Como habrá escuchado alguna vez, la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma. Puede ser que también haya escuchado decir algo muy similar, pero en lugar de materia, la palabra usada es energía.
¿Tendrá algo que ver una cosa con la otra? Pues sí.
≠Una reacción es un proceso de transformación de la materia que tiene como objetivo “natural” llevar el sistema al estado energético más estable. A veces esto ocurre de forma espontánea y otras veces, debemos darle un empujoncito.
Le pido que vaya atando cabos. ¿Por qué ponemos a una fuente de calor dentro del triángulo de fuego? ¿Es acaso una chispa ese empujoncito que les acabo de mencionar?
La materia está constituida por átomos unidos entre sí que “almacenan” energía química, por lo tanto, una modificación en la estructura provocará también cambios a nivel energéticos. Ahí viene el hecho de que la energía se transforma.
La energía química contenida en la materia puede mantenerse estable o transformarse en otras, como ser lumínica, calórica, sonora, mecánica, eléctrica o una mezcla de ellas.
El centro de nuestra historia, el fuego, nos brinda varias de esas energías.
Luz, calor, sonido. Completo. Como se puede dar cuenta, el fuego es una reacción química, o mejor dicho, una serie en cadena de reacciones químicas exotérmicas, y esto es lo que lo hace tan especial.
Si lo alimentamos correctamente podemos disfrutar de sus beneficios por tiempos prolongados.
¿Qué significa que una reacción sea en cadena?
Tenemos que pensar que una reacción individual genera productos (materia + energía) que sirven para iniciar una nueva reacción. Y esta iniciará otra, y así sucesivamente, hasta que se haya consumido todo el material que había disponible.
¿Qué significa que una reacción sea exotérmica?
Es sencillo, exo significa “hacia afuera” y el sufijo “térmica” no creo que deba explicarse. Una reacción exotérmica libera, expulsa y brinda energía en forma de calor.
Tratemos de unir esto: Si el calor emitido por una reacción exotérmica es suficiente para subir la temperatura del sistema y alcanzar el punto de autoignición del material que se está consumiendo, se habrá convertido en una fuente de calor (ahora, interna) que permitirá propagar la cadena de reacciones. Simple.
No mencionamos aún a los 2 componentes restantes del triángulo de fuego, pero seguro se habrá dado cuenta que nos referimos a ellos de forma implícita cuando hablamos de materia o material, ya que son los componentes químicos del fuego.
Como usted seguramente ya sabe, vamos a necesitar de un combustible y un oxidante. El primero de ellos se conforma de una muy diversa familia de sustancias, orgánicas e inorgánicas, líquidas, sólidas o gaseosas, naturales o artificiales. Pero tienen algo en común, liberan energía cuando sufren una reacción de oxidación.
La “oxidación” es un tipo de reacción química que se da en simultáneo con otra, la “reducción”. A este par de reacciones se lo denomina REDOX (REDucción -OXidación).
En una reacción REDOX participan un par de materiales con ciertas características químicas conocidas: un reductor y un oxidante. Al enfrentarse, el reductor se oxida y el oxidante se reduce. O el reductor es oxidado por el oxidante y el oxidante es reducido por el reductor.
La palabra oxidación nos debería remitir a óxidos, ¿no? A esta altura no debería asombrarnos que muchos de los productos de la combustión llevan ese término en sus nombres (monóxido de carbono, óxidos de nitrógenos, trióxido de azufre).
Si hablamos de oxidantes como formadores de óxidos, tenemos que regalarle este párrafo al padre de los oxidantes: el omnipresente oxígeno, (Oxys-gonos, generador de óxidos).
Cabe aclarar que a menudo se suele usar a la molécula de Oxígeno (O2) como parte del triángulo de fuego, pero es incorrecto, ya que hay muchos oxidantes, inclusos más fuertes que el O2.
“Es justamente la particularidad de ser un componente principal del aire la que permite que los fuegos sean cosa cotidiana en nuestro planeta, pero representa una de las principales desventajas cuando tenemos que combatir un incendio.”
Esa fuente de energía calórica, sonora y lumínica se mantendrá hasta que se haya agotado, al menos, uno de sus 3 componentes (materia combustible, materia oxidante y energía de activación). Este principio lo utilizamos tanto para apagar un fuego cuando ya cumplió su objetivo esperado, como también para combatir un incendio -no deseado-.
Esto nos da el puntapié para explicar las diferentes formas de controlar un fuego. Y los invito a repasarlas.
