Una cenosfera o kenosfera es una esfera hueca, inerte y liviana hecha principalmente de sílice y alúmina [1] y llena de aire o gas inerte, que generalmente se produce como un subproducto de la combustión del carbón en las centrales térmicas . El color de las cenosferas varía de gris a casi blanco y su densidad es de aproximadamente 0,4–0,8 g/cm 3 (0,014–0,029 lb/cu in), lo que les da una gran flotabilidad .
Las cenósferas son duras y rígidas, ligeras, impermeables y aislantes, lo que las hace muy útiles en una variedad de productos, especialmente en los rellenos .
La palabra cenosfera o kenosfera se deriva de dos palabras griegas, κενός ( kenos : hueco, vacío) y σφαίρα ( sphaira : esfera), que literalmente significa "esfera hueca". [2]
El proceso de combustión del carbón en las centrales térmicas produce cenizas volantes que contienen partículas cerámicas compuestas principalmente de alúmina y sílice . Se producen a temperaturas de entre 1.500 y 1.750 °C (2.730 y 3.180 °F) mediante una compleja transformación química y física. Su composición química y estructura varían considerablemente en función de la composición del carbón que las generó.
Las partículas cerámicas de las cenizas volantes tienen tres tipos de estructuras. El primer tipo de partículas son sólidas y se denominan precipitadores . El segundo tipo de partículas son huecas y se denominan cenosferas . El tercer tipo de partículas se denominan plerosferas , que son partículas huecas de gran diámetro rellenas de precipitadores y cenosferas de menor tamaño.
La definición de cenosfera ha cambiado en los últimos 30 años. Hasta la década de 1990 se limitaba a una esfera en gran parte carbonosa causada por la combustión deficiente en oxígeno de una gota de combustible líquido que se enfrió por debajo de los 200 °C (392 °F) antes de ser consumida. Estas cenosferas de combustible indicaban una fuente de combustión utilizando gotas de combustible inyectadas o la quema al aire libre de combustibles líquidos pesados como el asfalto o un material termoplástico que burbujeaban mientras se quemaban; el estallido de las burbujas creaba gotas de combustible en el aire. [3] [4] Esta sigue siendo una definición común utilizada en microscopía ambiental para diferenciar entre la combustión ineficiente de combustibles líquidos y las cenizas volantes a alta temperatura resultantes de la combustión eficiente de combustibles con contaminantes inorgánicos. Las cenosferas de combustible siempre son negras. [5]
La cenosfera refractaria tal como se define anteriormente es sinónimo de microbalones o microesferas de vidrio y excluye la definición tradicional de cenosferas de combustible. [6] El uso del término cenosfera en lugar de microbalones está muy extendido y se ha convertido en una definición adicional.
Las cenósferas se utilizan ahora como rellenos en el cemento para producir hormigón de baja densidad . [7] Un artículo de 2016 informa que algunos fabricantes han comenzado a rellenar metales y polímeros con cenósferas para fabricar materiales compuestos ligeros con mayor resistencia que otros tipos de materiales de espuma . [8] Estos materiales compuestos se denominan espuma sintáctica . Las espumas sintácticas a base de aluminio están encontrando aplicaciones en el sector automotriz . [ cita requerida ]
Las cenosferas revestidas de plata se utilizan en revestimientos conductores , baldosas y tejidos. Otro uso es en pinturas conductoras para revestimientos antiestáticos y protección electromagnética . [9]