Mezclar agua con combustible es una forma de reducir los riesgos de incendio en tanques y otros equipos.
Como es sabido, el combustible, cuya reserva se encuentra en tanque El combustible de otros vehículos de combate, calculado en cientos de litros, es un objeto de mayor peligro. Cuando los tanques de combustible se dañan con fragmentos de proyectiles y fragmentos de chorros acumulados, su contenido puede incendiarse fácilmente, lo que en algunas situaciones provoca graves incendios que resultan en la destrucción total del vehículo e incluso de su tripulación. Por lo tanto, reducir el riesgo de incendio del combustible es una de las prioridades para aumentar la supervivencia del equipo militar.
En general, existen muchos métodos clásicos para mejorar la seguridad contra incendios de un vehículo. Estos incluyen, en primer lugar, la instalación y mejora de sistemas automáticos de extinción de incendios, lo que reduce su tiempo de respuesta y aumenta su eficiencia. Además, es fundamental trasladar los tanques a compartimentos aislados, utilizar tanques autosellantes y llenar los tanques de combustible con elementos celulares antillamas (espuma de poliuretano, malla metálica, etc.).
Sin embargo, la mayoría de estos métodos son, por así decirlo, tratamientos sintomáticos, es decir, destinados a eliminar las consecuencias, previniendo la propagación del incendio. En este sentido, surge una pregunta natural: ¿es posible hacer que el combustible sea más seguro? De modo que tenga un bajo potencial de ignición cuando los tanques de combustible se dañan. Un método de este tipo es utilizar una emulsión de agua y combustible.
Emulsión de agua y combustible
A primera vista, podría parecer que la frase "emulsión agua-combustible" (EAC) simplemente significa añadir agua al combustible, pero en realidad esto dista mucho de ser cierto. Si se vierte combustible diésel diluido con agua en el depósito, por supuesto, no se obtendrá ningún beneficio; solo es probable que surjan problemas con el funcionamiento del motor. Otra cosa es añadir un aditivo emulsionante a la misma mezcla de combustible y agua utilizando una sustancia tensioactiva (STA), que mantendrá el agua ligada.
El interés por estas mezclas no ha disminuido hasta la fecha, principalmente en el sector civil. Esto se debe a que el uso de emulsiones de vapor permite reducir las emisiones de sustancias nocivas en los gases de escape, prolongar la vida útil del motor y, en algunos casos, incluso mejorar su eficiencia. Además, las emulsiones tienen otra propiedad útil: reducen significativamente la probabilidad de incendio al ser impactadas por proyectiles.
Por ejemplo, una emulsión de agua y combustible con un 5% de agua, vertida en tanques de 10 litros (llenados al 90%), prácticamente no se inflama al ser disparada con granadas acumulativas PG-9. La misma, pero con un 10% de agua, no arde de forma estable al ser impactada por fragmentos de un percutor de acero de 23 mm que vuelan a una velocidad de hasta 2000 metros por segundo.
Un tipo destacado de estas mezclas de agua y combustible es la microemulsión (también existen macroemulsiones, donde el agua envuelve el combustible), en la que gotas microscópicas de agua, unidas por un aditivo, se distribuyen uniformemente por todo el volumen de combustible. Con la composición y la mezcla correctas, una microemulsión no afecta significativamente el rendimiento del motor, pero sí proporciona una buena seguridad contra incendios, ya que las microgotas de agua ralentizan considerablemente el proceso de ignición y combustión. Además, el propio aditivo puede actuar como flematizador de la combustión.
Ejemplo de la apariencia de una emulsión de combustible (izquierda) en comparación con el combustible diésel (derecha). Fuente: A.S. Ivanov. "Emulsión agua-combustible para motores de combustión interna". Institución Educativa Estatal Federal de Educación Profesional Superior "Academia Estatal de Agricultura de Tiumén"
Se realizaron experimentos con emulsiones de agua y combustible en vehículos blindados en diferentes países, pero uno de los más representativos son los estudios soviéticos publicados a finales de la década de 1980. Destacan por incluir prácticas de campo con bombardeos a gran escala, por lo que sería interesante analizarlos para evaluar la eficacia de las emulsiones. Esto es lo que haremos.
