As chamas de hidrogênio podem se propagar mesmo com muito pouco combustível, dentro de lacunas surpreendentemente estreitas e podem estender-se à quebra em padrões fractais. Esse é o comportamento físico inesperado desse gás quando ele queima, que foi detectado por uma equipe científica liderada por pesquisadores da Universidade Carlos III de Madrid (UC3M). Esses resultados podem ajudar a melhorar a segurança dos dispositivos movidos a hidrogênio.

O estudo, publicado na última edição da revista Cartas de revisão física , detalha os resultados de experimentos que demonstraram que as chamas de hidrogênio podem sobreviver em condições mais extremas do que se pensava anteriormente. Nesta pesquisa, liderado por Fernando Veiga, Eduardo Fernández-Tarrazo e Mario Sánchez Sanz, do Departamento de Engenharia Térmica e de Fluidos UC3M, Daniel Martínez Ruiz, da Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Mike Kuznetsov do Karlsruhe Institute of Technology (Alemanha) e Joachim Grune da Pro-Science GmbH (Alemanha) também participaram.

"Nosso artigo mostra que as chamas de hidrogênio são capazes de se propagar em espaços muito estreitos de um milímetro ou mais, criando uma situação indesejável e perigosa, "explicou Fernando Veiga, um dos pesquisadores que realizou grande parte do trabalho experimental.

Usar hidrogênio como combustível pode ajudar a reduzir as emissões de dióxido de carbono, mas seu armazenamento e transporte podem apresentar certos riscos. Neste estudo, pesquisadores demonstraram empiricamente que o gás pode queimar em situações inesperadas. Para aquele propósito, a equipe testou diluições de combustível gasoso em um espaço de apenas alguns milímetros de largura e descobriu que o hidrogênio pode queimar continuamente, mesmo quando sua concentração é de apenas 5% em volume.

Estruturas fractais

As chamas de hidrogênio são quase invisíveis a olho nu e emitem muito pouco calor radiante, o que os torna difíceis de detectar. Para fazer isso, os pesquisadores usaram um método especial para rastrear seu movimento e uma câmera de alta velocidade para rastrear o caminho das chamas durante sua propagação. Eles confirmaram que formam um caminho fractal à medida que se propagam, isso é, eles adotam uma forma geométrica cuja estrutura básica se repete em diferentes escalas. "A gravação de vídeo revela esse caminho fractal, que permite precisamente o acesso eficiente da chama ao novo combustível à medida que ele queima, "Assinalou Mario Sánchez Sanz.

O hidrogênio constitui uma fonte de energia limpa e eficiente, e como tal, as tecnologias de geração de energia baseadas em seu uso aumentarão significativamente no futuro próximo. De acordo, "seus protocolos de design e segurança terão que levar em consideração essas novas formas de propagação, "observou Daniel Martínez Ruiz, professor da ETSI Aeronáutica y del Espacio (Escola de Aeronáutica e Engenharia Espacial) da UPM.

Esses resultados podem ser úteis para equipes de engenharia que projetam sistemas de armazenamento de hidrogênio, que precisará levar em consideração sua extrema inflamabilidade, mesmo em espaços muito estreitos. As células a combustível de hidrogênio são usadas como fonte de energia em carros e motocicletas, por exemplo. "Um vazamento de hidrogênio e seu acúmulo em um espaço confinado podem levar a esses tipos de chamas, "acrescentou Mario Sánchez Sanz.

De acordo com os pesquisadores, mais estudos desse tipo são necessários para avaliar a segurança em relação a vazamentos em veículos movidos a hidrogênio e outros dispositivos relacionados. Sobre tudo, dentro do contexto atual da necessidade de reduzir as emissões de gases de efeito estufa e combater as mudanças climáticas, parece imperativo acelerar o desenvolvimento e o uso de tecnologias de energia baseadas em hidrogênio.