?Por qu¨¦ la llama del fuego va para arriba?

En un fuego se produce un proceso en el que el ox¨ªgeno que hay en el aire reacciona con un combustible. Las materias originales se transforman en otras, sobre todo gases como el di¨®xido de carbono y el vapor de agua, aunque tambi¨¦n pueden formarse s¨®lidos muy finos (las cenizas, el humo, el holl¨ªn). No es magia, es qu¨ªmica.

La caracter¨ªstica principal de una combusti¨®n es que desprende una gran cantidad de calor. Ese calor procede de la energ¨ªa almacenada en los enlaces qu¨ªmicos de los combustibles. Por ejemplo, en la madera o en los combustibles f¨®siles como el carb¨®n, el petr¨®leo o el gas natural esos enlaces qu¨ªmicos se formaron en las plantas de las que proceden gracias a la intervenci¨®n de la luz solar, lo que conocemos como fotos¨ªntesis. La combusti¨®n es el proceso inverso: en ¨¦l se destruye la materia org¨¢nica para regenerar el di¨®xido de carbono y el agua que utilizaron las plantas. En este proceso se rompen aquellos enlaces creados por fotos¨ªntesis y en los que, durante decenas y hasta millones de a?os, las plantas hab¨ªan almacenado la energ¨ªa del sol. Esa energ¨ªa ahora liberada se desprende en forma de calor.

La gran cantidad de calor liberado hace que la temperatura de los gases que se producen en la combusti¨®n sea alt¨ªsima, normalmente entre 1.000 y 2.000 grados cent¨ªgrados. Cuando un gas se calienta, se expande, ocupa mayor volumen y se hace menos denso, lo que provoca que se eleve en la atm¨®sfera. Es decir, que seg¨²n el principio de Arqu¨ªmedes ¡°flota¡± en el aire.

Si provoc¨¢ramos una combusti¨®n en ausencia de gravedad, las cosas ser¨ªan distintas

Esa es la respuesta a por qu¨¦ la llama va para arriba, porque est¨¢ formada por gases producto de la combusti¨®n que al calentarse se expanden y suben. Y eso es as¨ª siempre, en las condiciones normales de la Tierra. Pero si provoc¨¢ramos una combusti¨®n en ausencia de gravedad, las cosas ser¨ªan distintas. En experimentos realizados en la Estaci¨®n Espacial Internacional, se ha visto que las llamas no van para arriba. Las especiales condiciones de movimiento de la Estaci¨®n Espacial hacen que en ella exista una situaci¨®n de microgravedad, y por esa raz¨®n all¨ª las llamas son redondas. Nuestro planeta ejerce una fuerza de atracci¨®n gravitatoria que es mayor sobre los gases fr¨ªos, m¨¢s densos, que sobre los gases calientes, menos densos. Eso, como vimos al principio, hace que los gases de la combusti¨®n se vayan hacia arriba, y que la llama tenga su t¨ªpica forma ahusada. En la Estaci¨®n Espacial, en sus condiciones de microgravedad, esa diferencia no existe, as¨ª que los gases calientes se expanden hacia todas las direcciones de igual forma, no solamente hacia arriba. Y el resultado es una llama esf¨¦rica.

En cuanto a la luz de la llama, tambi¨¦n se debe a que est¨¢ caliente. Toda la materia emite radiaci¨®n, excepto si estuviera a la temperatura te¨®rica m¨¢s baja que se puede alcanzar: -273,15 ?C. Pero una buena parte de esa radiaci¨®n no es luz visible, es decir, detectable por el ojo humano. Por ejemplo, nuestros cuerpos tambi¨¦n emiten radiaci¨®n, pero no es luz visible sino que est¨¢ en la frecuencia infrarroja y por eso en la oscuridad puede ¡°verse¡± a un ser humano vivo con dispositivos de detecci¨®n de infrarrojos. Como las llamas tienen una temperatura muy superior a nuestro cuerpo, parte de su radiaci¨®n est¨¢ dentro de la zona visible del espectro electromagn¨¦tico, y la vemos como luz. Adem¨¢s, su temperatura influye en su color. La luz de las llamas de temperatura m¨¢s baja tiene un tono rojizo y las de mayor temperatura son de color anaranjado o amarillo. El color de la llama tambi¨¦n puede verse modificado por la existencia en ella de sustancias que emiten luz de colores espec¨ªficos, como las que se forman en la llama de un quemador de butano o gas natural y que le dan su brillante color azul.

La pregunta ha sido hecha por @Siranido v¨ªa Twitter

Flor Rodr¨ªguez Prieto. Doctora en Qu¨ªmica. Catedr¨¢tica de Qu¨ªmica F¨ªsica de la Universidad de Santiago de Compostela.

Coordinaci¨®n y redacci¨®n: Victoria Toro

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