viernes, 17 de junio de 2011

COMPOSICIÓN DE LAS CENIZAS VOLCÁNICAS Y DE LOS GASES ASOCIADOS

Volcanes activos en la zona cordillerana


COMPOSICIÓN DE LAS CENIZAS VOLCÁNICAS Y DE LOS GASES ASOCIADOS

Esencialmente las nubes de cenizas volcánicas están constituidas por partículas finas de roca pulverizada, cuya composición corresponde a la del magma en el interior de los volcanes. Por consiguiente, la composición de las nubes de cenizas volcánicas varía de un volcán a otro. No obstante, en términos generales, están predominantemente constituidas por sílice (> 50%) junto con cantidades más pequeñas de óxidos de aluminio, hierro, calcio y sodio (Tabla 2-1).
El sílice es una forma de silicato vítreo y examinado por exploración microscópica de electrones se parece a cascos de vidrio de bordes agudos.
Los materiales de silicato de vidrio son muy duros. Ordinariamente de una dureza de nivel 5 ó 6 en la escala de Mohs (La escala Mohs recibe su nombre al minerólogo alemán Friedrich Mohs y se basa en una escala de dureza del talco que es el nivel 1 hasta la dureza del diamante que es el nivel 10) (similar a las hojas de los cuchillos ordinarios) (Tabla 2-2) con una proporción de materiales de dureza equivalente al cuarzo (nivel 7), todos los cuales en forma pulverizada son extremadamente abrasivos.
En realidad, se utilizan las cenizas volcánicas en el comercio como polvo abrasivo. La naturaleza abrasiva de las cenizas volcánicas es muy importante por razón de los daños que causan a las estructuras de las aeronaves, a las ventanillas del puesto de pilotaje y a las partes de los motores.
Además de la naturaleza abrasiva de las cenizas volcánicas, otra característica importante es su punto de fusión. Estando constituidas predominantemente por silicatos vítreos, cuya temperatura de fusión (~1 100° C) está por debajo de la temperatura de los motores de reacción que funcionen con un empuje normal (1 400° C), las cenizas volcánicas pueden fusionarse y depositarse en la sección caliente del núcleo de los motores de reacción, así como en los álabes de guía de las toberas, pero incluso en esta etapa es posible observar el potencial de daños serios a los motores.
Además, por este motivo se recomienda a los pilotos que inadvertidamente penetren en una nube de cenizas volcánicas que reduzcan el reglaje de potencia de los motores, de ser posible, al empuje de marcha lenta cuando la temperatura de funcionamiento de los motores (~600° C) está por debajo de la temperatura de fusión de las cenizas volcánicas.
Las sustancias sólidas lanzadas por una erupción volcánica explosiva son de una diversidad extrema que varía desde partículas extremadamente finas (<5 µm) a grandes bloques de roca.
El término utilizado por los geólogos para describir toda la gama de partículas es “tefra” que en griego significa ceniza.
El tamaño promedio de las partículas de una nube de cenizas volcánicas disminuye en el transcurso del tiempo, a medida que se depositan partículas más pesadas de la nube.
La concentración de cenizas en función de la distancia depende de la altura a que llegue la columna de cenizas original y de las condiciones meteorológicas tales como la velocidad y la cizalladura del viento en función de la altura (especialmente vientos estratosféricos) y del gradiente vertical de la temperatura.







Cenizas volcánicas es una descripción general de las partículas más pequeñas de tefra (diámetro (< 2 mm) y las nubes de cenizas volcánicas con las que con máxima probabilidad se encuentren las aeronaves a alguna distancia de la erupción están principalmente constituidas por las partículas más pequeñas (diámetro < 0,1 mm).
Todas las consideraciones precedentes son de importancia para determinar la trayectoria pronosticada de las nubes de cenizas volcánicas y su concentración prevista. Los tiempos de caída de partículas esféricas desde diversas alturas por acción exclusiva de la gravedad se indican en la Tabla 2-3.
Puede observarse que en tales condiciones ideales hay un cambio marcado de tiempos de permanencia de las partículas de cenizas volcánicas en la atmósfera que varía de días a horas para partículas de tamaños entre ~5 µm y ~10 µm.

Las columnas en una erupción volcánica contienen además de cenizas volcánicas muchos gases, incluido vapor de agua, dióxido de azufre, cloro, sulfuro de hidrógeno y óxidos de nitrógeno. Aunque es muy diversa la proporción de cada uno de estos gases en una determinada erupción volcánica, los gases predominantes son el vapor de agua, el dióxido de azufre y el cloro. En sus formas gaseosas estos constituyentes de las nubes de cenizas volcánicas no se cree que causen efectos perjudiciales significativos a las aeronaves.
Sin embargo, después de la erupción la oxidación e hidratación de SO2 forma gotitas de H2SO4 (ácido sulfúrico) las cuales son algo completamente distinto. La mezcla resultante de cenizas y ácido es elevadamente corrosiva y puede causar daños a los motores de reacción y picaduras en los parabrisas, y puede muy bien representar un gasto a largo plazo de mantenimiento de aeronaves que realizan regularmente operaciones en el espacio aéreo contaminado con una concentración, incluso relativamente baja, de tales partículas de cenizas y ácido.
Un ejemplo de la elevada acidez de la lluvia ácida inducida por la columna de cenizas volcánicas procedente del volcán Sakurajima muestra que las gotitas que caían como lluvia ligera de una columna de altitud de 300 m (1 000 ft) sometidas a ensayo dieron un valor pH < 1. Un aspecto positivo de los gases y de las partículas residuales de cenizas/ácido asociadas a las nubes de cenizas volcánicas es que pueden ser detectadas por satélites con equipo conveniente.
Otro resultado interesante de las gotitas ácidas producidas en las nubes de cenizas volcánicas es la función que desempeñan en la producción de algunos fenómenos eléctricos, que manifiestan las nubes de cenizas volcánicas.


Roberto Julio Gómez
rjgomez@protonmail.com

Fuente: DOC9691 OACI

1 comentario:

  1. Estimado en condiciones de acidos debiles en el suelo que efecto tendrian en las praderas

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