En el post que os presento hoy, seguimos avanzando con el smouldering y para ello os voy a mostrar las diferencias de este fenómeno con una combustión con llamas.
La diferencia fundamental entre el smouldering y la combustión con llamas reside en la forma de la reacción de oxidación y en la liberación de calor que ocurre en la superficie sólida del combustible o en la matriz porosa. En la última etapa, éstos ocurren en fase gaseosa alrededor del combustible.
La temperatura, la propagación y el calor liberado durante el proceso de smouldering son inferiores en comparación con la combustión de llama de un sólido. Los valores habituales de smouldering a temperatura ambiente son de alrededor de 500 – 700 ºC y entre 6 y 12 KJ/g. El smouldering se propaga a una velocidad baja, aproximadamente 10-30 mm/h, es decir, 2 órdenes de magnitud más bajo que la velocidad de propagación de la llama.
Figura 1. Comparación de dos tipos de regímenes de combustión para combustibles sólidos. Llamas procedentes de hierba y smouldering sobre carbón. Fuente: Smouldering Combustion phenomena in science and technology. G. Rein. 2009. (Fotografía: J.B. Nielsen, Dominio público, Wikipedia commons.
Debido a su baja temperatura, el smouldering es una reacción de oxidación incompleta y por tanto emite una mezcla de humos y partículas tóxicas, asfixiantes e irritantes en una cantidad mucho mayor que los incendios con llamas. Un factor importante de toxicidad en incendios con smouldering será el CO.
La transición del estado de smouldering a llamas es una ignición en fase gaseosa espontánea apoyada por la reacción de smouldering que actúa como fuente de combustible gaseoso y de calor para continuar la reacción. La transición ocurre cuando se cumplen las condiciones críticas dentro de los poros, desencadenando por tanto el comienzo de las reacciones en fase gaseosa. Estas condiciones incluyen la inflamabilidad de la mezcla de gases dentro de los poros y el exceso de calor liberado por las fuertes reacciones de oxidación en fase sólida. La transición a llamas se puede ver favorecida por un aumento de los niveles de oxígeno y corrientes de aire (por ejemplo el viento). La transición a las llamas solamente ha sido observado hasta la fecha en la propagación en un mismo sentido debido a que los gases calientes precalientan el combustible que está por delante de la reacción. No obstante, esta transición no está lo suficientemente investigada y por ello el conocimiento no es el adecuado en este momento.
El flujo de calor necesario para alcanzar la ignición del smouldering es más baja que la ignición con llamas. Por ejemplo, la ignición del smouldering con espuma flexible de poliuretano se produce con un nivel de flujo de calor de 2 kW/m2 mientras que la ignición con llamas se produce por encima de 10 kW/m2.
Por tanto, la transición de smouldering a llamas proporciona un peligroso atajo a un incendio con llamas, el cual puede ser iniciado por una fuente de calor más débil que para producir una llama sobre un combustible sólido.