Cuando un acto de terrorismo o un accidente de vehículo o industrial enciende combustible, el incendio o explosión resultante puede ser devastador. Hoy en día, los científicos describirán cuán largas pero microscópicas cadenas de polímeros podrían agregarse al combustible para reducir significativamente el daño de estos terroríficosincidentes sin afectar el rendimiento.
Los investigadores presentarán sus resultados hoy en la Reunión y Exposición Nacional de la Sociedad Química Americana ACS Primavera 2019.
El proyecto fue motivado por los ataques terroristas del 11 de septiembre de 2001. Ese día, aviones de pasajeros cargados de combustible se estrellaron contra las Torres Gemelas en el World Trade Center de la ciudad de Nueva York. El impacto desencadenó una cadena de eventos que finalmente trajeronabajo de los edificios, dice Julia Kornfield, Ph.D.
Cuando los aviones golpearon los edificios, su combustible se convirtió en neblina. La ignición de la neblina explotó cientos de ventanas proporcionando más aire para alimentar el fuego, rompió membranas de concreto entre los pisos y quitó el aislamiento de las vigas de acero, dice.no se había producido nebulización de combustible, la destrucción inicial no habría sido tan grave y los edificios podrían haber resistido el daño menor, dice Kornfield, quien estudia los polímeros y el comportamiento del flujo en el Instituto de Tecnología de California.
Después del ataque, uno de sus colegas sugirió que agregar pequeñas cantidades de polímeros al combustible podría limitar la nebulización durante un impacto de alta velocidad y reducir el riesgo de incendio o explosión posterior. Impulsados por la sugerencia, Kornfield y su equipo comenzaron una búsquedapara polímeros adecuados que puedan disipar la energía de impacto que normalmente rompería las gotas de combustible en una niebla.
Otros investigadores que persiguen este objetivo han desarrollado polímeros "ultra largos" que pueden disminuir el resultado de un impacto, resultando en incendios más cortos y fríos. Sin embargo, los polímeros ultra largos no son muy prácticos porque interfieren con la operación del motor, señala Kornfield. Tambiénse descomponen irreversiblemente en moléculas más pequeñas cuando pasan por tuberías o bombas, perdiendo eficacia.
Como alternativa, su equipo creó polímeros que pueden unirse de manera reversible de extremo a extremo a través del ácido carboxílico y grupos amina para formar "megasupramolecules", que son tan largos como polímeros ultra largos pero no se rompen en tuberías o bombas.Los investigadores, que crearon videos sobre el trabajo, cofinanciaron a la empresa emergente Fluid Efficiency para desarrollar aún más los polímeros y proporcionar muestras para su evaluación a compañías petroquímicas, productores de lubricantes y operadores de tuberías.
Los resultados han sido alentadores. La nebulización se redujo significativamente en el combustible tratado con los polímeros, y después de que se encendió el combustible, la llama se apagó automáticamente. Una prueba reciente sugiere que las moléculas de megasupra agregadas en una refinería o depósito de combustible permanecerían activas después deKornfield dice que pasa por más de 600 millas de tuberías y cientos de bombas, y señala que los polímeros ultra largos habrían perdido la mayor parte de su potencia después de 50 millas. "Este es un paso importante para proporcionar un aditivo que pueda mejorar la seguridad del transporte para todos los usuarios que reciben combustiblea través de una red de tuberías sin preocuparse de que se perdiera la protección en tránsito ", explica.
Las moléculas de Kornfield tienen otras ventajas. Mejoran la lubricación y el flujo a través de tuberías y mangueras durante la distribución de combustible. Debido a que la estructura principal de hidrocarburos de las moléculas de polímero se asemeja a la del combustible, permanecen solubles incluso a bajas temperaturas. Además, las moléculas se descomponen en pequeñoscuando pasan a los motores y se queman con el combustible, para que no interfieran con el rendimiento del motor. Como beneficio adicional inesperado, el aditivo reduce la formación de hollín por los motores de combustible diesel en un 12 por ciento, según las pruebas preliminares de la Universidad de California,Orilla.
En la actualidad, los polímeros agregarían un centavo o dos al costo de un galón de combustible, lo que, según ella, es un poco costoso. Les gustaría colaborar con socios que pueden reducir el precio y probar el rendimiento de las moléculas con unvariedad de combustibles. El Ejército de los EE. UU. planea estudiar la utilidad de los aditivos en escenarios que involucran varios impactos y proyectiles, como dispositivos explosivos improvisados.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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