gran temperatura (alrededor de 2000 K) y, como resultado, produce un resplandor muy brillante.
“Dentro de la esfera, se pueden ver varias gotas de hollín en llamas”, continúa explicando. Llegado un punto, una gota de hollín perfora la llama-esfera y sale. El hollín que sale se va apagando a medida que se consume”.
Asimismo, en el interior de la esfera, hay un objeto con forma de “S”. “Esa es otra estructura del hollín”, agrega.
La ‘fase medusa’ está estrechamente relacionada con la producción de hollín. Los productos de la combustión que provienen de la llama esférica vuelven a la gotita de combustible. Como el material del hollín que se deposita sobre la gotita no es perfectamente homogéneo, “podemos obtener un perturbador evento de quema”, dice Forman. En otras palabras, el hollín sobre la superficie de la gotita de combustible se enciende, lo que da como resultado una explosión asimétrica.
Es notable que nada de esto sea nuevo para Forman, quien ha estado investigando sobre la física de la combustión desde el inicio de la Era Espacial. “Primero, vimos estos perturbadores eventos de quema en laboratorios y en torres de gotas en microgravedad, hace más de 40 años”, agrega. “La estación espacial es grandiosa porque el laboratorio en órbita nos permite estudiarlos con mucho detalle”.
“Tom Avedisian, en Cornell, está dirigiendo este particular estudio”, señala Forman. “Estamos aprendiendo sobre la velocidad con que se queman las gotitas, así como sobre el proceso de producción del hollín y la manera en la cual el hollín se amontona dentro de la llama”.
En el final del video de Wiseman, el hollín se enciende en una explosión final. Así es como el fuego se extingue.
“Fue un final muy abrupto”, dice Wiseman.
Para ver más mensajes sorprendentes en Twitter que provienen de la EEI, siga a Wiseman en:@astro_reid.
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