INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL FUEGO®

 

 

 

                             

 LAS LLAMAS

 ( Nivel básico )

 

     

                      Las llamas son difíciles de definir, como existen  distintos procesos de combustión, existen distintos tipos de llamas.

 

                      Se puede decir sin temor a equivocarse, que básicamente la llama, es el producto de una reacción química rápida y persistente, que emite calor y luz. Dicha reacción debe sostenerse por sí misma, en el caso de no ser extinguida, hasta que la concentración del combustible o comburente, no desciendan por debajo del valor mínimo indispensable, para mantenerla (definición ésta, de la cúal todos tenemos conocimiento ).

 

                      Asimismo hay que recordar, que no todos los procesos de "combustión" o de "descomposición" producen llamas, aunque desarrollen calor.

 

                      Las llamas ostentan distintos colores o resultan casi invisibles ( para el ojo humano ), circunstancias éstas, que se hallan directamente relacionadas, con los combustibles y comburentes que reaccionan , como  así de la temperatura generada por dicha reacción.

 

                      Como sabemos, es una manifestación visible del fuego y es el resultado del calentamiento hasta la incandescencia de pequenas partículas de materias o elementos compuestos ( especialmente en las combustiones incompletas).

 

                      Si buscamos en un diccionario común, observaremos que la definici¢n de llama será, "sinónimo de fuego". Si en cambio, la buscamos en un diccionario enciclopédico específico, hallaremos las definiciones que se exponen a  continuación, incluyendo algunos de los " comportamientos ", de las  mismas:

 

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                       1. LLAMAS DE PRE-MEZCLA.

 

                       Los  combustibles  gaseosos, se  pueden mezclar previamente con aire u oxígeno y luego llevar la mezcla a un quemador, dónde  arderá de manera muy eficiente. Los mecheros de laboratorio y los hornillos de gas, disponen de una entrada para el combustible y orificios, para la entrada del aire, de forma que este es inyectado por aspiración y mezclado con el combustible antes, de llegar a la zona de combustión.

                      Estas llamas pueden presentarse de dos formas básicas:

 

                       A) LAMINARES; Son aquellas llamas de "pre-mezcla", que presentan un frente contínuo y claramente definido, presentando el fluído entrante o saliente de forma aerodinámica.

 

                       B) TURBULENTAS; Estas suelen definirse como rellenas. A veces, suelen producir sonidos " desarticulados y confusos ". El frente de la llama fluctúa velozmente, presentando muchos remolinos.

                         Estas turbulencias se deben al "flujo" en el tubo del mechero y a la "llama" misma.

                         Estas llamas se hallan directamente relacionadas, a flujos de gran velocidad y debido a que abarcan un gran área de combustión. Son muy eficientes en lo que se refiere a la producción de calor por unidad de volúmen.

 

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                      2. LLAMAS DE DIFUSION.

 

                      Los combustibles líquidos y sólidos y algunos gases ( en circunstancias especiales ), son los que  producen "este tipo de llamas".                     

                      Una vela proporciona un buen ejemplo. El combustible,  (cera en este caso), se funde y vaporiza por el calor de la llama y emerge como una corriente estacionaria de vapor, procedente de la mecha. El aire arrastrado, forma una corriente de convección hacia la base de la llama ( difunde de afuera, hacia adentro ). Debido, a que ciertas partes son ricas en combustibles, las llamas de difusión de los  hidrocarburos, suelen ser " amarillas ", a  causa  de  la presencia de partículas de carbón incandescentes.

                      Si no hay "aire" suficiente, para oxidar este carbón, en las últimas etapas de combustión, la llama puede producir " humo ".

                      Algunas llamas  de difusión " no producen carbón ", por ejemplo, la llama del  " alcohol metílico ".

 

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                      3.LLAMA BUNSEN.

 

                      El mechero "Bunsen" ha sido objeto, de numerosos y extensos estudios, debido a que se presta bien, para ilustrar importantes  conceptos relacionados con la llama.

 

                      Usando como combustible, el gas natural ( Metano CH4 ), o  algún otro hidrocarburo, tal como el etileno ( C2H4 ), y con la entrada de aire totalmente cerrada, se produce una llama " amarillo brillante". Esta es la llama de " difusión ", en la que el aire procede enteramente del exterior, " aire secundario ", que se difunde desde la atmósfera.

