Flameless e fiamma tradizionale

La fiamma di un camino o la fiamma del gas in cucina sono fenomeni a noi ben noti; tutti noi pensiamo di conoscere perfettamente quello che accade. Se però si esamina una fiamma con attenzione, si nota l’estrema variabilità del suo comportamento: la fiamma si allunga, si accorcia, cambia colore, certe volte genera fumo, certe volte è più pulita.Tutto questo accade perché, dal punto di vista scientifico-matematico, la fiamma è determinata da molti parametri non lineari (catastrophic) ed è quindi intrinsecamente caotica.

Ogni dominio spaziale del volume di fiamma si comporta come un’entità separata e di conseguenza la conoscenza che noi ne abbiamo è solo statistica. Intervenire sul comportamento del singolo dominio (dove nascono i contaminanti quali il soot ed avvengono le reazioni che portano alla formazione degli NOx ed alle concentrazioni di CO e di CO2) è molto difficile: qualsiasi intervento causerà un effetto solo statistico, non potendo intervenire su ogni singolo dominio spaziale. Le variazioni puntuali della composizione o della forma fisica del combustibile inoltre causano anch’essi effetti che possono essere valutati solo statisticamente.

Alla luce di quanto descritto, il dominio scientifico e tecnologico dei fenomeni puntuali che si verificano in una fiamma tradizionale è ancora un obiettivo lontano.

Un passo importante per la comprensione del fenomeno è però stato fatto da Wuenning ed altri nel 1992, che hanno dimostrato che se si riesce a disaccoppiare i gradienti di alcuni parametri della fiamma (ad esempio la concentrazione dell’ossigeno e la temperatura), la combustione avviene in modo più dolce (“mild”) in tutto il volume del combustore. Così concettualmente è nata la tecnologia “flameless”, che intrinsecamente ha un comportamento scientificamente più prevedibile della combustione tradizionale e quindi comporta una maggiore possibilità di regolazione e controllo delle reazioni di ossidazione in essa presenti.

ITEA ha perfezionato nel tempo questi concetti applicandoli ai liquidi ed ai solidi; è nato così un nuovo modo di bruciare, i cui effetti sono, tra gli altri, assenza di “soot”, diecimila volte meno PAH (poliaromatici), dieci volte meno NOX, minore rapporto CO/CO2.