Esa lana de acero rasposa que limpia tus sartenes mugrientas es más que trabajadora; es absolutamente magnífica cuando se prende fuego, como ha demostrado el usuario de Reddit ChazDodge en un vídeo reciente que hace que la pelusa ardiente parezca la muerte del planeta Krypton.
Aunque no se trata de una explosión causada por una reacción nuclear en cadena -a la manera de Krypton- el espectáculo de luz creado por la lana de acero ardiendo es el resultado de una oxidación a alta velocidad.
Así es como funciona: Cada vez que algo se quema, se produce una oxidación. Esto significa que un átomo, una molécula o un ion pierde uno o más electrones. El óxido, por ejemplo, se produce cuando el oxígeno entra en contacto con el hierro, y en el proceso el hierro pierde electrones y forma óxido de hierro. El óxido es una versión lenta de la reacción que se ve en el post de Reddit de la quema (oxidación) de las tiras de metal que componen la lana de acero.
Sin embargo, utilizamos nuestros utensilios de cocina de acero inoxidable (que contiene hierro) sin esperar que estallen en llamas por una chispa errante. ¿Qué sucede?
La razón por la que un bloque de hierro como un utensilio no se incendia es que la superficie es pequeña, en relación con el volumen, dijo Jason Benedict, profesor asociado de química en la Universidad de Buffalo, a Live Science. El hierro oxidado genera algo de calor en la reacción, pero es una cantidad muy pequeña. Además, un gran bloque de hierro puede absorber y disipar gran parte de esa energía térmica antes de que la temperatura del bloque suba. (Se puede ver este efecto en el calentamiento de una cuchara de metal al remover la pasta hirviendo: una pequeña se calienta muy rápidamente para poder sostenerla, mientras que una cuchara más grande tarda más).
La lana de acero, en cambio, está hecha de muchas hebras finas, por lo que hay muchos más átomos de hierro en contacto con el oxígeno del aire. Cuando se añade calor (como el de una llama), se añade energía al hierro, y eso hace que el hierro sea más propenso a reaccionar con otros elementos.
«Cuando se añade calor, se está superando una barrera de energía para que la reacción se produzca más rápidamente», dijo Benedict. Una vez que esa reacción se pone en marcha, y dado que genera calor por sí misma, calienta los átomos vecinos. En un bloque de hierro, el calor se disipa en muchos otros átomos de hierro. Pero en una fina fibra de hierro, hay menos material sólido que lo absorba (el aire absorbe el calor, pero de forma mucho más eficaz que los sólidos), por lo que sigue ardiendo. El producto de la combustión son trozos de óxido, o óxido de hierro, al igual que el producto de la combustión de la madera es la ceniza negra (o el carbón).
El contacto con el oxígeno es crucial para la rapidez y el calor con el que arde el hierro de la lana de acero: un entorno de oxígeno puro hace que las llamas se calienten mucho más, y el hierro arde más rápido. (Aunque la lana de acero suele estar cubierta de otros productos químicos -jabón en polvo, por ejemplo-, sólo el hierro arde y se mezcla con el oxígeno).
El aire sólo tiene un 20 por ciento de oxígeno, más o menos, por lo que la combustión se produce a una especie de media velocidad que parece una mecha de dinamita de dibujos animados. Eso es lo que ocurre en el vídeo: hay suficiente oxígeno para quemar el hierro, pero no lo suficiente para que estalle en llamas de golpe. De nuevo, se puede establecer una analogía con la madera: Si se sopla una pequeña llama, el oxígeno extra puede hacer que la madera arda más rápido, mientras que si se cierran las rejillas de ventilación de una estufa de leña antigua, el fuego se reduce a brasas incandescentes y arde más lentamente.
Esta es también la razón por la que los metales en polvo arden fácilmente y por eso se utilizan en la soldadura. La termita es un buen ejemplo – la termita es una mezcla de polvo de hierro y aluminio que cuando se calienta lo suficiente empieza a reaccionar con el oxígeno y a arder a alta temperatura – lo suficiente para fundir el metal y soldar. La termita también aparece el 4 de julio: es un ingrediente del material que recubre las bengalas.
Nota del editor: Este artículo fue actualizado para indicar que la oxidación es la pérdida de electrones, no la ganancia de oxígeno como se había dicho anteriormente.
Publicado originalmente en Live Science.
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