Como el fuego es un plasma, ?podr¨ªa usarse plasma de agua para apagarlo?

Antes de responder a la pregunta te explicar¨¦ que el plasma no es m¨¢s que un estado de la materia. Cuando tenemos cualquier elemento muy fr¨ªo suele estar en estado s¨®lido pero si elevamos su temperatura pasa a l¨ªquido (cada elemento tiene una temperatura diferente para solidificarse o convertirse en l¨ªquido). Pero puedes imaginar el agua de tu pregunta. Cuando est¨¢ muy fr¨ªa es hielo, es decir, s¨®lida. Si le subimos la temperatura se convierte en agua l¨ªquida. En este momento las mol¨¦culas (dos ¨¢tomos de hidr¨®geno y uno de ox¨ªgeno) empiezan a estar menos fijas que en un elemento s¨®lido, en un s¨®lido todos los elementos que la componen est¨¢n bien sujetos con los de su alrededor. En un l¨ªquido, los ¨¢tomos tienen cierto grado de libertad. Pero si sigue subiendo la temperatura, el agua se convierte en vapor, un gas. Y en un gas cada mol¨¦cula est¨¢ por su lado, ya no tiene memoria, no sabe qu¨¦ otros elementos estaban a su alrededor. Si sigo elevando m¨¢s y m¨¢s la temperatura, la mol¨¦cula se rompe en ¨¢tomos y cada ¨¢tomo se desprende de los electrones, queda una sopa de n¨²cleos de ox¨ªgeno, hidr¨®geno, y electrones, todos sueltos, y a una energ¨ªa tan alta que ya no pueden reaccionar entre s¨ª de ning¨²n modo, a menos que enfriemos el plasma y la materia con suerte vuelva a condensar en mol¨¦culas de agua. En todo caso, el plasma construido a partir de agua, nada tiene que ver con el agua como la conocemos.

Como dices en tu pregunta, efectivamente el fuego es un plasma. Pero veamos lo que ocurrir¨ªa si generamos un plasma a partir del agua y lo proyectamos sobre la llama de un fuego ?se apagar¨¢ el fuego? Bueno, si por fuego entendemos el plasma de la llama, observa que proyectar m¨¢s plasma (proveniente de mol¨¦culas de agua) no hace m¨¢s que a?adir plasma al plasma, mientras que a la combusti¨®n que da lugar a dicho plasma no le estar¨ªa afectando nada (con una salvedad que explicamos m¨¢s adelante). De modo que si la combusti¨®n subyacente, la que da origen al fuego referido, no cesa, dicha proyecci¨®n de plasma sobre plasma no tendr¨¢ efecto alguno. Lo que est¨¦ combustionando seguir¨¢ ardiendo, y seguir¨¢ generando m¨¢s plasma (llama).

Ahora bien, observa que el uso del agua en estado l¨ªquido como medio de extinci¨®n de incendios se basa en que el agua ataca a dos puntos del tri¨¢ngulo del fuego (aunque solo para fuegos de determinado tipo): por un lado, hace disminuir la energ¨ªa de activaci¨®n del fuego, y por otro, a¨ªsla el combustible del comburente, impidiendo que la reacci¨®n de combusti¨®n contin¨²e. Por ejemplo, echar agua a un tronco de madera que est¨¢ ardiendo permite que la temperatura del tronco ardiente descienda, y a la vez, al mojar su superficie, impide el contacto del tronco (combustible) con el ox¨ªgeno de la atm¨®sfera (comburente), por lo que la combusti¨®n cesar¨¢ al cabo de un tiempo.

Llegados a este punto, aunque en un principio parece que el plasma no puede apagar un fuego, hay que hacer una salvedad: si aportamos suficiente plasma como para desplazar todo el ox¨ªgeno de las proximidades de nuestro tronco en llamas, este ya no tendr¨¢ nada con lo que combustionar pues el ox¨ªgeno presente en el plasma est¨¢ desprovisto de electrones, y a tanta energ¨ªa que no puede reaccionar qu¨ªmicamente con los hidrocarburos del tronco. El tronco dejar¨¢ de combustionar, pero en su lugar, todo el plasma circundante lo calentar¨¢ tanto que lo convertir¨ªa igualmente en plasma. Esto ocurrir¨ªa si arrojas tu tronco en llamas a la corona solar, donde el plasma lo engullir¨¢ convirti¨¦ndolo en m¨¢s plasma.

Lo cierto es que si hubiera que hacer apuestas, yo apostar¨ªa a que un plasma elaborado a partir de agua, proyectado sobre una llama, no apagar¨ªa la combusti¨®n que da origen a dicha llama. Y si arroj¨¢ramos mucho plasma es seguro que empeorar¨ªamos la situaci¨®n.

A pesar de que el plasma es muy desconocido para la mayor¨ªa de nosotros porque no solemos relacionarnos con ¨¦l en nuestra vida cotidiana, m¨¢s all¨¢ del fuego, los rayos o los tubos fluorescentes de luz, es el estado en el que est¨¢ el 99% de la materia en el universo. Y es que las todas las estrellas est¨¢n en estado de plasma y en el universo hay billones de estrellas.

En mi trabajo tambi¨¦n utilizamos plasma porque estamos desarrollando una m¨¢quina que consiga energ¨ªa mediante la fusi¨®n nuclear. En el Ciemat trabajamos para lograr la fusi¨®n entre n¨²cleos de ¨¢tomos, reacci¨®n que libera mucha energ¨ªa y que es la que se produce en nuestro sol. Para conseguirlo hacemos un gran vac¨ªo en el contenedor en el que vamos a formar el plasma de hidr¨®geno y lo mantenemos confinado mediante altos campos magn¨¦ticos (dado que el plasma tiene carga el¨¦ctrica, estos elementos quedan sujetos a las l¨ªneas de campos magn¨¦ticos) de esta manera y elevando much¨ªsimo la temperatura, hasta millones de grados, estudiamos los plasmas para la producci¨®n de energ¨ªa. La energ¨ªa de fusi¨®n se encuentra todav¨ªa en fase de experimentaci¨®n.

Isabel Garc¨ªa Cort¨¦s es doctora en F¨ªsica e investigadora en el Laboratorio Nacional de Fusi¨®n del Ciemat.

Pregunta enviada v¨ªa email por Joaqu¨ªn Herrera

Coordinaci¨®n y redacci¨®n: Victoria Toro

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