Aún hoy, la combustión de combustibles fósiles representa más del 85% del consumo energético a nivel mundial, por lo tanto, toda la investigación teórica, experimental y de simulación numérica encaminada a entender estos procesos, hacerlos más eficientes y con menor número de contaminantes, tiene un gran impacto en la sociedad. El análisis de los procesos de la combustión tiene un carácter fuertemente multidisciplinar, no pudiendo hacerse sin el auxilio de la Cinética Química, la Termoquímica y la teoría que describe los fenómenos de transporte de calor y masa en el marco de la Mecánica de Fluidos. Puesto que la Teoría Cinética de gases, que permite cuantificar los fenómenos de transporte, y la Cinética Química solo han tenido un desarrollo adecuado en la segunda mitad del siglo XX, la Teoría de la Combustión no ha podido desarrollarse por completo hasta el pasado siglo como disciplina científica de carácter aplicado.

El modelado de los procesos de combustión requiere tener en cuenta, además de las ecuaciones de conservación de la masa y de la cantidad de movimiento, las ecuaciones de conservación de la energía y de la masa para cada una de las especies químicas. Una de las dificultades de los problemas de combustión es la gran cantidad de especies químicas que hay que considerar, ya que esto aumenta considerablemente la dimensión del problema a resolver. La Cinética Química es otro campo de investigación muy activo, ya que la reacción química de un hidrocarburo típico con el oxígeno del aire involucra miles de reacciones elementales y una centena de especies químicas y radicales intermedios. Por último, otro problema a señalar desde el punto de vista numérico, y una de las características que complica el análisis de la combustión es la gran sensibilidad que presentan las reacciones químicas con la temperatura, dando lugar dentro del campo fluido a grandes variaciones en los tiempos característicos asociados a la química. Así, en las zonas frías las reacciones químicas son inexistentes y el flujo resultante es no reactivo, mientras que existen zonas calientes donde las reacciones suceden de manera muy rápida, dando lugar en algunos casos a regiones donde existe casi equilibrio químico.

Como es bien sabido, la combustión solo tiene lugar en estado gaseoso, y la mayoría de trabajos se han desarrollado con sustancias que ya están en ese estado de agregación. Sin embargo, también se han realizado trabajo en la compustión de líquidos previamente pulverizado (combustión de 'sprays'). Para quemar un combustible líquido previamente hay que vaporizarlo, y para quemar un combustible sólido primero hay que fundirlo y luego vaporizarlo (como la cera de una vela) o sublimarlo (como el carbón). Para conseguir esto de forma eficiente, hay que atomizar el combustible líquido (pulverizar en el caso de sólidos) en gotas de tamaño micrométrico. El fluido resultante del proceso de atomización se denomina spray, y es un flujo bifásico, multicomponente, reactivo que está sujeto a multitud de procesos físicos interrelacionados entre sí: arrastre de las gotas por el aire, transmisión de calor (calentamiento y vaporización), mezcla, combustión.

Investigadores:Jaime Carpio Huertas, Juan Luis Prieto.
Colaboradores habituales: M. Vera,W. Coenen (U.Carlos III Madrid). A. L. Sánchez Pérez, F.A. Williams (U. California San Diego), A. Liñán (UPM).

Publicaciones más importantes de combustión gaseosa:

Publicaciones más importantes de combustión sprays: