Testes recentes a bordo da Estação Espacial Internacional mostraram que o fogo no espaço pode ser menos previsível e potencialmente mais letal do que na Terra. "Houve experimentos", diz Dan Dietrich, engenheiro aeroespacial da Nasa, "onde observamos incêndios que achamos que não poderiam existir, mas o fizemos".
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Uma imagem composta de cores falsas de fogo no espaço. O amarelo brilhante traça o caminho de uma gota de combustível, encolhendo enquanto queima, produzindo fuligem verde. (Paul Ferkul / NASA)Galeria de fotos
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Esse incêndio continua a nos surpreender é surpreendente quando você considera que a combustão é provavelmente o mais antigo experimento de química da humanidade, consistindo de apenas três ingredientes básicos: oxigênio, calor e combustível.
Aqui na Terra, quando uma chama queima, ela aquece a atmosfera circundante, fazendo com que o ar se expanda e se torne menos denso. A força da gravidade atrai o ar mais frio e denso até a base da chama, deslocando o ar quente que se eleva. Este processo de convecção alimenta oxigênio fresco para o fogo, que queima até ficar sem combustível. O fluxo ascendente de ar é o que dá uma chama a sua forma de lágrima e faz com que ela pisque.
Mas coisas estranhas acontecem no espaço, onde a gravidade perde sua aderência em sólidos, líquidos e gases. Sem gravidade, o ar quente se expande, mas não se move para cima. A chama persiste por causa da difusão de oxigênio, com moléculas aleatórias de oxigênio entrando no fogo. Ausente do fluxo ascendente de ar quente, os incêndios na microgravidade são em forma de cúpula ou esféricos - e lentos, graças ao escasso fluxo de oxigênio. “Se você acender um pedaço de papel em microgravidade, o fogo lentamente se arrastará de uma extremidade à outra”, diz Dietrich. "Os astronautas estão muito animados para fazer nossos experimentos porque os incêndios espaciais realmente parecem bastante estranhos".
Esses incêndios podem parecer assustadoramente tranquilos para pessoas acostumadas à natureza caprichosa das chamas terrenas. Mas uma chama na microgravidade pode ser mais tenaz, capaz de sobreviver com menos oxigênio e queimando por longos períodos de tempo.
A NASA tem aplicações práticas em mente com suas pesquisas. Os cientistas esperam aprender se certos materiais são mais inflamáveis no espaço e, portanto, devem ser evitados. Experimentos sugerem que os extintores de incêndio da estação espacial que emitem gases em uma chama são menos eficazes do que em terra firme, uma vez que direcionam ar (e oxigênio) para o fogo, fornecendo combustível adicional.
Além disso, os dados obtidos a bordo da estação espacial - através de experimentos como comparar como o fogo se espalha em objetos planos versus esféricos - ajudarão os engenheiros a entender melhor o comportamento do combustível e das chamas na Terra, onde aproximadamente 75% de nossa energia vem de alguma forma. de combustão.
Os cientistas da NASA estão especialmente entusiasmados com as possíveis aplicações para um tipo de combustão bizarra e sem precedentes que observaram no espaço na última primavera: quando certos tipos de combustível líquido pegam fogo, eles continuam a queimar mesmo quando as chamas parecem ter sido extintas. A combustão de combustível ocorre em dois estágios. O primeiro fogo queima com uma chama visível que eventualmente se apaga. Mas pouco depois, o combustível reacende, assumindo a forma de "chamas frias" que queimam a temperaturas mais baixas e são invisíveis a olho nu.
Os cientistas ainda não têm uma explicação para esse fenômeno. Mas os engenheiros dizem que, se esse processo químico pudesse ser duplicado na Terra, o resultado poderia ser motores diesel que usam chamas frias para produzir menos poluentes atmosféricos.
O pesquisador da NASA, Paul Ferkul, diz que os experimentos de microgravidade fornecem uma oportunidade única para estudar a dinâmica subjacente do fogo "de um ponto de vista mais fundamental", examinando os processos de combustão "que seriam mascarados ou pelo menos complicados pela gravidade".