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Combustión

La combustión es un proceso químico de oxidación rápida que va acompañado de desprendimiento de energía baja en forma de calor y luz. Para que este proceso se dé, es necesario la presencia de un combustible, un comburente y calor. El material que es capaz de arder y se combina con el oxígeno, se conoce como combustible. En las combustiones ordinarias el combustible es una sustancia compuesta, como hidrocarburos (gas de petróleo, gasolina, kerosene, parafina, etc.). El oxígeno, elemento esencial para que se produzca y continúe el proceso de oxidación, se conoce como comburente.

Combustión


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Que es Combustión

Se define como una combustión reacción química de oxidación rápida, a aquella que se acompaña de una baja liberación de energía en forma de calor y luz. Para que este proceso tenga lugar, es necesaria la presencia de un combustible, un oxidante y calor.

Cualquier sustancia capaz de arder en determinadas condiciones es llamada combustión. Como también cualquier materia que pueda arder o sufrir una rapida oxidación.

Tipos de combustión

La reacción creada por los componentes de la combustión; el material combustible y el oxidante, se da a conocer en tres tipos de reacción, que son las siguientes:

Combustión completa

Esta combustión reacciona cuando el material combustible se oxida por completo y se consume, luego otros compuestos oxigenados se encuentran subproducidos, como el dióxido de azufre, el dióxido de carbono, o el vapor de agua.

Combustión estequiométrica

Combustión

Este es el nombre dado a las combustiones completas, las cuales ocurren cuando el metano se transforma en CO2 y H2O, usan las cantidades correctas de oxígeno para su reacción y que generalmente ocurren solo en el ambiente controlado de un laboratorio, haciendo uso de instrumentos requeridos, por ejemplo en el caso del metano en polvo se utiliza la cucharilla de combustión.

Combustión incompleta

Es aquellas en los que aparecen compuestos medio oxidados (también llamados no quemados) a partir de gases de combustión, tales como monóxido de carbono (CO), hidrógeno, partículas de carbono, etc.

Proceso de combustión

El combustible debe alcanzar una temperatura mínima para que pueda arder, esta temperatura es la denominada punto de ignición o temperatura de inflamación. Los materiales combustibles tienen una temperatura de inflamación baja y entran con facilidad en combustión.

Si se quema carbón o azufre en iguales cantidades, se observará que la energía calórica que desprende el carbón es mayor que la que desprende el azufre. Esto significa que los combustibles, al quemarse, no desprenden iguales cantidades de calor. Hay unos que desprenden mucha energía calórica, mientras que otros menos calor.

Como resultado del proceso, se obtienen los productos de la combustión. Estos dependen de la naturaleza del combustible, pero en general se produce vapor de agua, dióxido de carbono y carbón. El hecho de que al quemar combustible se liberan importantes cantidades de energía, le da a estos materiales una particular importancia, ya que pueden ser aprovechados para nuestra utilidad.

Las industrias, las fábricas y las plantas de producción de electricidad hacen uso de la combustión para derivar la energía que requieren para funcionar. En la actualidad, los hidrocarburos ocupan el primer lugar entre las fuentes de energía.

Productos de la combustión

Humo

Está formado por partículas sólidas y líquidas suspendidas en el aire. Con tamaños de entre 0.005 y 0.01 milimicrones. Este tiene efectos irritantes en la mucosa.

El humo es prácticamente el primer factor de riesgo en el desarrollo de un incendio, antes de que pueda sentir el efecto de aumentar la temperatura. Se tienen entonces:

  • Humo Blanco: combustión de productos vegetales, forrajes, piensos, etc.
  • Humo amarillo: productos químicos que contienen azufre, combustibles que contienen ácido clorhídrico y nítrico.
  • Humo gris: compuestos celulósicos, fibras artificiales, etc.
  • Humo negro claro: caucho.
  • Humo negro oscuro: aceite, fibras acrílicas, etc.

Asimismo, el humo se mezclará con gases tóxicos que modificarán su color:

  • Humo blanco: se quema libremente.
  • Llama: la temperatura varía dependiendo de factores, como el tipo de combustible y la concentración de oxidante.
  • Calor: el calor es una forma difícil de energía, la cual elevará la temperatura.

