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¿Sabes por qué se encienden las cerillas? Para poder entender el proceso que permite encender una cerilla, primero se debe comprender el concepto de “triángulo del fuego”.
Los elementos del triángulo del fuego
Has notado que cuando está ardiendo una cerilla, en el momento de encender el fuego en casa para cocinar o, mucho más grande, cuando se produce un incendio, lo que estamos presenciando son procesos físicos, denominados procesos de combustión. Explicó la doctora en ingeniería química, profesora e investigadora del departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Alicante (España), Nuria Ortuño García.
Y para comprender como es que funciona este proceso, es preciso que conozcas un concepto al que se denomina “triangulo del fuego”. Este triangulo nos indica que para que se pueda producir una combustión se necesita la presencia de 3 elementos.
El primer elemento es el combustible, este es el elemento que va a arder o quemarse. Ya que en una combustión de materia se quema en presencia de un agente oxidante, el cual libera energía en forma de calor.
El segundo elemento del triángulo del fuego es el comburente. Se trata del agente oxidante y que la mayor parte de las veces es el oxígeno.
Y, por último, está el tercer elemento: una fuente de calor. Lo que denominamos energía de activación, que se encarga de hacer que se inicie la combustión, y puede ser una corriente eléctrica o una chispa como ocurre en el caso de las cerillas.
El triángulo del fuego y una serie de reacciones en cadena
Ya tenemos los 3 elementos del triángulo del fuego, sin embargo, no solo tiene que producirse la combustión para que pueda arder la cerilla, también se debe mantener la combustión. Y para que eso ocurra se necesita una serie de reacciones en cadena.
Actualmente el concepto de triangulo del fuego se ha tenido que cambiar por otra definición que agrega un cuarto elemento. Entonces ahora lo llamamos “tetraedro del fuego”, donde tetra es un prefijo de origen que quiere decir cuatro. Dicho tetraedro del fuego es el que puede explicar mejor cómo es que se enciende una cerilla y por qué se puede mantener encendida.
Se sabe que las primeras cerillas, que también se conocen como fósforos de fricción, fueron ideadas a principios del siglo XIX. Estas solo son unos objetos que se prenden cuando son frotadas contra un papel de lija. Su composición original se ha ido cambiando para poder mejorarlas.
Los primeros fósforos de fricción tenían como principal elemento el fósforo blanco, aunque con el pasar del tiempo se notó que era muy tóxico y provocaba graves enfermedades en la gente, sobre todo en los niños y en las mujeres, que trabajaban en las fábricas donde se producían las cerillas de fósforo blanco.
Por esta razón, a comienzos del siglo XX el fósforo blanco fue sustituido por el fósforo rojo, que es el material que compone en la actualidad las cerillas.
No es suficiente con el fósforo
A parte del fósforo rojo, las cerillas cuentan con otros compuestos que le ayudan al proceso de combustión, como el clorato de potasio (u otro compuesto oxidante equivalente) que es el oxidante que libera el oxígeno requerido para la combustión; y el trisulfuro de antimonio, u otro derivado del azufre. Además, contienen una serie de aditivos, como adhesivos, colorante, entre otros. Aunque los elementos fundamentales son el fósforo rojo, el clorato de potasio y el trisulfuro de antimonio.
Las cerillas además tienen su soporte, que es el palito que generalmente es de madera y que suele estar impregnado de una parafina, una especie de cera.
En la actualidad, por motivos de seguridad, el fósforo rojo no está en la cabeza de la cerilla, sino que se encuentra en el respaldo de la caja, combinado con polvo de vidrio. De esta manera se evita que las cerillas puedan prenderse dentro de la caja por rozamiento unas contra otras.
Así se forma la llama
Cuando se frota una cerilla sobre el respaldo de la caja se produce una fricción, y es esa la fuente de calor requerida para que pueda generarse la combustión que se mencionó al principio. Con el calor, una pequeña cantidad de fósforo rojo se convierte en fósforo blanco, el cual se inflama y libera mucha energía.
Por su parte, el clorato de potasio se encarga de la emisión del oxígeno necesario para que se produzca la combustión del fósforo restante y del trisulfuro de antimonio, que sirve para que se forme la llama. Este proceso origina la combustión, la ignición de la cabeza de la cerilla. Y como el palito del fósforo de fricción es de madera (también puede ser de cartón) y se encuentra impregnado de cera, hace que la combustión se mantenga hasta que la cerilla se consuma por completo.