Temario bomberos. Curso química del fuego. Concepto de llama. Tipos de llamas: Llamas de premezcla; Llamas de difusión. Estructura de la llama.
• Abstract: Fire chemistry course for firefighters. Premix flames; Diffusion flames. Flame structure.
CURSO QUÍMICA DEL FUEGO PARA BOMBEROS
Estructura y tipos de llamas de fuego
La llama se define como "el medio gaseoso en el que se desarrollan las reacciones de combustión; aquí es donde el combustible y el comburente se encuentran mezclados y en reacción."
Todas las reacciones de combustión son muy exotérmicas y desprenden gran cantidad de energía en forma de calor.
La llama es provocada por la emisión de energía de los átomos de algunas partículas que se encuentran en los gases de la combustión, al ser excitados por el intenso calor generado en este tipo de reacciones.
TIPOS DE LLAMAS DE FUEGO
Atendiendo a como se incorpora el oxígeno a la llama, podemos distinguir:
Llamas de premezcla
Cuando el combustible y comburente van mezclados previamente a la combustión, como en el caso de un mechero bunsen.
En estas llamas la combustión es más completa y permiten alcanzar mayores temperaturas, presentando otras características como la tonalidad azul.
Llamas de difusión
Cuando el comburente se incorpora a la combustión debido al movimiento convectivo de la propia llama, como en el caso de una vela.
En este caso la reacción se produce en el exterior de la llama y la combustión es más incompleta y por lo tanto alcanzan una menor temperatura.
Estas llamas pueden variar de color aunque predomina el amarillo.
ESTRUCTURA DE LA LLAMA
1. Llamas de premezcla
Se pueden diferenciar tres zonas:
Zona de precalentamiento: Al salir la mezcla de combustible/comburente aún no posee la temperatura necesaria para reaccionar, aumentando esta según se aproxima a la siguiente zona.
Zona de reacción: Una vez alcanzada la temperatura de ignición la mezcla reacciona liberando calor y formando los productos en función de los reactivos.
Zona de post reacción: Los gases productos de la reacción se van enfriando y dejan de emitir luz.
2. Llamas de difusión
Debido a su complejidad, es donde más se ha avanzado gracias a los avances en el aparataje de medición, pudiendo describirse varios modelos.
Modelo de tres zonas o las partes de la llama
El primero que publicó un estudio científico sobre la llama y su estructura fue Michael Fadary en 1908 con The Chemical History Of A Candle en el que mediante unos sencillos experimentos identificó tres zonas en la llama:
Zona interna: La cera fundida de la vela se vaporiza alrededor de la mecha, creando una zona en la que lo único que hay es gases combustibles por lo que no puede combustionar. A esta zona también se le denomina zona fría o zona oscura ya que en ella no se emite luz.
Zona intermedia: En el límite de la zona interna el combustible comienza a mezclarse con el oxígeno circundante permitiendo su combustión. Es la región en la que la temperatura es muy elevada de forma que emite luz.
Zona externa: En ella predomina el oxígeno circundante, por lo que los radicales libres formados en las zonas de mayor temperatura se combinan con el oxígeno completando la oxidación o bien escapando en forma de hollín.
Modelo de cuatro zonas
Estudios más recientes han permitido observar que las llamas de difusión presenta zonas en las que su combustión se asemeja a las llamas de premezcla en aquellas zonas que mejor aporte de oxígeno tienen, en la zona inferior y en la capa más externa, apreciable a simple vista ya que presentan características comunes como poca luminosidad y color azulado.
- zona fría (cono interno) 300º – 350º
- zona reductora (cono luminoso) 1570º - 1540º
- zona oxidante (cono calorífero) 1540º
