Científicos panameños estudian el comportamiento conductivo del fuego
- 25/04/2025 01:00
Los hallazgos de están investigación podrían aplicarse a cambios en los sistemas de detección, control y supresión de incendios, como también en el campo de la climatología. El fuego y la electricidad son formas de energía que han cautivado y esculpido la conciencia del ser humano desde sus inicios, pero, a pesar de que su dominio ha sido clave para la evolución de la sociedad humana, aún se desconocen aspectos clave sobre la naturaleza intrínseca de ambos fenómenos y su relación mutua.
Científicos de la Universidad Tecnológica de Panamá, con el apoyo del Centro de Estudios Multidisciplinarios en Ciencias, Ingeniería y Tecnología (CEMCIT AIP), han estudiado la relación mutua de estos fenómenos, específicamente en el comportamiento conductivo del fuego y de la pluma de calor.
Liderada por el doctor Dorindo Elam Cárdenas, docente e investigador de la Facultad de Ingeniería Eléctrica de esta casa de estudios superiores, la investigación titulada “Estudio de la llama y la pluma de calor como conductores de la corriente eléctrica” tuvo como objetivo determinar las propiedades y mecanismos de conductividad eléctrica del fuego y de la pluma de calor. Esta contó con el financiamiento de la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (Senacyt), a través de la Convocatoria Pública de Fomento a I+D (FID) 2023, y la gestión administrativa del CEMCIT AIP.
“Por medio de este proyecto de investigación buscamos evidencia experimental contundente que nos ayude a caracterizar el comportamiento electrodinámico en el fuego y la pluma de calor, es decir, verificar la posibilidad de que el fuego y la columna de aire caliente que se forma sobre la llama conduzcan la electricidad”, comparte el especialista en energía e incendios eléctricos.
Este estudio científico de tipo fundamental parte de la premisa de que el fuego puede considerarse una forma de plasma, o cuarto estado de la materia parecida al estado gaseoso, pero que, a diferencia de este, está compuesto con muchas partículas eléctricamente cargadas. “Esto hace del plasma un buen conductor de electricidad, lo cual también aplicaría al fuego como un tipo de plasma”, señala el doctor Cárdenas, también investigador asociado al CEMCIT AIP.
Para validar esta hipótesis, el equipo de investigación realizó experimentos de laboratorio para estudiar las propiedades y mecanismos de conductividad eléctrica, tanto del fuego como de la pluma de calor, combustionando un sólido de llama simple y sometiéndolo a un campo electromagnético generado por una bobina Tesla. Sumado a esto, se llevó a cabo el modelado y simulación matemática de los resultados de la experimentación, teniendo como resultado un modelo físico-matemático que ayudaría a explicar la conductividad eléctrica del fuego y la pluma de calor.
“Esta investigación representa un hito en la generación de nuevos conocimientos científicos de tipo fundamental y está cambiando el paradigma que tenemos sobre la generación de incendios eléctricos. Cabe señalar que este estudio científico fue realizado por completo en Panamá, con personal panameño tanto de profesores investigadores como estudiantes tesistas de la UTP, lo cual reafirma la posición y compromiso de la universidad en el desarrollo de investigación científica con impacto mundial”, concluye el científico, miembro del Sistema Nacional de Investigación (SNI) Panamá.
Los hallazgos de esta investigación podrían aplicarse a cambios en los sistemas de detección, control y supresión de incendios, como también en el campo de la climatología. “Este estudio científico aportará en las técnicas utilizadas por la industria de protección contra incendios. Asimismo, ayudará a entender fenómenos climatológicos, como la formación de rayos en las tormentas de fuego, las cuales ocurren sobre grandes incendios forestales”, culmina el doctor Cárdenas.
Colaboraron en este estudio científico los doctores Sherlie Portugal y Alejandro Von Chong, también docentes e investigadores de la Facultad de Ing. Eléctrica, miembros del SNI e investigadores asociados al CEMCIT AIP.
En los próximos meses, los científicos publicarán los resultados de la innovadora investigación en prestigiosas revistas científicas internacionales y continuarán desarrollando el modelo físico-matemático, realizando pruebas a mayor escala para estudiar con mayor profundidad este fenómeno.
