Por qué no se derrite la madera

Jesse, me encanta esta pregunta. Parece que todo el mundo sabe que las cosas son sólidas a ciertas temperaturas. Si las calientas, se convertirán en un líquido. Si se calienta más, la sustancia se convertirá en un gas. Esta obviedad elemental de la ciencia es el reclamo de todos los estudiantes de primaria en su feria de ciencias. Sin embargo, en algún momento, todas las personas que crecen miran un fuego ardiente y dicen: «Oye, ¿qué pasa?»

El Melvin de los asientos baratos grita: «La respuesta más fácil es que la temperatura de combustión de la madera es menor que su temperatura de fusión, ¡duh!». Mientras que el deportista estereotipado políticamente incorrecto responde: «Lol, whut?»

El problema de la fusión de la madera gira en torno a qué es la combustión, y a qué temperatura se produce la combustión de la madera. La combustión, también conocida como quema, es simplemente una reacción química que tiene lugar donde el material combustible (en este caso la madera) en presencia de un oxidante (normalmente el aire alrededor del fuego) cambia su composición química y descompone el material en otras sustancias químicas. El proceso es exotérmico. Como tal, la luz y el calor pueden ser liberados.

La madera se compone principalmente de cosas como la celulosa, la lignina y el agua. Cuando la madera arde, se descompone en productos como carbón vegetal, agua, metanol y dióxido de carbono. A diferencia del agua que vuelve a convertirse en hielo, si se enfrían los productos resultantes de la combustión de la madera, obviamente no vuelve a su composición original. Por lo tanto, toda la ceniza que queda en su chimenea después de esa noche romántica con su persona especial.

Todos los materiales que entran en combustión tendrán una temperatura natural a la que el proceso comenzará a tener lugar. Cuanto más alta sea la temperatura, más rápido será el proceso (normalmente). Si esa temperatura es inferior a la temperatura a la que el material se fundirá, ese material nunca se fundirá (naturalmente) porque simplemente se convierte en otros productos químicos.

En cuanto a la madera, comenzará un proceso conocido como pirólisis a temperaturas de alrededor de 500-600 grados Fahrenheit. La pirólisis es también una reacción exotérmica que tiende a ser autosostenida. A estas temperaturas, la madera empezará a emitir hasta 100 sustancias químicas, incluyendo metano y metanol (lo mismo que ponen como aditivos en la gasolina), que empezarán a arder. Una vez que esas sustancias químicas comiencen a arder, aumentarán la temperatura y el carbón restante (los trozos negros quemados presentes después de que el fuego se apague) que quede atrás comenzará a descomponerse aún más, cosas como el calcio, el potasio y el magnesio.

En este punto Melvin podría volver a aparecer y decir, «el metanol a temperatura ambiente es líquido, y otras sustancias químicas como el magnesio y el calcio pueden ser líquidos, ¡así que la madera puede derretirse!» Yo digo que se calle. Una vez que esas cosas están presentes, la sustancia ya no es madera, como tal, no es realmente madera fundida.

Si te ha gustado este artículo, puede que también disfrutes de nuestro nuevo y popular podcast, The BrainFood Show (iTunes, Spotify, Google Play Music, Feed), así como:

• El alcohol no se «cuece» realmente en los alimentos en la mayoría de los casos
• Por qué generalmente no debe poner metales en el microondas
• Los colores de las bocas de incendio realmente significan algo
• Nerón no jugaba mientras ardía Roma
• Cómo funciona una alarma de humo

Hechos extra:

• Es casi imposible conseguir la combustión completa de la madera. No te preocupes. Es esta combustión incompleta la que nos permite tener fuego. Son los subproductos de la combustión incompleta los que realmente arden y permiten que la pirólisis continúe dándonos una fantástica fuente de energía para cocinar nuestros perritos calientes. Si se obtuviera una combustión completa absoluta de la madera, los únicos subproductos serían el dióxido de carbono y el agua.
• La madera arderá a temperaturas inferiores al punto en que la pirólisis le permitirá darnos una llama continuamente visible. La madera se carbonizará lentamente entre los 248-304 grados Fahrenheit. La madera en descomposición con bajo contenido de agua también se encenderá a 304 grados, mientras que los distintos tipos de madera se encenderán normalmente entre 374-500 grados, dependiendo de la composición química de la madera.
• En caso de que te preguntes qué puede hacer que la madera arda, aquí tienes algunas cosas comunes que se utilizan para iniciar el fuego y su temperatura media que desprende su calor, en Fahrenheit.
  • Cigarrillos ventilados- 752-1,436
  • Cigarrillos sin ventilar- 550
  • Machas- 1,112-2,552
  • Llamas de velas- 1,112-2,552
  • Chispa eléctrica- 2,400
  • Arco eléctrico- Hasta 6782
  • Rayo- 54.000
• La mayoría de las maderas están compuestas por un 50% de carbono, 44% de oxígeno y 6% de hidrógeno. Las maderas más blandas tienden a tener más carbono y menos oxígeno que las maderas más duras. Hasta el 85% de la masa de la madera y el 60% de su potencial calorífico está contenido dentro de los gases que se producen cuando la madera se está quemando por pirólisis.
• Según la Agencia Nacional de Protección contra Incendios, en 2011 se produjeron 370.000 incendios domésticos en Estados Unidos. Supusieron 13.910 heridos y 2.520 muertos. El coste directo de sus daños se estimó en 6.900 millones de dólares. La cocina es la principal causa de los incendios domésticos, ya que el 42% de ellos se inician en la cocina. Mientras que el 7% de los incendios domésticos se iniciaron en el dormitorio, el 25% de las muertes fueron consecuencia de esos incendios. El 24% de las muertes fueron causadas por incendios que comenzaron en la sala de estar, la habitación familiar o el estudio, mientras que sólo representaron el 4% de los incendios.
• El 60% de las muertes por incendios domésticos se produjeron en hogares sin detectores de humo en funcionamiento. ¡Consíguelos! Muchos departamentos de bomberos tienen programas que regalan detectores de humo durante todo el año. Llámelos y pregunte. Si lo hacen, normalmente también se los instalarán. Ahora ya no tiene excusa para no conseguir uno.

Expandir para referencias