La transición de deflagración a detonación ( DDT ) se refiere a un fenómeno en mezclas inflamables de un gas inflamable y aire (u oxígeno ) cuando se produce una transición repentina de una combustión de tipo deflagración a una explosión de tipo detonación .
Una deflagración se caracteriza por una velocidad de propagación de llama subsónica , típicamente muy por debajo de los 100 metros por segundo (220 mph), y sobrepresiones relativamente modestas , típicamente por debajo de los 50 kilopascales (7,3 psi). El principal mecanismo de propagación de la combustión es un frente de llama que avanza a través de la mezcla de gases; en términos técnicos, la zona de reacción (combustión química) avanza a través del medio mediante procesos de difusión de calor y masa . En su forma más benigna, una deflagración puede ser simplemente un incendio repentino .
En cambio, una detonación se caracteriza por velocidades de propagación de llama supersónicas , quizás de hasta 2.000 metros por segundo (4.500 mph), y sobrepresiones sustanciales, de hasta 2 megapascales (290 psi). El principal mecanismo de propagación de la detonación es una poderosa onda de presión que comprime el gas no quemado delante de la onda a una temperatura superior a la temperatura de autoignición . En términos técnicos, la zona de reacción (combustión química) es una onda de choque autopropulsada donde la zona de reacción y el choque son coincidentes, y la reacción química se inicia por el calentamiento por compresión causado por la onda de choque. El proceso es similar a la ignición en un motor diésel , pero mucho más repentino y violento.
En determinadas condiciones, principalmente en términos de condiciones geométricas (como el confinamiento parcial y muchos obstáculos en la trayectoria de la llama que causan corrientes de Foucault turbulentas), un frente de llama subsónico puede acelerarse hasta alcanzar una velocidad supersónica, pasando de la deflagración a la detonación. El mecanismo exacto no se entiende por completo [1] y, si bien las teorías existentes pueden explicar y modelar tanto las deflagraciones como las detonaciones, actualmente no existe ninguna teoría [actualizar]que pueda predecir el fenómeno de transición.
La transición de deflagración a detonación ha sido una característica de varios accidentes industriales importantes :
El fenómeno se aprovecha en los motores de detonación por pulsos , ya que una detonación produce una combustión más eficiente de los reactivos que una deflagración, es decir, da un rendimiento mayor. Estos motores suelen emplear una espiral de Shchelkin en la cámara de combustión para facilitar la transición de deflagración a detonación. [2] [3]
El mecanismo también ha encontrado uso militar en armas termobáricas .
También se ha propuesto una transición análoga entre deflagración y detonación (DDT) para las reacciones termonucleares responsables de la iniciación de las supernovas . [4] Este proceso se ha denominado " detonación de carbono ".