Todos hemos visto las señales de prohibición del uso de teléfonos
móviles en las estaciones de servicio. Incluso hemos recibido correos
electrónicos con videos e imágenes de incendios o explosiones provocados
por el supuesto uso del teléfono al repostar.
Pero, ¿hay un riesgo real?
Si hablamos de explosiones o incendios, la respuesta es que no.
Las explosiones a las que se refiere este mito son explosiones
químicas producidas a partir de una reacción de combustión de carácter
exotérmico. Se trata de una combustión rápida que genera gases calientes
que se expansionan, dando lugar a una onda de presión (onda aérea) y a
un frente de llama que se propaga rápidamente.
Realmente cuando empleamos el término explosión para el caso que nos ocupa, nos estamos refiriendo a una deflagración,
ya que la velocidad lineal de avance de la reacción (frente de llama)
es inferior a la velocidad del sonido, y la onda de presión generada
avanza por delante del frente de llama o zona de reacción.
Para que se produzca una deflagración es necesaria la presencia de un
producto combustible mezclado con un comburente -dentro de unos límites de explosividad-, y de una fuente de ignición. Es el clásico triángulo del fuego que todos conocemos (realmente es un tetraedro, pero hoy lo simplificamos en aras de una mejor comprensión)
Para que ocurra un fuego o una deflagración, necesitamos completar
los tres elementos del triángulo. En las gasolineras tenemos el
combustible (los vapores de los carburantes), un comburente (el oxígeno
del aire) y faltaría la fuente de ignición como parámetro que pueda
ocasionar la deflagración para cerrar el triángulo del fuego.
El artículo completo en:
NAUKAS
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27 de noviembre de 2014
29 de marzo de 2013
La química de los fuegos artificiales
Estos días se celebran las Fallas. Esta celebración festiva
se caracteriza por los monumentos, los petardos y el fuego. Les mascletaes y
castillos de fuegos artificiales llenan el cielo de luz y ruido.
Existe una interesante química detrás de los fuegos artificiales.
Qué es un petardo? Por qué explotan? A que se debe el color?
Un petardo es algo tan sencillo como un explosivo. Está
compuesto por una carcasa de cartón, pólvora y una mecha que actúa como
detonador. Cuando encendemos la mecha y el fuego llega a la pólvora, esta
prende rápidamente y al encontrarse encapsulada en la carcasa de cartón aumenta
la presión rápidamente provocando una explosión.
La pólvora negra está compuesta por una parte oxidante
(Nitratos) que generan oxígeno para la combustión y una parte reductora (carbono
y azufre) que actúa como combustible.
A diferencia de los petardos pequeños que se usan en la
calle estarían los de mayor poder detonante como son los de los castillos de
fuegos artificiales. La principal diferencia radica precisamente en la cantidad
de material detonante que contienen en su interior , por su elevación, explosión
en el aire y por el color.
El mecanismo mediante el cual se eleva es mediante un
disparador. Se trata de un tubo en el que se coloca en su interior una carga y
el petardo. La carga explota provocando que el petardo salga disparado al cielo
con la mecha prendida, de manera que puede detonar.
Otra característica y tal vez la más importante son los
colores que se observan. Se trata de pura química !!!
A la mezcla de pólvora hay que añadir sales metálicas o
incluso directamente metales. Un resumen ilustrativo de los colores y las
sustancias responsables podría ser:Color | Elemento | Descripción del elemento | Sal responsable |
Plata | Al-Ti-Mg | Aluminio, Titanio y Magnesio | Al, Ti, Mg |
Rojo | Li-Sr | Litio y Estroncio | Li2CO3, SrCO3, Sr(NO3)2, SrC2O4·H2O |
Naranja | Ca | Calcio | CaCl2, CaSO4·xH2O, CaCO3 |
Amarillo | Na | Sodio | NaNO3, Na3AlF6, Na2C2O4, NaHCO3, NaCl |
Dorado | Fe-Ti-C | Hierro, carbono y Titanio | Fe, C, Aleación de Fe-Ti |
Azul | Cu | Cobre | CuCl, CuSO4·5H2O |
Violeta | Sr-Cu | Mezcla de Estroncio y cobre | Mezcla de compuestos de Rojo y Azul |
Verde | Ba | Bario | BaCl2, Ba(NO3)2, Ba(ClO3)2, BaCO3 |
Blanco | Al-Mg-Ba | Aluminio, Magnesio y Bario | Al, Mg, BaO |
Esta mezcla de sustancias alcanza
una elevada temperatura provocando que los electrones de las capas externas de
los elementos metálicos se exciten. Que un electrón se excite tiene como
resultado el salto a un nivel superior de energía. Es decir, El electrón mucho
más energético debido al calor no puede mantenerse en su nivel fundamental y “salta”
a un nivel superior de energía. Este proceso no es “natural” por lo que pasado
un determinado tiempo el electrón vuelve a su estado energético liberando parte
de la energía que había absorbido en forma de radiación.