Suponga que va a calentar el agua para su infusión. Abre el gas envasado (propano-butano, generalmente) y utiliza un encendedor o chispa para encender la hornalla (estufa o cocina). Habilitó la llave de paso, el combustible comenzó a mezclarse con el oxígeno del aire presente y con la chispa le dimos la energía suficiente para empezar a arder. Los 3 lados del triángulo de fuego han sido ubicados en su hornalla. Disfrute de su café mientras continúa con la lectura.
Vamos a suponer ahora que usted se distrajo y mientras sacaba el agua de la cocina, golpeó una repisa y las cosas comenzaron a caer sobre sobre el fuego. En esa repisa había muchos utensilios e ingredientes propios de una cocina: servilletas de papel, una botella de alcohol, un rollo de papel de aluminio y un recipiente con aceite de oliva. Para colmo de males, un chorro del alcohol ardiendo fue a caer sobre la tostadora.
No quisiera asustarlo, pero en su cocina se están gestando todas las clases de fuegos categorizados hasta el momento. Si es muy poco probable que en una casa exista un extinguidor, imagínese tener uno para cada tipo de fuego y velar por su correcto mantenimiento.
Repasemos brevemente cuáles son los tipos de fuego que usted está presenciando y por qué deben utilizarse diferentes compuestos para su control.
Comencemos con el tipo A (verde). El papel de la servilleta, junto con otros sólidos orgánicos, como madera o ropa; son materiales combustibles que tienen muy alto punto de autoignición. Si logramos bajarle la temperatura, podremos extinguir el fuego. Un poco de agua en chorro es suficiente y si está vaporizada, mucho mejor.
El siguiente cuerpo en arder es el etanol, un líquido combustible.
Su clase es la B (rojo). El alcohol, y otros líquidos inflamables, tienen una temperatura de autoignición muy baja. Por eso no podemos pensar en el método anterior.
Aquí el agua no es bienvenida, por el contrario, complica las cosas. Un chorro o vapor de agua divide al solvente en pequeñas gotas que son capaces de generar “nuevos” focos de incendio. Debemos tratar de ahogar el fuego. Si desplazamos el aire (y por ende el oxígeno), eliminamos la pata oxidante del triángulo y el fuego desaparece. Por eso utilizamos material inerte como arena o tierra y algo más tecnológico como un extintor de espuma de CO2, gas halotron, o polvo químico.
El dióxido de carbono, que forma parte de algunos de estos extintores, ya se encuentra en un estado “oxidado”, es decir, no va a sufrir la reacción REDOX y por lo tanto no arderá. Es el mismo mecanismo que ocurre cuando soplamos una vela.
Una vez controlados esos 2 focos, observa la tostadora. Ya tiene sus panes listos, pero no le gusta lo que ve. Una llama del fuego tipo C (azul) cubre a este electrodoméstico. Si ha dejado algo del polvo o espuma, le va a venir bien. La forma de eliminar este tipo de incendio sigue siendo la misma. Desplazar el aire.
No hace falta que le diga que tampoco arroje agua sobre cosas eléctricas. Por eso, debe evitar extintores de espuma (AFFF) o de chorro de agua. Los gases CO2 y halotrón no conducen la electricidad y por ende serán sus mejores aliados.
Nos quedan 2 focos ígneos residuales. El papel aluminio es uno de ellos. Este metal encendido forma fuegos del tipo D (amarillo) y son muy peligrosos. Este metal arde a unos 3000°C. A esa temperatura, un chorro de agua reaccionaría violentamente. No sólo estamos hablando de evaporación, sino de la formación de gas hidrógeno. Eso se traduce en explosión. Volvemos a necesitar de la ayuda de compuestos sólidos, como el extintor de polvo químico.
Como habrá visto, con un polvo ABCD, puede estar casi a salvo. Aunque su suerte sigue estando esquiva. Aún nos queda el aceite de oliva. Y ahora sí, es el turno de decirle que no tiene salida. A menos que haya adquirido un extintor para fuegos del tipo K (negro) a base de acetato de potasio.
¿ Por qué no sirven los matafuegos (extintores) de base acuosa?
El agua se evaporará al entrar en contacto y aumentará su volumen ¡¡¡¡1500 veces!!!!. ¿Y los de polvo? Si utiliza compuestos sólidos a presión, existe el riesgo que la llama se desplace y genere nuevos focos. Y a esta altura, usted ya no quiere eso. Por suerte, no tenía grasas en su extractor, la botella tenía apenas unos mililitros de aceite y pudo colocarle encima una manta ignífuga para mitigarlo.
Tome asiento, descanse y piense en la protección de su hogar.
Lucas Venturi
Licenciado en química Co – Titular de Chempoint ARG, consultora especializada en industrias químicas. Mejoras de procesos, habilitaciones de plantas, Desarrollos de formulaciones, Registros de productos, capacitaciones, implementación de sistemas de gestión trinorma y buenas prácticas
