Problema en hornos industriales motivó el proyecto, para el que usaron cámara ultra rápida

que capturó proceso en milisegundos

Érika Rodríguez                                             

Zacatecas, Zacatecas. 29 de marzo de 2017 (Agencia Informativa Conacyt)

Los doctores en óptica Tonatiuh Saucedo Anaya y José Samuel Pérez Huerta, del grupo de investigadores del Cuerpo Académico de Tecnologías y Estudios de la Luz (CATEL) de la Unidad Académica de Física de la Universidad Autónoma de Zacatecas (UAF-UAZ), recientemente concluyeron un proyecto de investigación para conocer el comportamiento de ignición de una flama, conocimiento que tiene aplicaciones en la industria.

El interés del equipo por estudiar este fenómeno surgió a partir de una visita que hizo al Centro de Investigaciones en Óptica (CIO), en donde expertos buscaban resolver un problema con unos hornos de la empresa fabricante de electrodomésticos Mabe.

“Ellos tenían unos aparatos para hacer ignición, que algunas veces funcionaban y otras no, para ellos era cuestión de suerte saber si encenderían o no. Entonces pensamos que podríamos analizar la parte física de este hecho y averiguar las condiciones necesarias para que una flama inicie”, informó Samuel Pérez.

Calor, oxígeno y presión

El candidato al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) manifestó que existen fenómenos físicos que hasta el momento no habían sido posibles de estudiar, detectar o visualizar, como este proceso de ignición de una flama que, aunque aparente ser sencillo, es un fenómeno fugaz que requiere un estudio a profundidad para averiguar las condiciones físicas que van más allá del calor, presencia de oxígeno y condiciones de presión.

Explicó que ese estudio no solo tiene aplicaciones en sistemas como hornos y flamas en motores de combustión, sino que profundizar en esta información puede favorecer en los sistemas antiincendios, para evitar que se genere una flama.

Informó que para este proyecto, el equipo utilizó una cámara ultra rápida que captura siete mil cuadros por segundo; esto es para determinar las condiciones del proceso de ignición, al ser un evento que sucede a alta velocidad, ya que dura menos de tres milisegundos.

“La primera parte del proceso de ignición es muy delicada, porque casi no hay luz presente cuando inicia el proceso; entonces emitimos un láser y grabamos el evento para identificar cómo se modificaba la luz a través de la flama y de esta manera lo medimos. Aunque tampoco podamos exponer un termómetro porque son tiempos cortos y los termómetros promedian en tiempos muy largos, también utilizamos técnicas ópticas muy apropiadas para esta parte”, detalló.

Informó que hasta el momento no se había reportado el proceso de ignición que abarcara estos factores físicos en la literatura y que por el momento son los primeros en investigarlo.

“Por ejemplo, es una historia muy larga desde que una persona coloca un cerillo en un papel, pasa cierto tiempo para que se den las reacciones de oxidación térmica en cadena hasta que se forma la flama y como no la podemos observar a simple vista, capturándola con la cámara ultrarrápida vemos que es todo un interesante proceso y objeto de estudio”.

Expuso que acerca de la historia, en resumen, muchos científicos saben cómo funciona, pero acerca de un estudio específico de los primeros milisegundos, este grupo de científicos es pionero en explorar el proceso a altas velocidades.

“Esto es un ejemplo de cómo la óptica, la metrología óptica —que funciona para hacer mediciones— y la técnica holográfica nos permiten visualizar aspectos que años atrás no podíamos ni imaginarnos. Los resultados que hemos obtenido son interesantes e incluso arrojan vórtices para asociar este proceso con la evolución de las estrellas, pero ese ya es otro tema de investigación”, concluyó.