La radiación emitida tiene un
color característico en función del elemento metálico. Cuanto más energético es
el salto, más cerca de los colores azules y en el caso de que el salto sea poco
energético estará próximo a los colores rojizos.
Para terminar con los petardos me
gustaría hablar de los que no necesitan de una mecha para explotar. Las famosas
bombitas o como llamamos en valencià “tró de bac”.
Si no tienen mecha y por tanto no
se encienden, Cómo pueden explotar?
Se trata de un mecanismo mecánico puro y duro. A diferencia
de los petardos descritos con anterioridad estos no necesitan de una mecha y
combustión para detonarse. En este caso se trata de piedras.
A una mezcla de explosiva se le suman piedrecitas que
empaquetado y lanzado contra el suelo se provoca la explosión.
Así pues cuando vean castillos de fuegos artificiales
piensen en pequeños cristales de sales metálicas que se queman y provocan
colores!
Por último un pequeño experimento sencillo muy vistoso que
les puede aclarar lo de los colores. Cojan un poco de sal, la mínima cantidad y
enciendan la encimera. Con mucha precaución espolvoréenla por encima del fuego
y observen la llama...Efectivamente se vuelve de color amarillo-naranja ! con
unas pinzas de cocina cogemos un trozo de alambre de cobre y lo calentamos en
la encimera hasta que el metal se vuelva rojo vivo. La llama que quedará por la
parte superior será de color verde !!!
El hecho de que al añadir el cobre de un color verde y no
azul es por el hecho de que estamos colocando un metal y no la sal metálica que
se muestra en la tabla.
Fuentes:
- "La química de los fuegos artificiales" Antonio José Sanchez http://www.cvatocha.com/documentos/quimica/fuegos.pdf
- "Petardos" Wikipedia http://es.wikipedia.org/wiki/Petardo
Fuente:
El Alquimista Cormelius
30 de septiembre de 2012
La explosión estelar más brillante de la historia ya tiene explicación
En el año 1006, astrónomos de varios
lugares del planeta describieron una explosión en el cielo tan poderosa
que sus restos fueron visibles durante tres años. Ahora, la revista Nature recoge
en portada el trabajo de los investigadores del Instituto de
Astrofísica de Canarias y la Universidad de Barcelona, que han
dilucidado el origen de este fenómeno: dos estrellas enanas blancas se
fusionaron y desencadenaron la supernova SN 1006.
Los testimonios de astrónomos medievales
del siglo XI –que, por entonces, eran astrólogos– describen cómo, entre
el 30 de abril y el 1 de mayo del año 1006, quedaron fascinados por la
mayor explosión estelar que se ha registrado jamás. Observadores chinos
destacaron que durante tres años vieron sus restos y, según un físico
egipcio de la época, el evento fue unas tres veces más brillante que
Venus y emitió tanta luz como una cuarta parte del brillo de la Luna.
La causa de tal fulgor fue una supernova llamada SN 1006. Las supernovas son explosiones de estrellas al final de sus vidas, con emisiones de grandes cantidades de material al medio interestelar, lo que hace posible su estudio siglos después.
