¿Qué tan cerca puedes llegar a la lava antes de quemarse?

Los factores que más importan cuando estás cerca de la lava:

1. El ángulo sólido fraccionario de lava subtendido en el observador ("cuánta lava ves")
2. La temperatura de la lava
3. La reflectividad de la ropa que llevas puesta.
4. Cualquier efecto del flujo de aire (viento que sopla hacia la lava o alejándose de ella)
5. Vapores tóxicos...

En esencia, si tratamos la lava como un radiador de cuerpo negro con una emisividad de 0,8 (solo para elegir un valor "razonable"), podemos calcular el flujo de calor hacia un observador. Esto es esencialmente una fracción del flujo de calor que tendría si estuviera completamente rodeado por todos lados. Esto significa que si tiene un plano de lava semi-infinito, su altura como observador importará mucho: si se agacha, el plano "parece más pequeño" y experimentará menos flujo de calor. Cuando te pongas de pie, tu cabeza se calentará más que el resto de ti.

Temperatura: la potencia radiada va como la cuarta potencia de la temperatura, por lo que este es el número más importante para estimar correctamente. Un cambio del 10 % (digamos de 800 a 900 C) da como resultado un cambio del 40 % en la radiación. Google da valores de 800 (Mt St Helens) a 1100 (basalto hawaiano), por lo que hay mucha variabilidad aquí

Reflectividad: suponga que usa ropa blanca (se ve mejor en la película) podría reflejar el 80% de la radiación incidente

Flujo de aire: si sopla un poco de viento para refrescarte, eso ayudará. Afortunadamente, si estás al borde de un campo de lava, el efecto del calor será atraer aire frío y luego levantarlo, por lo que deberías tener una brisa fresca (nunca he estado cerca de un campo de lava, pero creo que esa es una especulación razonable)

Humos tóxicos: si lo anterior es cierto, el efecto de los humos tóxicos será mitigado por el "ventilador extractor" incorporado formado por el calor.

Cálculo: asumir una altura$h$a distancia$d$desde un plano semi infinito a temperatura$T$:

Flujo de calor por unidad de área de la lava (ley de Stefan-Boltzmann)

Fracción de ángulo sólido cubierto (creo que esta aproximación es válida... puede haber un factor 2 extraviado):

Flujo de calor aparente en el observador (teniendo en cuenta la reflectividad$r$y emisividad$\epsilon$):

La intensidad del sol en la superficie terrestre es de aproximadamente$1 kW/m^2$. Supongamos que está bien cuando recibe cinco veces eso (solo para obtener un orden de magnitud). Entonces tenemos que resolver para$h/d$en lo anterior (utilicemos lava caliente - 1300 K):

Esto da como resultado un ángulo de unos 50 grados . Eso es interesante: sugiere que si te acercas a la lava pero te agachas, deberías estar bien. Pero si te pones de pie, el hecho de estar "mirando" tanta lava te quema. Dicho de otra manera: si mide 1,80 m ("seis pies") de alto, entonces está bien cuando está al menos a 2 m del borde de la lava, para todas las suposiciones anteriores. Tenga en cuenta que la reflectividad juega directamente en este cálculo: si no usa una máscara facial reflectante, el calor de 25 soles lo afectará, y eso puede ser demasiado ... En cuyo caso necesita un ángulo alrededor 10 grados - o párate a unos 10 m de distancia.

Por supuesto, hay efectos secundarios de absorción de calor, etc., pero en realidad este es un resultado bastante interesante.

Me acerqué lo suficiente a la lava que fluía lentamente como para clavarle un martillo, pero había que retroceder rápidamente, se sentía como una hoguera. Era tolerable a 8 pies de distancia. La lava tenía alrededor de 6 pulgadas de espesor, rezumaba menos de una pulgada por segundo y mostraba un color rojo anaranjado en un dedo del pie que avanzaba y que tenía solo unas seis pulgadas de diámetro. El resto del flujo era de color negro plateado, pero todavía inaccesiblemente caliente.

Sonidos interesantes: un sonido de desgarro del extremo brillante y un extraño tintineo vítreo de la superficie que se enfría al ser rota por las entrañas que rezuman e inflan.

Probablemente podría calcularse alguna distancia segura para la estadía prolongada (indefinida). Sin embargo, el cuerpo humano (principalmente agua) tiene una gran capacidad térmica y se debe absorber mucho calor solo para elevar su temperatura en al menos seis grados (36°C a 42°C) a un nivel peligroso. Antes de que esto suceda, es posible permanecer en la zona donde las condiciones de equilibrio no son viables.

El daño local es más probable al calentar la piel más rápido de lo que puede compartir este calor con el resto del cuerpo. Sin embargo, el cuerpo humano (con la sangre corriendo por los vasos) es un muy buen conductor térmico y el aire que lo rodea es malo. La temperatura de la sauna (100°C) no es inmediatamente peligrosa para la piel e incluso el fuego puede ser manejado por una pequeña fracción de segundo.

Esta respuesta es consistente con las respuestas que dicen que es posible acercarse a la lava de cerca, pero el tiempo de proximidad está limitado por unos pocos segundos.

En cuanto a los datos, por supuesto que varía de un flujo de lava a otro, por no hablar de erupciones explosivas, pero en http://www.youtube.com/watch?v=4b6n8riJaFo ves a un hombre caminar sobre la corteza enfriada por aire de un flujo de lava actual y extraiga una muestra aún fundida de él. Los videos de noticias relacionadas muestran lava que fluye a través de la vegetación y las casas lo suficientemente lento como para alejarse fácilmente de ella. En los videos que vi, las cosas no comienzan a arder hasta que la lava está a punto de tocarse.

Muchos detalles están disponibles en http://volcano.oregonstate.edu/how-close-can-i-get-lava-and-will-it-hurt-or-kill-me