Propiedades
del hidrógeno gaseoso |
Las
propiedades físicas y químicas de los combustibles gaseosos como el
metano, propano e hidrógeno son bastante diferentes de los combustibles
líquidos más comúnmente usados como la gasolina. El hidrógeno no es
ni más ni menos peligroso en sí que la gasolina, el propano o el
metano. La contribución potencial de una propiedad en particular del
hidrógeno a un peligro determinado depende fuertemente de las
condiciones específicas bajo las cuales el hidrógeno es liberado y/o
confinado.
Las
propiedades más importantes del hidrógeno relativas a la seguridad se
resumen en los siguientes puntos (para un listado más exhaustivo de las
propiedades del hidrógeno, metano y gasolina ver Hord –1976–):
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Densidad;
es el más ligero de los elementos.
-
Densidad respecto al aire: el hidrógeno gaseoso a
temperatura ambiente tiene mucha menos densidad que el aire.
-
Difusión:
aunque el trasporte de gas por difusión es mucho menor que el
debido a la diferencia de densidad con el aire, el hidrógeno se
difunde en el aire mucho más deprisa que otros gases combustibles.
-
Color,
olor, gusto y toxicidad: el hidrógeno como el metano y propano
es incoloro, inodoro e insípido y no tóxico.
-
Inflamabilidad
y características de la llama: el hidrógeno es inflamable en el
aire en un amplio rango de concentraciones y arde, en ausencia de
impurezas, con una llama casi invisible.
-
Energía
de ignición: el hidrógeno puede entrar en ignición con una
cantidad de energía muy pequeña
-
Límites
de detonación: el hidrógeno puede detonar en un rango de
concentración bastante amplio cuando esta confinado pero es muy difícil
que detone en espacios abiertos.
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Velocidad
de la llama: el hidrógeno, para
concentraciones medias, tiene una velocidad de llama mayor
que otros combustibles.
-
Temperatura
de ignición: el hidrógeno tiene mayor temperatura de ignición
que los combustibles comunes.
Algunas
de las propiedades anteriores son menos criticas que otras desde el
punto de vista de la seguridad. Tan sólo un pequeño número de ellas
se pueden considerar decisivas a la hora de evaluar los peligros
potenciales y establecer sus factores de riesgo. Las condiciones
normales de temperatura y presión (NTP) corresponden a propiedades a 0ºC
y 1 atmósfera.
Se
debe realizar una distinción entre la velocidad de empuje y la
velocidad de difusión. El empuje responde a la velocidad de una nube de
gas que permanece cohesionada. La difusividad describe la velocidad a la
cual las moléculas individuales penetran en el volumen de otro gas.
Ambos parámetros son necesarios para explicar la velocidad con la que
la nube de hidrogeno se dispersa en el aire.
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Velocidad
de difusión en el aire a NTP: la velocidad a la cual un combustible
gaseoso se difunde en el aire.
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Velocidad
ascensional en el aire NTP: la velocidad a la cual el combustible
gaseoso se eleva en el aire por las fuerzas de empuje.
-
Energía
térmica radiada: energía emitida por radiación desde la zona de
combustión hacia sus proximidades.
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Quenching
en el aire a NPT: la máxima distancia, entre dos superficies planas
de acero, que evita la propagación de las llamas o chispas a través
de dicha separación.
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Distancia
de inducción a la detonación a NPT: la distancia necesaria para
que una deflagración se convierta en una detonación en una mezcla
aire/hidrógeno.
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Limitación
de oxígeno: la concentración mínima de oxígeno que soportaría
la propagación de la llama en una mezcla con concentraciones
desconocidas de combustible, aire y nitrógeno. Si esta mezcla
contiene menos de un 5% en volumen de oxígeno la llama no podrá
propagarse.
-
Máxima
distancia experimental de seguridad (MESG) en el aire a NTP: la
combustión del combustible depende en gran medida de si el proceso
ocurre en una zona total o parcialmente confinada, o bien en
espacios abiertos dado que la sobrepresión puede provocar una
situación de accidente.
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Propiedades
del hidrógeno líquido |
El
hidrógeno líquido es el segundo líquido criogénico de menor
temperatura después del
helio.
La
relación densidad hidrógeno líquido densidad hidrógeno a temperatura
ambiente es muy alta (845).
El
calor de vaporización es muy pequeño comparado con el de otros
combustibles criogénicos.
La
viscosidad del hidrógeno líquido es muy pequeña comparada con otros
combustibles criogénicos.
El
coeficiente de difusividad del vapor es muy alto.
La
velocidad de vaporización para vertidos líquidos en el caso
estacionario en sin arder es extremadamente rápida.
La
velocidad de combustión de los líquidos vertidos es muy rápida.
La
energía de explosión del hidrógeno líquido en unidades de TNT es
menor que para otros combustibles.
La
presión necesaria para mantener líquido el hidrógeno a temperatura
ambiente es muy grande. |
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