Cuando miramos cómo arde una cerilla, si encendemos el fuego en casa para cocinar o, a gran escala, cuando se produce un incendio, lo que estamos viendo son procesos de combustión. Para entender cómo funciona este proceso, es necesario que conozcas un concepto al que llamamos triángulo del fuego. El triángulo de fuego nos dice que para que se produzca una combustión son necesarios tres elementos. El primero es el combustible, que es el elemento que se va a quemar. Porque en una combustión la materia se quema en presencia de un agente oxidante, liberando energía en forma de calor. El segundo elemento es el comburente, que es el agente oxidante y que la mayoría de las veces es el oxígeno. Y el tercero es una fuente de calor, lo que llamamos energía de activación que es la que hace que se inicie la combustión y puede ser una chispa, una corriente eléctrica, etc…
Pero no solo tiene que producirse la combustión, sino que debe mantenerse, y para eso son necesarias una serie de reacciones en cadena. En la actualidad, el triángulo del fuego se ha cambiado por otro concepto que añade este cuarto elemento y por eso lo llamamos tetraedro del fuego (tetra es un prefijo de origen griego que significa cuatro).
Este tetraedro del fuego te explica cómo se enciende una cerilla y por qué se mantiene encendida. Las primeras cerillas, que también se llaman fósforos de fricción, se idearon a principios del siglo XIX. No son más que un objeto que se enciende cuando se frota contra un papel de lija. Su composición inicial ha ido cambiando para mejorarla. Las primeras tenían como principal elemento el fósforo blanco, pero con el tiempo se observó que era muy tóxico y provocaba graves enfermedades a las personas, sobre todo mujeres y niñas y niños, que trabajaban en las fábricas en las que se producían. Por este motivo, a principios del siglo XX se sustituyó por el fósforo rojo, que es lo que contienen ahora las cerillas.
Además de fósforo rojo, las cerillas tienen otros compuestos que ayudan a la combustión, como el trisulfuro de antimonio (u otros derivados del azufre), que funciona como combustible y el clorato de potasio (u otro compuesto oxidante equivalente), que es el oxidante que libera el oxígeno necesario para la combustión. También tienen una serie de aditivos, como colorantes, adhesivos, etc., pero los elementos clave son el fósforo rojo, el trisulfuro de antimonio y el clorato de potasio. Las cerillas también tienen su soporte, el palito que suele ser de madera y que generalmente está impregnado de una parafina, una cera.
Hoy en día, por seguridad, el fósforo rojo no se encuentra en la cabeza de la cerilla, sino en el raspador de la caja, mezclado con polvo de vidrio. De esta forma se evita que puedan arder dentro de la caja por rozamiento de unas cerillas con otras.
Cuando frotamos la cerilla sobre el raspador de la caja se produce una fricción que es la fuente de calor necesaria de la que te hablaba antes para que se inicie la combustión. Con el calor, una pequeña cantidad de fósforo rojo se transforma en fósforo blanco, que se inflama y libera mucha energía. El clorato de potasio emite el oxígeno necesario para la combustión del fósforo restante y del trisulfuro de antimonio, que ayuda a que se forme la llama. Este proceso inicia la combustión, la ignición de la cabeza de la cerilla. Como el palito de la cerilla es de madera, o de cartón, y está impregnado de cera, hace que la combustión se mantenga.
Nuria Ortuño García es doctora en ingeniería química, profesora e investigadora del departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Alicante.
Pregunta enviada por Luka Pérez (10 años)
Coordinación y redacción: Victoria Toro
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