La fuga térmica describe un proceso que se acelera al aumentar la temperatura , liberando a su vez energía que aumenta aún más la temperatura. La fuga térmica ocurre en situaciones en las que un aumento de temperatura cambia las condiciones de una manera que provoca un aumento adicional de la temperatura, lo que a menudo conduce a un resultado destructivo. Es una especie de retroalimentación positiva incontrolada .
En química (e ingeniería química ), la fuga térmica se asocia con reacciones fuertemente exotérmicas que se aceleran con el aumento de temperatura. En ingeniería eléctrica , la fuga térmica se asocia típicamente con un mayor flujo de corriente y disipación de potencia . La fuga térmica puede ocurrir en la ingeniería civil , especialmente cuando no se controla el calor liberado por grandes cantidades de concreto curado . [ cita requerida ] En astrofísica , las reacciones de fusión nuclear descontroladas en las estrellas pueden conducir a la novay varios tipos de explosiones de supernovas , y también ocurren como un evento menos dramático en la evolución normal de las estrellas de masa solar, el " destello de helio ".
Algunos investigadores del clima han postulado que un aumento de la temperatura promedio global de 3 a 4 grados Celsius por encima de la línea de base preindustrial podría conducir a un aumento mayor sin control de las temperaturas de la superficie. Por ejemplo, las liberaciones de metano , un gas de efecto invernadero más potente que el CO 2 , de los humedales , el derretimiento del permafrost y los depósitos de clatrato del lecho marino en los márgenes continentales podrían estar sujetos a retroalimentación positiva . [1] [2]
La fuga térmica también se llama explosión térmica en ingeniería química o reacción fuera de control en química orgánica . Es un proceso mediante el cual una reacción exotérmica se sale de control: la velocidad de reacción aumenta debido a un aumento de temperatura, lo que provoca un aumento adicional de temperatura y, por lo tanto, un aumento rápido adicional de la velocidad de reacción. Esto ha contribuido a accidentes químicos industriales , sobre todo el desastre de la ciudad de Texas en 1947 por el sobrecalentamiento del nitrato de amonio en la bodega de un barco, y la explosión de zoaleno en 1976 , en una secadora, en King's Lynn .[3] La teoría de Frank-Kamenetskii proporciona un modelo analítico simplificado para la explosión térmica. La ramificación de la cadena es un mecanismo de retroalimentación positiva adicional que también puede hacer que la temperatura se dispare debido al rápido aumento de la velocidad de reacción.
Las reacciones químicas son endotérmicas o exotérmicas, expresadas por su cambio de entalpía . Muchas reacciones son altamente exotérmicas, por lo que muchos procesos de refinería de petróleo y a escala industrial tienen cierto nivel de riesgo de fuga térmica. Estos incluyen hidrocraqueo , hidrogenación , alquilación (S N 2), oxidación , metalación y sustitución aromática nucleofílica . Por ejemplo, oxidación de ciclohexano en ciclohexanol y ciclohexanona y orto-xileno en anhídrido ftálico. han provocado explosiones catastróficas cuando falló el control de reacción.
La fuga térmica puede resultar de reacciones secundarias exotérmicas no deseadas que comienzan a temperaturas más altas, después de un sobrecalentamiento accidental inicial de la mezcla de reacción. Este escenario estuvo detrás del desastre de Seveso , donde la fuga térmica calentó una reacción a temperaturas tales que, además del 2,4,5- triclorofenol previsto , también se produjo la venenosa 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxina , y fue ventilado al medio ambiente después de que estalló el disco de ruptura del reactor . [4]