Para reproducir un incendio de 750 kW en laboratorio durante 10 minutos, el primer instinto es buscar cuánto combustible se necesita y en qué recipiente. Pero la física del fuego no funciona así: el tamaño de la bandeja no solo determina cuánto combustible cabe, sino también con qué intensidad arde. El ejercicio 5.7 de Drysdale demuestra por qué el diseño de un fuego de laboratorio requiere un proceso iterativo, y por qué el etanol y el heptano llevan a soluciones completamente distintas.
El punto de partida es estimar el diámetro de la bandeja asumiendo que el combustible arde a su tasa máxima, es decir, como si el charco fuera muy grande. Con esa suposición, el etanol necesita una bandeja de 1.54 metros de diámetro y el heptano solo 0.46 metros. Pero cuando se aplica la ecuación 5.11 de Drysdale a esos diámetros, la tasa real de combustión es mucho menor que la máxima, y el HRR resultante queda por debajo de los 750 kW requeridos. Eso obliga a aumentar el diámetro y repetir el cálculo.
Drysdale resuelve esto duplicando el área de la bandeja, es decir multiplicando el diámetro por la raíz de dos, lo que da 2.18 metros para el etanol y 0.65 metros para el heptano. Con esos diámetros, el etanol produce 825 kW y el heptano 765 kW, ambos suficientemente cercanos a los 750 kW de diseño. Para sostener esa potencia durante 10 minutos se necesitan 18.5 kg de etanol, equivalente a unos 23 litros, y 10.2 kg de heptano, equivalente a unos 14.6 litros.
La diferencia entre los dos combustibles revela algo importante: el heptano necesita una bandeja casi cuatro veces más pequeña en área que el etanol para generar la misma potencia. Eso se debe a que el heptano tiene una tasa de combustión por unidad de área mucho mayor, de modo que una bandeja pequeña ya puede generar 750 kW. El etanol, con su llama casi no radiante, necesita una superficie enorme para compensar su baja intensidad por metro cuadrado.
Los cálculos completos, con los tres pasos del proceso iterativo, están en la presentación adjunta.
Drysdale, D. (2011). An Introduction to Fire Dynamics, 3ª Ed. — Capítulo 5, Sección 5.1.1, Ejercicio 5.7, Tabla 5.2
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