Ejemplos de combustión

Combustión-3

  • Una vela encerada: al principio, la reaccíon química ocurre solo en el candelero. Sin embargo, una vez que la llama alcanza la cera, también se produce reacción en la cera.
  • Quema de madera: los hidrocarburos en la madera se combinan con oxígeno para formar agua y dióxido de carbono. Esta es una reacción muy enérgica, por lo que genera grandes cantidades de calor y luz para liberar dicha energía.
  • Un fósforo encendido: cuando un fósforo se frota contra una superficie ligeramente rugosa, la fricción genera tal calor en la cabeza del fósforo (que consiste en fósforo y azufre) que produce una llama. Esta es una reacción incompleta porque quedan residuos del papel encerado del fósforo.
  • Quema de carbón: al quemar carbón hace reacción y se transforma de sólido a gas. En esta reacción, la energía se libera en forma de calor.
  • Fuegos artificiales: cuando se enciende un fuego artificial, el calor hace que los productos químicos en él reaccionen con el oxígeno en la atmósfera para producir calor y luz. Se puede afirmar que es una reacción incompleta.
  • Hoguera: las fogatas son ejemplos del tipo de reacción que ocurren entre hojas secas, papel, leña o cualquier otro hidrocarburo y una carga de energía calórica (como una cerilla encendida o una chispa generada por las piedras).
  • Estufa de gas: las estufas de gas funcionan con propano y butano. Estos dos gases, cuando están en contacto con una carga inicial de energía calórica (un fósforo, por ejemplo), se queman. Es una reacción completa, porque no genera desperdicio, aquí puede ocasionar una combustión espontánea.
  • Incendios forestales: los incendios forestales son ejemplos de reacciones incontroladas. Al igual que con la leña, son reacciones incompletas porque dejan residuos.
  • Bases fuertes y materia orgánica: en cuanto a estos materiales como la soda cáustica, hace reacción al entrar en contacto con la materia orgánica.
  • Fuegos fatuos: los incendios fatuos son llamas espontáneas que se generan en pantanos con un alto contenido de materia orgánica en descomposición.
  • Combustibles en motores: el motor de combustión interna se utiliza en los automóviles que llevan hidrocarburos para poder funcionar dentro de la cámara de combustión, siendo la gasolina uno de los principales componentes para que se de la reacción interna.
  • Combustión de metanol: también conocida como alcohol metílico, es un ejemplo de reacción perfecta, porque no genera nada más que agua y dióxido de carbono.
  • Combustión de magnesio metálico: Este es un ejemplo de reacción en la que no se libera agua ni dióxido de carbono. En este caso, el producto es óxido de magnesio. Es una combustión incompleta ya que produce óxido de magnesio.
  • Explosivos: los explosivos, como la pólvora y la nitroglicerina, generan la reacción de combustión y ocurren en milisegundos. Cabe destacar que hay explosivos débiles y fuertes.
  • Pólvora: la pólvora es un explosivo débil. En el caso de explosivos débiles, deben colocarse en espacios confinados (como una cámara de armas) para que puedan funcionar.
  • Imágenes de la Combustión

    A continuación, les mostraremos algunas imágenes de combustión y los diferentes resultados que se obtienen en cada una de ellas:

    combustion-4 combustion-5 combustion-6 combustion-7

    Preguntas Frecuentes sobre Combustión

    ¿Cómo se produce la combustión?

    Se produce a través de una reacción química de oxidación rápida que se acompaña de una baja liberación de energía en forma de calor y luz. Para que este proceso tenga lugar, es necesaria la presencia de un combustible, un oxidante y calor.

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    ¿Para qué sirve la combustión?

    Es ampliamente utilizada en los aparatos que ayudan a desplazar a las personas de un lugar a otro (automóviles, autobuses, aviones, barcos, etc.). De la misma manera, tambien es utilizada en los hogares para cumplir múltiples funciones, como en las cocinas de gas o en las cocinillas de gasolina para cocinar los alimentos, en las velas que a veces se utilizan para alumbrar, etc.

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    ¿Qué es la combustión viva?

    Son aquellas que consumen el combustible de la manera más violenta y, además de una alta tasa de calor, generan luz. Por ejemplo una vela encendida,, un fósforo o un incendio.

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    ¿Qué se necesita para que se de la combustión?

    Para producir una reacción química se necesita de un combustible, un oxidante y alcanzar la llamada temperatura de ignición, es decir, necesita un elemento que se queme (combustible) y otro que produzca reacción (oxidante) y generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso.

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    ¿Cuáles son las reacciones de la combustión?

    La reacción química libera una gran cantidad de energía en forma de calor (energía térmica) que, consecuentemente, lleva a una expansión de los gases (gas carbónico y vapor de agua) creando una llama, la cual es la masa gaseosa incandescente que refleja calor y luz, y está en contacto con la sustancia combustible.

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    Bibliografía

    Adrián, Rossana. ( Última edición:28 de abril del 2020). Definición de Combustión. Recuperado de: //conceptodefinicion.de/combustion/. Consultado el 30 de noviembre del 2020