La Teoría de la Combustión corresponde a un proceso muy complejo en la interacción de un elemento combustible y oxígeno. Después de muchos años donde los científicos ignoraban lo que era en realidad, por fin un francés le pudo dar la explicación correcta.
¿Qué es la Teoría de la Combustión?
Empecemos primero por la oxidación, que es una reacción por la cual algún elemento compuesto interactúa con el oxígeno, químicamente hablando se dice que mediante este proceso el elemento pierde electrones.
Entonces decimos que la combustión es cuando se produce esta reacción y el combustible que está involucrado desprende energía calórica creando una llama luminosa o una llamarada fugaz. Muchas veces puede incluso no involucrar fuego, puede ser solo gas que desprende calor.
El oxígeno contribuye a la reacción con un elemento denominado comburente que es el que permite que la oxidación se realice de manera rápida y el combustible pueda desprender la energía. El combustible debe estar bajo ciertas condiciones para poder alcanzar un punto, el cual es denominado punto de inflamabilidad y para todos los combustibles son condiciones diferentes, todo esto para poder lograr esta reacción.
Usualmente el combustible es de procedencia orgánica, pueden provenir de animales o plantas y son procesados de diferentes maneras para convertirse en productos de utilidad para ser usados por el hombre en su vida cotidiana.
No hay que ser una persona muy inteligente para saber todo lo que el fuego representa en la vida, es el elemento que posibilita muchos aspectos de nuestra vida cotidiana, como el transporte, la cocina, la producción de materiales, nos provee de energía eléctrica y muchos otros propósitos que son de necesidad básica para la preservación de la vida como lo es hoy en día.
Historia de la Teoría de la Combustión
Históricamente la teoría de la combustión corresponde a un proceso que los primitivos consideraban un enigma, tras muchos siglos de estudios, experimentos y observaciones fue motivo de controversia entre los grandes científicos que intentaban descubrir cuál era el proceso que había tras esta reacción.
En el año 1718 un alemán le dio nombre a un elemento que supuestamente era el causante de esta reacción, pues decía que durante este proceso el compuesto que se oxidan y era fuente de la flama, contenía el supuesto elemento que se liberaba al entrar en contacto con el oxígeno, si la reacción duraba poco tiempo era porque ya toda la sustancia había sido liberada.
Se le dio el nombre de flogisto y el mismo se usó en diferentes propuestas sobre la interacción del oxígeno y otros elementos no combustibles, pero que igualmente podrían oxidarse. Muchos años después se pudo comprobar que la propuesta era errónea, sin embargo, algunos pocos científicos lo dejaron pasar por alto y plantearon argumentos que justificaban la existencia del flogisto en los combustibles.
Fue aproximadamente en el año 1788 que Antoine Lavoisier un químico francés desecho la idea del flogisto y propuso que entre muchos Tipos de reacciones químicas, cuando el oxígeno interactúa con el elemento entonces se provoca una reacción a la que denominó oxidación, por otro lado si el proceso era al revés se decía que era reducción, donde en vez de perder electrones se ganaban.
Sin embargo, parecía que en ese entonces todo el mundo era partidario de la teoría del flogisto, así que el francés en compañía de un colega fundó una revista en la que divulgaron su investigación, fue ese momento en el que todo el mundo desestimó al flogisto como un elemento.
También fue ese momento en el que se le dio el título de “padre de la química moderna”, ya que con él se comenzó a dar valor a todos los elementos en esta ciencia.
Muchos científicos de la época ignoraban lo que es la importancia del oxígeno como elemento, no fue hasta que llegó Antoine a proponer su teoría sobre la oxidación de los elementos, que muchas preguntas sobre previas teorías (basadas en el flogisto) fueron disipadas.
Clases de Combustión
Dependiendo el entorno y el elemento que esté involucrado en la combustión, esta podría ser de tres clases diferentes, a continuación te las mencionamos todas:
Combustión Incompleta
Ocurre cuando en la reacción no hay suficiente oxígeno que provoque que el elemento se oxide por completo, por ejemplo; en el caso del carbono, este no podrá pasar a ser dióxido de carbono (que es lo que sucedería si la oxidación se completará), sino que se mantendrá como monóxido de carbono.
Está de más decir que el elemento que se vea involucrado quedará a medio quemar, de tal forma, se le considera que está en un punto medio y por esa razón se le llama combustión incompleta, el producto que resulta de esta reacción recibe el nombre de inquemados, por obvias razones.
