El agua y el aluminio fundido son una combinación peligrosa

No es raro que un escritor de La-Tecnologia explore la sección de comentarios de un artículo determinado en busca de ideas o aprender algo nuevo. A menudo, aquellos con experiencia en diversos campos compartirán conocimientos o plantearán preguntas sobre un tema en particular. Recientemente, estaba leyendo con interés un artículo sobre fundición de aluminio, dada mi propia experiencia en el campo. Un comentario en particular me llamó la atención.

Y no, el agua no provocará una explosión de vapor. Hay un tipo en youtube (myfordlover, creo) que desmiente ese mito con hierro fundido, echando el hierro en agua, echando agua en un cazo de hierro fundido y demás. Estaremos encantados de hacer un vídeo que demuestre esto con aluminio si así lo desea.

Habiendo trabajado durante algún tiempo en una planta de fundición a presión de aluminio, espero sinceramente que [John] no haya intentado esta hazaña. Si bien hay varios vídeos de YouTube que muestran que esto se puede hacer sin sufrir calamidades, hay muchos que muestran exactamente lo contrario. La mezcla de aluminio fundido y agua a menudo termina muy mal, provocando lesiones graves o incluso muertes en el lugar de trabajo. Profundicemos más para ver por qué es así.

Una de las razones por las que el aluminio es tan apreciado como material es por su resistencia a la corrosión. El aluminio en bruto forma fácilmente una capa de óxido resistente cuando se expone al aire, lo que protege al metal de una mayor corrosión o reacciones con muchos productos químicos. Esta capa de óxido puede formarse increíblemente rápido y es una de las razones por las que muchos YouTubers han logrado verter aluminio fundido en agua sin sufrir lesiones. En las condiciones adecuadas, el aluminio puede formar una capa de óxido a medida que viaja por el aire desde un cucharón hasta un balde de agua. Muchos utilizan esta peligrosa y arriesgada demostración como “prueba” de que las grandes explosiones de aluminio y agua son un “mito”.

Por supuesto, consigue un trabajo en una fábrica de fundición y rápidamente te darás cuenta de la gravedad del asunto. No es inusual que las instalaciones prohíban por completo los contenedores de agua y refrescos desechables, por temor a que un contenedor desechado termine en un contenedor de chatarra y lleve humedad a un horno de fusión. En mi trabajo como ingeniero de casting, traer una botella de agua o una lata de refresco a la obra conllevaba una advertencia en el caso de la primera infracción y el despido inmediato en el caso de la segunda. El peligro es simplemente demasiado grande para tomar medidas a medias en lo que respecta a la seguridad. Las operaciones de fundición generalmente requieren que todos los empleados vean videos de seguridad que aclaren los riesgos antes de trabajar en el piso de fundición.

Los ejemplos del peligro están fácilmente disponibles. A menudo, pueden ocurrir incidentes cuando se vierte aluminio fundido en un molde que contiene humedad. Otra área de riesgo es cuando se carga material de desecho en un horno. La propia chatarra de aluminio puede estar mojada o las botellas que contienen líquido pueden mezclarse accidentalmente con el material. Cuando la chatarra se añade al metal fundido en el horno, pueden producirse enormes erupciones.

Debido a una multitud de factores, pueden ocurrir explosiones intensas cuando el aluminio fundido y el agua se mezclan en las condiciones adecuadas. La primera es la más obvia: el agua que entra en contacto con el metal fundido a más de 660 °C tiende a vaporizarse casi instantáneamente. El vapor aumenta rápidamente de volumen, lanzando el metal fundido a grandes distancias y esto por sí solo puede causar lesiones y daños graves. Esto también rompe el aluminio fundido, lo que se conoce como fragmentación. Esto tiene el efecto de provocar una mayor mezcla entre el metal fundido, el agua y el vapor. Esto aumenta aún más la velocidad de transferencia de calor al fluido y aumenta la velocidad de reacción entre el vapor y el aluminio debido a la mayor superficie de contacto entre los dos.

Además, la reacción química entre el agua y el aluminio sólo aumenta la intensidad de la explosión. En este caso, los átomos de aluminio reaccionan con las moléculas de agua, formando óxido de aluminio y gas hidrógeno. Se trata de una reacción exotérmica que libera una gran cantidad de calor: más de 2,5 veces la cantidad generada por una cantidad similar de nitroglicerina. Naturalmente, el gas hidrógeno generado puede arder libremente con el oxígeno de la atmósfera circundante. Además, cualquier aluminio fundido atomizado por la explosión también puede oxidarse rápidamente en el aire, liberando más calor en el proceso.

Una combinación de todos estos factores puede provocar explosiones increíblemente violentas. Poco más que una sola botella de agua extraviada es capaz de hacer estallar toda una fábrica de fundición en las peores condiciones.

Por supuesto, no todos los incidentes ocurren de la misma manera. Una amplia variedad de factores pueden influir en la gravedad de una explosión de este tipo, desde menores hasta catastróficas. La Asociación del Aluminio agrupa los incidentes en tres categorías, según la gravedad de la explosión. Los eventos de Fuerza 1 son menores y a menudo se refieren a salpicaduras de metal fundido a distancias de hasta 15 pies. Los eventos de Fuerza 2 son más serios, con metal esparcido hasta 50 pies de distancia y con fuertes explosiones y liberación de luz. Finalmente, los eventos de Fuerza 3 tienden a ser lo suficientemente fuertes como para ser muy dolorosos, con metal arrojado a más de 50 pies y generalmente causando daños estructurales importantes. Afortunadamente, los eventos de Fuerza 3 son raros, pero a menudo tienden a destruir la mayor parte de las instalaciones en las que ocurren. El informe anual de la Asociación del Aluminio señala solo un evento en 2019, afortunadamente sin pérdida de vidas.

En general, el objetivo de este artículo es resaltar que no se puede utilizar evidencia anecdótica para declarar algo seguro. Vale la pena hacer su propia investigación y obtener información de profesionales antes de intentar algo que pueda dañarlo a usted o a otros. ¡Feliz pirateo y mantenlo a salvo!