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El control y la generación del fuego por parte del hombre se estima que comenzó hace miles de años, dando así un salto evolutivo significativo que perdura hasta nuestros tiempos. El conocimiento que se empezó a adquirir sobre el fuego descubrió un mundo de posibilidades y beneficios que contempla la fabricación de armas, producir calor para calentarse, poder ver en sitios oscuros como las cuevas y, lo más importante, cocinar los alimentos.
Conociendo lo importante que ha sido el fuego desde nuestros antepasados hasta nuestros días, es fundamental saber su esencia y entender en realidad desde un punto de vista de la ciencia ¿Qué es el fuego? Por ello en este artículo aprenderás todo lo relacionado con esta importante reacción química, desde sus componentes, las características y los tipos.
La ciencia del fuego
Con el comienzo del estudio científico y de las observaciones a la naturaleza empezaron a surgir teorías que buscaban explicar cómo estaban constituidos los factores bióticos y abióticos del planeta. Durante estos primeros intentos surgió la teoría de los 4 elementos (aire, tierra, agua y fuego) que para entonces se decía que eran los constituyentes de todos los cuerpos.
Hoy en día, se sabe que la constitución de toda la biomasa terrestre corresponden a muchos más elementos, incluso ya se ha podido descifrar los constituyentes de los cuatro elementos iniciales. Con todos estos factores hoy en día se conoce que el fuego corresponde a una serie de reacciones químicas.
Para comprender de forma adecuada el concepto actual del fuego y de todo el proceso de la reacción química que se produce, es necesario dar un repaso por algunos conceptos:
Combustión: con este nombre se conoce a la reacción química de oxidación rápida que sucede cuando se mezclan tres factores (combustibles, comburentes y energía de activación), con el consecuente desprendimiento de calor y luz en forma de una llama estable.
Reacción oxido-reducción: es un tipo de reacción química que sucede entre dos sustancias donde una se reduce y la otra se oxida. El fundamento de esta reacción es la transferencia de electrones entre las sustancias que interactúan, en este caso la sustancia que se oxida es la que cede los electrones y la que se reduce la que lo recibe.
¿Qué es el fuego?
En química se conoce al fuego como un proceso de combustión que se da mediante una reacción de oxidación de forma rápida y estable entre sus componentes. La temperatura durante esta reacción es elevada y se caracteriza por ser una reacción exotérmica, es decir, libera energía en forma de calor (energía calórica) y en forma de luz (energía lumínica).
La palabra proviene según la etimología del latín focus, que hace referencia al sitio donde se prendía la hoguera o la lumbre, con el fin de calentar los hogares o cocinar los alimentos.
Componentes del fuego
Como ya se mencionó, se trata de una reacción donde se involucran tres componentes, la acción de estos factores reciben el nombre del triángulo del fuego.
Combustible: es la sustancia que arde durante el proceso de combustión, actúa como un agente reductor, por lo tanto, se oxida durante la reacción. Esta sustancia puede estar en estado líquido, sólido, gaseoso o combinados. Pueden ser de naturaleza orgánica como el gas natural, papel, madera, celulosa y carbón o inorgánicos como el fósforo, magnesio, aluminio y uranio.
Comburente: sustancia que durante la reacción química actúa como agente oxidante del combustible, por lo que durante el proceso de combustión acepta los electrones y se reduce. El comburente que generalmente se conoce es el oxígeno, pero existen varios tipos, entre ellos los cloratos, percloratos, los nitratos. También están los ácidos como el nítrico y el sulfúrico.
Energía de activación: para que pueda darse el proceso de combustión es necesaria la una energía que active la reacción y se produzca el fuego, en esta etapa entra en juego la energía calórica (calor) quien sirve como fuente de ignición para la combustión. El origen de la energía de activación es variado, puede ser provocado por factores eléctricos, por reacciones químicas de carácter exotérmico como otro proceso de combustión cercano, por factores mecánicos o de roce como los choques entre metales entre otros.
Características del fuego
– Es una reacción química de óxido-reducción.
– Es una reacción exotérmica, libera energía calórica y lumínica.
– Se compone de varios elementos como son combustibles, comburentes y energía de ignición.
– Posee alta temperatura.
– Es capaz de transformar la materia, tiene capacidad de esparcirse rápidamente pero no permanece estable en el tiempo.
– No pertenece a los estados de la materia conocidas como sólido, líquido o gaseoso, sino que es clasificado o comparado con un cuarto estado de la materia que se denomina plasma. El estado plasmático tiene características del estado gaseoso, pero se diferencia en que el gas alcanza temperaturas muy altas, lo que produce la separación de los electrones de su núcleo.
– Durante el proceso de combustión se producen algunos productos derivados de la reacción química, estos son las llamas o flamas, el humo y gases.
Tipos
La manera es que se han clasificado los tipos de fuego es dependiendo de la naturaleza del combustible involucrado. Actualmente se clasifican en cuatro tipos que se denotan con letras (A,B,C y D).
Fuegos de clases A: también conocidos como fuegos en combustibles comunes o de materiales sólidos, por lo general, son de naturaleza orgánica. Estos se desarrollan sobre materiales que al finalizar dejan brazas o cenizas, estos materiales pueden ser madera, plástico, papel, cartón, etc.
Fuegos de clase B: son aquellos donde el combustible es de naturaleza liquida o sólidos licuables. Entre ellos se encuentran la gasolina, alcoholes, pinturas, petróleo y aceites, se caracteriza por que no deja brasas ni cenizas al arder.
De clase C: en esta categoría se incluyen a los gases inflamables entre ellos el butano, propano, el acetileno, el gas natural. Las reacciones con gases inflamables pueden ser violentas y explosivas.
De clase D: los elementos que pertenecen a esta categoría son especiales, se trata de metales combustibles. Las reacciones con estos tipos de elementos alcanzan altas temperaturas, ejemplo de ellos son el litio, potasio, sodio y el titanio. Una característica importante es que muchos de estos metales pueden reaccionar en presencia de agua.
Fuego clase E: anteriormente se tenía reservado esta categoría para los fuegos que se generaban por corrientes eléctricas, pero en realidad se ha dejado de usar ya que se considera que el riesgo del fuego por electricidad está inmerso en todas los demás tipos.
Referencias
– Albornoz, S.; Chereau, J.; Araya, S. (2016). Guía de Autoinstrucción Nº1. El Fuego y los Incendios. , Academia Nacional de Bomberos de Chile. Santiago, Chile.
– Gowlett, J. (2016). The discovery of fire by humans: a long and convoluted process. Phil. Trans. R. Soc. B 371: 20150164. https://core.ac.uk/download/pdf/80779283.pdf
– Pausas, J. & Keeley, J. (2009). A burning story: the role of fire in the history of life. BioScience; 59(7): 593-601. https://bioone.org/journals/BioScience/volume-59/issue-7/bio.2009.59.7.10/A-Burning-Story–The-Role-of-Fire-in-the/10.1525/bio.2009.59.7.10.short
– Ruiz, A. (2009). Introducción al comportamiento del fuego. Recursos Rurais; 5 :15-19.
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