Combustión Completa
A diferencia de la combustión incompleta, en este caso el proceso de oxidación se completa exitosamente, todo gracias a que el combustible que fue utilizado lo permite y que el ambiente está capacitado para que el oxígeno sea suficiente, incluso sobrante ya que aquí se involucran las combustiones que llegan hasta su máximo esplendor y posibilita que la oxidación se produzca en toda la composición del elemento, de ser posible no solo en el combustible.
Es importante que el aire sea un factor sobrante para que esta combustión pueda resultar, de otra forma quedaría a medio camino, como en una combustión incompleta.
Combustión Neutra o Estequiométrica
Solo se pueden producir de forma intencional en un ambiente que esté adecuado para este proceso y consiste en poner de prueba los elementos apropiados de forma que alguna característica de su composición no se exceda y se termine convirtiendo en una combustión completa.
Esto junto a la justa cantidad de oxígeno será suficiente para producir una reacción que oxide de manera precisa los elementos permitiendo una transformación exitosa y no descomunal.
Etapas de la Teoría de la Combustión
Como ya mencionamos anteriormente, la combustión es en realidad una reacción muy rápida y es extraño pensar que tiene etapas, pero si las tiene, solo que estas pasan tan rápido que es muy difícil asimilarlo, son perceptibles sólo en un ambiente controlado y como objeto de estudio.
El proceso de la teoría de la combustión es muy complejo desde la primera hasta la última etapa, en esos breves segundos hay muchos procesos químicos ocurriendo al mismo tiempo, sin embargo, estas fases son Objetivos de la investigación en muchos estudios y las reacciones químicas que se generan en este proceso, aún siguen causando asombro en las mentes de muchos científicos brillantes.
Las etapas de la teoría de la combustión son:
- Pre-reacción: En esta etapa se forman los radicales por medio de la dispersión de los componentes del hidrocarburo, posteriormente pasan a interactuar con el oxígeno. Los radicales son unidades muy fluctuantes y en el proceso tienden a desarrollarse y desintegrarse con mucha rapidez, si la combustión es muy inestable y la velocidad con la que se producen los radicales no coincide con la del proceso, puede producirse una explosión.
- Segunda Etapa: Aquí es cuando todas las partes del proceso se unen y dan lugar a la oxidación, existe un masivo intercambio de electrones entre el oxígeno y el combustible. También es la etapa de la combustión donde se genera más calor, dando paso a la formación de la llama.
- Etapa Final: Dependiendo el tipo de combustión que sea determinara el final de la misma, pero usualmente es cuando se completa el proceso de oxidación y se forman unos gases que son efecto de la reacción.
Resultado de la Teoría de la Combustión
Este tipo de reacciones produce la formación de residuos que son efecto de la oxidación de los elementos combustibles, usualmente algunos de estos son gases que son sumamente perjudiciales para la salud de los seres humanos, al igual que contaminan el aire afectando también a los animales y se desplazan hacia la atmosfera empeorando el efecto invernadero, con esto causando otros complicaciones para el medio ambiente.
Este tipo de residuos se podría dividir en dos clases que te mencionamos a continuación:
- Gases: Fuera de lo que el término representa para muchos, en realidad algunos de estos gases ni si quiera se pueden notar por la nariz del hombre, pero todo será siempre acorde al combustible que esté involucrado en la reacción.
Entre los gases que pueden ser perjudiciales está el monóxido de carbono, también conocido como el asesino silencioso, ya que no es perceptible para ningún sentido y cuando este gas se inhala en exceso, se adentra a los pulmones y luego pasa a las venas reemplazando al oxígeno en la sangre, lo que por un tiempo prolongado ocasiona la muerte.
- Humos: El humo es una formación compuesta por diferentes gases y elementos que se ven involucrados en el proceso de combustión, también posee algunas partículas que se desprenden del combustible y se dispersan en el aire. El humo es resultado de una combustión incompleta en la que la oxidación no se dio por completo y la descomposición de los elementos resultó disperso en el aire.
El color de la nube puede decir mucho sobre la composición de los gases que se encuentren dispersos, por ejemplo; si el color es claro eso significa que el elemento más abundante es el oxígeno y no es tóxico, pero puede ser muy molesto para la nariz y garganta. Por otro lado si es negro o con diferentes tonalidades hay que tener cuidado, ya que eso apunta a que hay una combinación de gases muy dañinos.
