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La semana pasada recordamos que, contrario a los deseos de Zeus, Prometeo proporcionó el fuego a los hombres, quienes lo utilizaron en sus actividades de alimento y abrigo. Sin embargo, a pesar de que el fuego ayuda a crear, también destruye. Por el impacto que un incendio puede tener, es importante determinar la raíz del evento y dar seguimiento a sus etapas (dispersión atmosférica, incendio y explosión); sobre estas últimas, se habla de un efecto dominó cuando el accidente que antecede origina al posterior. El origen del fallo típicamente inicia con la pérdida de contención de alguna sustancia, generando una dispersión atmosférica. Alrededor del 40% de estas fallas evoluciona en algún tipo de incendio. ¹

Es amplio el conocimiento que hay sobre las propiedades (límites de inflamabilidad, energías mínimas de ignición, temperatura de inflamación, y temperatura de autoignición) de las sustancias puras y mezclas utilizadas en los procesos de la Ingeniería Química. Lo anterior se ha obtenido por métodos experimentales; no obstante, su estudio continuo ha logrado predicciones precisas y fiables. ²

Por ejemplo, una mezcla combustible arde en el aire en un rango inflamable que depende de la concentración de gases inflamables. Así, hay un límite inferior (LFL) y superior de inflamabilidad (UFL) cuando la concentración de gases es demasiado pobre o rica, respectivamente. Estos límites son clave para predecir llamaradas, incendios permanentes y evaluar la posibilidad de explosión; es decir, sirven para diseñar sistemas de protección. Conocer los riesgos que conlleva la explosión con el aire de mezclas de combustibles (líquidos gaseosos o vaporizados) ayuda a garantizar la seguridad en aplicaciones industriales, domésticas y aeronáuticas.

La dinámica de fluidos computacional (CFD) es una herramienta ampliamente utilizada en las áreas de s eguridad de procesos y prevención de pérdidas. Estas técnicas permiten el estudio del comportamiento de los accidentes, en condiciones y geometrías diversas, a través de modelos de flujos laminares y de reactivos, lo que conlleva al estudio de la combustión a través de modelos de transferencia de masa. Con la integración y solución simultánea de estos modelos se obtienen contornos de concentraciones de gases en diferentes escenarios, lo cual permite conocer zonas de posibles incendios o simples dispersiones (nubes tóxicas). Cuando se producen los incendios, se estiman las dimensiones de las llamas y sus fluctuaciones con respecto al tiempo, lo que a su vez sirve para determinar los flujos de radiación térmica (causantes del colapso de estructuras de acero).

En conclusión, la metodología CFD es una herramienta segura para estudiar incendios ³, a pesar de que el costo computacional es una de sus grandes limitantes. Indiscutiblemente, el estudio de los incendios continuará pues aún esconden misterios que es necesario entender para minimizar riesgos. Aún más, redescubrir el fuego nos lleve a nuevas épocas, futuros donde se encuentren mejores opciones para la aplicación del fuego en beneficio de la sociedad y del planeta.