Una llama fría es una llama que tiene una temperatura máxima por debajo de los 400 °C (752 °F). [1] Por lo general, se produce en una reacción química de una determinada mezcla de aire y combustible. A diferencia de la llama convencional, la reacción no es vigorosa y libera muy poco calor, luz y dióxido de carbono . Los fuegos fríos son difíciles de observar y son poco comunes en la vida cotidiana, pero son responsables de la detonación del motor : la combustión indeseable, errática y ruidosa de los combustibles de bajo octanaje en los motores de combustión interna . [2] [3] [4]
Las llamas frías fueron descubiertas accidentalmente en la década de 1810 por Sir Humphry Davy , quien estaba insertando un alambre de platino caliente en una mezcla de aire y vapor de éter dietílico. "Cuando el experimento sobre la combustión lenta del éter se hace en la oscuridad, se percibe una luz fosforescente pálida sobre el alambre, que por supuesto es más clara cuando el alambre deja de encenderse. Esta apariencia está relacionada con la formación de un peculiar sustancia volátil acre que posee propiedades ácidas". [5] : 79 Después de notar que ciertos tipos de llamas no le quemaban los dedos ni encendían una cerilla, también descubrió que esas llamas inusuales podían convertirse en llamas convencionales y que, en ciertas composiciones y temperaturas, no requerían una fuente de ignición externa, como una chispa. o material caliente. [2] [5] [6]
Harry Julius Emeléus fue el primero en registrar sus espectros de emisión, y en 1929 acuñó el término "llama fría". [7] [8]
La llama fría puede ocurrir en hidrocarburos , alcoholes , aldehídos , aceites , ácidos , ceras , [9] e incluso metano . La temperatura más baja de una llama fría está mal definida y se establece convencionalmente como la temperatura a la que la llama puede detectarse a simple vista en una habitación oscura (las llamas frías apenas son visibles a la luz del día). Esta temperatura depende ligeramente de la proporción de combustible a oxígeno y depende en gran medida de la presión del gas: existe un umbral por debajo del cual no se forma una llama fría. Un ejemplo específico es 50% n- butano –50% oxígeno(en volumen) que tiene una temperatura de llama fría (CFT) de aproximadamente 300 °C a 165 mmHg (22,0 kPa). Se informó uno de los CFT más bajos (156 °C) para una mezcla de C 2 H 5 OC 2 H 5 + O 2 + N 2 a 300 mmHg (40 kPa). [10] El CFT es significativamente más bajo que la temperatura de autoignición (AIT) de la llama convencional (consulte la tabla [8] ). [2]
Los espectros de las llamas frías consisten en varias bandas y están dominadas por las azules y violetas, por lo que la llama suele aparecer de color azul pálido. [11] El componente azul se origina en el estado excitado del formaldehído (CH 2 O*) que se forma a través de reacciones químicas en la llama: [8]
Una llama fría no se inicia instantáneamente después de que se aplican la presión y la temperatura de umbral, sino que tiene un tiempo de inducción. El tiempo de inducción se acorta y la intensidad del resplandor aumenta con el aumento de la presión. Con el aumento de la temperatura, la intensidad puede disminuir debido a la desaparición de los radicales peroxi necesarios para las reacciones de brillo anteriores. [8]