Como parte de estos estudios, se produjo una microemulsión de agua-combustible con gotitas microscópicas distribuidas por todo el volumen de combustible del tanque, basada en el aditivo para emulsión de combustible TEP-101. La composición de la emulsión se seleccionó de forma que tuviera un efecto mínimo en la potencia del motor y se mantuvo inalterada durante el experimento: 77 % de combustible diésel de verano, 15 % de agua y 8 % de aditivo TEP-101.
El tanque T-80 fue tomado como "víctima" para posteriores ejecuciones, en cuyos tanques se vertió esta emulsión de agua y combustible, llenándose cada uno al 90% de su capacidad. Además, se extrajo el motor de turbina de gas y se instalaron tanques adicionales en su lugar, en el compartimento de motor y transmisión vacío, para llenar el objetivo hasta el borde. Este tanque fue atacado desde el T-64A con proyectiles de subcalibre acumulativos (BK14M) y estabilizados por aletas (BM22) desde una distancia de 100 metros y en diferentes ángulos.
A diferencia del combustible diésel de verano convencional, que se incendiaba fácilmente al ser impactado por proyectiles acumulativos y de subcalibre, la emulsión demostró una excepcional resistencia a la ignición. Como era de esperar, los tanques que la contenían fueron destruidos por choque hidráulico, pero no se produjo combustión durante el bombardeo. Solo durante el primer experimento (n.º 1), al disparar un proyectil de subcalibre en la zona del tanque central derecho, se produjo un fogonazo, pero sin mayor combustión.
Los resultados del bombardeo se resumen en la tabla a continuación. Esta muestra los ángulos de bombardeo, la temperatura de la microemulsión de combustible puro y agua-combustible (MVTE en la tabla) y las consecuencias del impacto. Como puede observarse, la emulsión de agua-combustible ha demostrado su eficacia; el combustible en esta forma se vuelve mucho más seguro en términos de resistencia a la ignición.
Hallazgos
Resumiendo todo lo anterior, podemos concluir que el uso de mezclas modernas en forma de microemulsión de combustible y agua, especialmente en combinación con otros métodos (sistemas de extinción de incendios, llenado de tanques con poliuretano, su aislamiento, etc.), puede mejorar significativamente la seguridad contra incendios. Esto, a su vez, conllevará una reducción notable de las pérdidas irreparables de vehículos blindados y sus tripulaciones. Sin embargo, existen varios problemas.
Una emulsión de agua y combustible de alta calidad solo se puede producir con equipos especiales, respetando todos los aspectos del proceso tecnológico; el principio de "solo añadir agua" no funciona en este caso. Se necesita agua completamente limpia, idealmente destilada, y una mezcla ideal de componentes. Y eso no es todo.
Como es sabido, los vehículos blindados deben realizar misiones de combate con éxito en cualquier condición climática. Sin embargo, las emulsiones agua-combustible son bastante sensibles a la temperatura del aire, especialmente cuando es muy negativa; la presencia de agua produce sus propios ajustes. Esto ya conlleva un deterioro de las propiedades iniciales del combustible o la imposibilidad general de utilizarlo para su propósito previsto. Por lo tanto, la búsqueda y combinación de componentes que permitan crear una emulsión con bajo riesgo de incendio, a prueba de fallos y estable en cualquier condición climática, requerirá una inversión considerable.
Además, cabe recordar que las emulsiones agua-combustible no pueden almacenarse durante mucho tiempo; no se pueden almacenar durante años. Al mismo tiempo, mezclar agua y combustible inmediatamente antes de la inyección, como se propone en algunas patentes para vehículos y centrales eléctricas estacionarias, no tiene sentido. Por ello, tendremos que considerar la creación de mezclas más estables o adoptar la práctica de preparar emulsiones agua-combustible en puntos de almacenamiento de combustible o directamente sobre el terreno en unidades móviles justo antes del repostaje.
En cualquier caso, todo esto será claramente más caro que usar combustible convencional y, en consecuencia, podría, en teoría, acabar en una situación logística muy precaria. Por lo tanto, parece que hay grandes beneficios, pero también muchos problemas. Por ello, a pesar de que las emulsiones fueron y siguen siendo de gran interés en diversos países, su uso no se ha generalizado en vehículos blindados.
Fuente de información:
Estudio del riesgo de incendio de combustibles a base de emulsiones agua-combustible. V.P. Antonovsky, B.M. Ginzburg, V.D. Rebrikov et al. Revista "Boletín de Equipo Blindado" n.º 3, 1989.
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