Tema disponible en pdf: Definición de calentamiento espontáneo. Temperatura de ignición. Factores que plantean situación peligrosa para la ignición espontánea: Oxidación, descomposición, polimerazión, acción biológica. Condiciones que afectan al calentamiento espontáneo: Geometría del material, Área superficial disponible. Aislamiento del entorno circundante. Calentamiento por reacción de oxidación.
Theme available in PDF: Definition of spontaneous warming. Ignition temperature. Factors that raise dangerous situation for spontaneous ignition: oxidation, decomposition, polymerazzión, biological action. Conditions that affect spontaneous heating: material geometry, available surface area. Isolation of the surrounding environment. Heating by oxidation reaction.
FUENTES DE ENERGÍA QUÍMICA: IGNICIÓN ESPONTÁNEA
Curso online de Química del Fuego
¿Qué es el calentamiento espontáneo?
Calentamiento espontáneo: Proceso de aumento de temperatura de un material dado, sin que para ello extraiga calor de su entorno.
El calentamiento espontáneo de un material hasta su temperatura de ignición tiene por resultado la ignición espontánea o la combustión espontánea.
Factores que plantean situación peligrosa para la ignición espontánea
Las condiciones bajo las cuales estos factores fundamentales operan hasta llegar a plantear una situación peligrosa son muchas y muy variadas.
La generación de calor se da a menudo por una o por la combinación de las siguientes reacciones que liberan energía (reacciones exotérmicas):
- Oxidación (combinación química de un material con oxígeno).
- Descomposición (el material se divide en sus elementos)
- Polimerización (combinación de moléculas de bajo peso molecular en un solo compuesto de alto peso molecular).
- Acción biológica (descomposición bacterial).
Estas reacciones a menudo ocurren normalmente (a bajas velocidades) sin acumulación de calor. El incremento de la temperatura del material se da cuando la pérdida de calor en los alrededores es reducida.
Condiciones que afectan a la ignición espontánea
Las condiciones que afectan al calentamiento espontáneo son:
- La geometría del material
- El área superficial disponible
- El aislamiento del entorno circundante.
Varios arreglos de las reacciones mencionadas y otras condiciones permitirán el desarrollo del calentamiento espontáneo y conducirán a la ignición del material produciendo combustión con o sin llamas.
Calentamiento por reacción de oxidación
Hay tres circunstancias que tienen una gran relación con la peligrosidad del calentamiento originado por la reacción de oxidación, que son:
- La cantidad de aire disponible.
- La tasa de generación de calor.
- Las propiedades aislantes del entorno inmediato.
Prácticamente todas las sustancias orgánicas expuestas a la atmósfera que sean capaces de combinarse con oxígeno se oxidan a cierta temperatura crítica con desprendimiento de calor.
La tasa de oxidacióna temperaturas normales es generalmente tan baja que el calor que se desprende se transfiere al entorno inmediato a la misma velocidad con que se forma, con el resultado de que no existe aumento de temperatura en el material combustible sujeto a oxidación.
Sin embargo, esto no es válido para todos los materiales combustibles, puesto que ciertas reacciones de oxidación a temperaturas normales se genera calor más rápidamente de lo que se puede disipar, dando lugar a la ignición espontánea.
Para que se verifique una ignición espontánea debe disponerse de cantidad de aire suficiente para permitir la oxidación, aunque no tanta como para que el calor se elimine por convección a la misma velocidad que se forma.
Un trapo empapado en aceite vegetal, que podría calentarse espontáneamente estando situado en el fondo de un cubo de basura, normalmente no se calentaría si estuviera colgado en un tendedero, donde el movimiento del aire eliminaría el calor.
Tampoco es de esperar que se calentara si estuviera contenido en una bola de trapos firmemente comprimidos. Por el contrario, una bola que no estuviera empaquetada de ese modo, debido a la existencia de mayor cantidad de aire y a su efecto aislante, podría proporcionar las condiciones ideales para que se produjera el calentamiento.
Debido a la gran cantidad de posibles combinaciones de los factores interconectados de suministro de aire y aislamiento, es imposible predecir con exactitud en qué condiciones puede calentarse espontáneamente un material.
En presencia de aire, las sustancias objeto de oxidación comienzan a formar productos de oxidación parcial que pueden actuar como catalizadores del siguiente paso de oxidación.
Por ejemplo, el aceite de oliva rancio, expuesto al aire, se oxida a una velocidad mayor que el aceite fresco que no ha sido expuesto al aire.
La adición de calor puede iniciar un calentamiento espontáneo en algunos materiales combustibles que no están sujetos a este fenómeno a temperaturas ordinarias. En estos casos, el precalentamiento aumenta la tasa de oxidación lo suficiente para que el calor se produzca a mas velocidad de la que se pierde.
Muchos incendios han comenzado por el calentamiento espontáneo de espuma de caucho después de su precalentamiento en un secador.
La oxidación bacteriana es causa corriente del calentamiento de las cosechas agrícolas por ser el calor uno de sus productos.
Puesto que la mayor parte de las bacterias no sobrevive a temperaturas muy superiores a los 70 u 80°C, se cree que el calentamiento continuado de los productos agrícolas hasta alcanzar sus temperaturas de ignición podría deberse a la oxidación rápida iniciada a continuación de un precalentamiento bacteriológico.
El contenido de humedad de los productos agrícolas tiene una definida influencia en el riesgo de calentamiento espontáneo.
El heno húmedo o curado indebidamente tiende a calentarse dentro de los pajares. Tal calentamiento puede producir la ignición en un período de entre dos y seis semanas después del almacenamiento.
La harina de alfalfa que haya estado expuesta a la lluvia y almacenada a continuación en silos o pilas es muy propensa al calentamiento espontáneo.
Los porotos de soja almacenadas en silos provocan la llamada “combustión de silo” (el grano próximo a las paredes del silo se chamusca debido a la condensación de humedad en las superficies internas de las paredes y al autocalentamiento del grano).
Otros productos agrícolas susceptibles de calentamiento espontáneo son aquellos con alto contenido de aceites oxidables, tales como la de harina de maíz, la linaza y el salvado de arroz.
1 Comentarios
Muy buena información, gracias por compartir.
ResponderEliminarLos comentarios nuevos no están permitidos.