Ahora, un grupo internacional de
investigadores liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias
(IAC) y la Universidad de Barcelona (UB) ha descubierto cómo se produjo
esta explosión estelar. En un artículo que aparece en la portada de la
revista Nature los científicos la explican “como resultado de
la fusión de dos enanas blancas (estrellas de masa inferior a 1,4 veces
la masa del Sol en la última etapa de su vida)”.
“Hemos realizado una exploración
exhaustiva en torno al lugar donde se produjo la explosión en el año
1006 y no hemos encontrado nada, lo que invita a pensar que este evento
se produjo probablemente por una colisión y fusión de dos estrellas
enanas blancas de masa similar”, explica Jonay González Hernández,
coautor del estudio e investigador en el IAC.
La SN 1006 procede de un sistema
binario, formado por dos estrellas, “que pueden ser dos enanas blancas o
una enana blanca y otra compañera”, ha explicado a SINC González. En
este último caso, la enana blanca, que se encuentra en la última etapa
de su vida, captura material de la otra y cuando alcanza cierta densidad
y temperatura, estalla como una supernova, dejando un resto estelar.
Si se trata de dos enanas blancas, las
dos acaban por fusionarse y, en este caso, no dejan ningún rastro,
excepto el remanente de supernova. La pregunta de los astrofísicos era
qué tipo de estrellas explosionaron en 1006 y la pista definitiva ha
sido la ausencia de compañeras.
Búsqueda de compañera para la enana blanca
Los científicos observaron diferentes
tipos de estrellas –gigantes, subgigantes y enanas– en la zona, y se
centraron en el análisis de “las únicas cuatro estrellas gigantes que se
sitúan a la misma distancia que los restos de la supernova de 1006, a
unos 7.000 años luz de la Tierra”, añade.
Utilizaron el espectrógrafo de alta
resolución UVES, en el Observatorio Europeo del Sur (ESO, Chile), para
analizar datos de las cuatro estrellas gigantes, y comprobaron que
ninguna de ellas mostraba una velocidad de rotación notable, una
característica de las compañeras.
Ese dato, junto con la ausencia de
rastro estelar alguno, les sirvió para concluir que las estrellas de la
zona de la explosión “no son compañeras de la estrella progenitora de
la supernova 1006”, explica el investigador.
Desde el IAC añaden que, probablemente,
“la SN 1006 se produjo por la adición de masa de una estrella igual o
menos masiva que el Sol, o bien mediante la fusión con otra enana
blanca, lo que originaría una explosión termonuclear”, recoge la
investigación. “Esto explicaría la ausencia de restos estelares en la
zona de exploración”, cuenta González.
Calibrar distancias en cosmología
Esta no ha sido la primera vez que los
investigadores estudiaban una supernova. En 2004 analizaron la del año
1572 y lograron identificar su estrella compañera.
Pilar Ruiz-Lapuente, investigadora del
Instituto de Ciencias del Cosmos de la UB (ICCUB) y del Instituto de
Física Fundamental (IFF-CSIC), coautora del trabajo actual y líder del
anterior, comenta que en esa ocasión exploraron “otra región cerca del
centro de los restos de la supernova de Tycho y encontramos una estrella
subgigante de temperatura similar a la del Sol”. Entonces llegaron a la
conclusión de que podía ser la compañera de la estrella progenitora de
la supernova de 1572.
Ruiz-Lapuente asegura que en esta
ocasión también estaban buscando a la compañera de la supernova de 1006 y
que ha sido “una sorpresa” no encontrarla.
Los resultados de este estudio avanzan
que “los modelos que explican las explosiones de supernovas en sistemas
binarios no están claros”, comenta González. El investigador concluye
que “un mejor conocimiento de la formación de explosiones estelares por
fusión de enanas blancas podría ser útil, por ejemplo, para calibrar las
distancias en cosmología”.
Referencia bibliográfica:
Jonay I. González Hernández, Pilar Ruiz-Lapuente, Hugo
M.Tabernero, David Montes, Ramón Canal, Javier Méndez, Luigi R. Bedin.
“No surviving evolved companions of the progenitor of SN
1006”. Nature, 26 de septiembre de 2012. Doi:10.1038/nature11447.
Fecha Original: 26 de septiembre de 2012
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