El fuego y la electricidad son formas de energía que han cautivado y esculpido la conciencia del ser humano desde sus inicios, pero, a pesar de que su dominio ha sido clave para la evolución de la sociedad humana, aún se desconocen aspectos clave sobre la naturaleza intrínseca de ambos fenómenos y su relación mutua.
Científicos de la Universidad Tecnológica de Panamá, con el apoyo del Centro de Estudios Multidisciplinarios en Ciencias, Ingeniería y Tecnología (CEMCIT AIP), han estudiado la relación mutua de estos fenómenos, específicamente en el comportamiento conductivo del fuego y de la pluma de calor.
Liderada por el doctor Dorindo Elam Cárdenas, docente e investigador de la Facultad de Ingeniería Eléctrica de esta casa de estudios superiores, la investigación titulada “Estudio de la llama y la pluma de calor como conductores de la corriente eléctrica” tuvo como objetivo determinar las propiedades y mecanismos de conductividad eléctrica del fuego y de la pluma de calor. Esta contó con el financiamiento de la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (Senacyt), a través de la Convocatoria Pública de Fomento a I+D (FID) 2023, y la gestión administrativa del CEMCIT AIP.
“Por medio de este proyecto de investigación buscamos evidencia experimental contundente que nos ayude a caracterizar el comportamiento electrodinámico en el fuego y la pluma de calor, es decir, verificar la posibilidad de que el fuego y la columna de aire caliente que se forma sobre la llama conduzcan la electricidad”, comparte el especialista en energía e incendios eléctricos.
Este estudio científico de tipo fundamental parte de la premisa de que el fuego puede considerarse una forma de plasma, o cuarto estado de la materia parecida al estado gaseoso, pero que, a diferencia de este, está compuesto con muchas partículas eléctricamente cargadas. “Esto hace del plasma un buen conductor de electricidad, lo cual también aplicaría al fuego como un tipo de plasma”, señala el doctor Cárdenas, también investigador asociado al CEMCIT AIP.
Para validar esta hipótesis, el equipo de investigación realizó experimentos de laboratorio para estudiar las propiedades y mecanismos de conductividad eléctrica, tanto del fuego como de la pluma de calor, combustionando un sólido de llama simple y sometiéndolo a un campo electromagnético generado por una bobina Tesla. Sumado a esto, se llevó a cabo el modelado y simulación matemática de los resultados de la experimentación, teniendo como resultado un modelo físico-matemático que ayudaría a explicar la conductividad eléctrica del fuego y la pluma de calor.
“Esta investigación representa un hito en la generación de nuevos conocimientos científicos de tipo fundamental y está cambiando el paradigma que tenemos sobre la generación de incendios eléctricos. Cabe señalar que este estudio científico fue realizado por completo en Panamá, con personal panameño tanto de profesores investigadores como estudiantes tesistas de la UTP, lo cual reafirma la posición y compromiso de la universidad en el desarrollo de investigación científica con impacto mundial”, concluye el científico, miembro del Sistema Nacional de Investigación (SNI) Panamá.
Los hallazgos de esta investigación podrían aplicarse a cambios en los sistemas de detección, control y supresión de incendios, como también en el campo de la climatología. “Este estudio científico aportará en las técnicas utilizadas por la industria de protección contra incendios. Asimismo, ayudará a entender fenómenos climatológicos, como la formación de rayos en las tormentas de fuego, las cuales ocurren sobre grandes incendios forestales”, culmina el doctor Cárdenas.
Colaboraron en este estudio científico los doctores Sherlie Portugal y Alejandro Von Chong, también docentes e investigadores de la Facultad de Ing. Eléctrica, miembros del SNI e investigadores asociados al CEMCIT AIP.
En los próximos meses, los científicos publicarán los resultados de la innovadora investigación en prestigiosas revistas científicas internacionales y continuarán desarrollando el modelo físico-matemático, realizando pruebas a mayor escala para estudiar con mayor profundidad este fenómeno.