 

                      Al ir abriendo " lentamente ", la entrada de aire, el color amarillo ( de la llama ) disminuye y luego desaparece.

                       Las llamas constan de tres regiones básicas, bien diferenciadas.

                      La región más interna es oscura, se trata simplemente de "gas frío", sin quemar. Una " cabeza de fósforo " situada en dicha región, no ardería, pues el flujo de gas frío, " no permite que se eleve la temperatura ". La región oscura del gas sin quemar, está envuelta con una " capa ", en forma de " cono brillante " (de color verde azulado), de un espesor inferior a 1 mm.. En esta " estrecha " zona, el combustible reacciona con el aire premezclado, sin embargo en la llama Bunsen  corriente, la cantidad de aire premezclado es insuficiente para producir una combustión completa. Por lo tanto el " gas emergente "  de la zona de reacción, sirve aún como combustible.

 

                      El análisis demuestra que contiene monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H2), pero nada del metano original, este gas puede reaccionar con más oxígeno dando anhídrido  carbónico (CO2) y agua (H2O). El oxígeno adicional  necesario, para la combustión de los  gases  procedentes del cono interno, lo suministra el aire secundario  procedente de la atmósfera. Por lo tanto, el cono interno estará recubierto por una llama de difusión, color violeta y azulado, que se denomina, cono externo.

 

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                       4. COMPORTAMIENTO EN QUEMADORES.

 

                       La llama, se estabiliza en el tubo de un mechero, gracias al flujo del calor hacia el borde frío. La pérdida de calor, disminuye la velocidad de la llama en este punto y en consecuencia el frente se fija a las proximidades del borde.

 

                      Si este frente se alejase momentáneamente del borde,  perdería menos calor, " aumentando su velocidad " y volviendo a su posición primitiva de las mediaciones del borde.

 

                      Por otra parte, si el frente se desplaza hacia el mismo borde, perdería más calor, " disminuyendo la velocidad " de combustión, con lo que la corriente gaseosa llevaría de nuevo a la llama, a su posición original.

 

                      En este sentido, " cualquier superficie sólida ", puede actuar como soporte para la llama.

 

                      La altura del cono de la llama sobre el borde del mechero, se ajusta automáticamente dentro de los amplios límites existentes, para acomodarse al flujo gaseoso.

 

                      La superficie del cono está formada, como resultado de la distribución parabólica, del flujo en el tubo del mechero.

 

                      Con velocidades de flujos mayores, "aumenta" la altura del cono y cuando son menores," disminuye ". Sin embargo, por encima de cierto flujo límite, la llama se separa del mechero y puede llegar a apagarse ( soplos ).

 

                      Por otra parte, si el flujo es reducido de modo suficiente, el cono se hace casi plano. Disminuyendo aún  más, la llama tiende a penetrar en el interior del tubo, ésto se conoce con el nombre de " calado del mechero ".

 

                      Entre los límites del " soplo " y " calado " del mechero, el cono adquiere una altura tal, que la razón del volúmen del flujo, dividido por el área superficial del cono, tiene un valor constante, que se llama velocidad de combustión.

 

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                       5. LLAMAS FRIAS.

 

                       Una asombrosa "paradoja", merece especial mención. Un fenómeno luminoso tenue, conocido como la " llama fría ", se observa por ejemplo, cuando se calienta una mezcla de vapor de eter y oxígeno.

                      Tales llamas no son realmente frías, de hecho producen "cierto calor ". Pero al contrario de las llamas " ordinarias ", que avanzan de capa en capa del gas, por conducción térmica, la llama fría, actúa por difusión de las moléculas reactivadas o radicales libres, que inician los procesos químicos según avanzan.

 

                      La luz de las llamas frías, es una " quimiluminiscencia ", originada por las " moléculas exitadas " reducidas por la reacción.

 

                      También se conoce, en las llamas de descomposición, en las que una molécula tal, como el ozono (O3), se descompone en otras mas sencillas, en este caso en oxígeno (O2).

 

 

 

El presente ha sido extractado de. E.S.C.y.T. Vol.8.

Enciclopedia Salvat de Ciencia y Técnica

                

                

 

 

 

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