Combustión: qué es, tipos y ejemplos

La combustión es una reacción química entre un material combustible y el oxígeno. Una combustión sucede cuando un elemento «se quema» y produce calor, agua, dióxido de carbono u otros productos. Hay diferentes tipos de combustión, que presentan distintas fases de forma casi simultánea. Según los elementos que participen en ella, se obtienen diversos productos.

¿Qué es una combustión?

Una combustión es una reacción química exotérmica, es decir, un proceso en el cual se libera energía, en forma de calor o luz. Para que pueda ocurrir una combustión, debe existir un elemento reactivo básico: el oxígeno. También se lo llama comburente. Además, debe haber un reactivo: un material combustible, formado por carbono (C) e hidrógeno (H), o a veces, por azufre (S). Como resultado de la reacción de combustión entre el comburente y el reactivo, se obtienen productos. En una combustión, generalmente, un hidrocarburo reacciona con el oxígeno para producir dióxido de carbono y agua.

Cómo se produce una combustión

La combustión se produce en tres etapas o fases principales:

• Primera fase. También conocida como prereacción. Después de la activación de energía, por ejemplo, al encender una cerilla, los hidrocarburos comienzan a descomponerse y se transforman en radicales, que son compuestos inestables. POsteriormente se produce una reacción en cadena y se van creando nuevos compuestos químicos.
• Segunda fase. Llamada también oxidación. Aquí el oxígeno cumple el papel más importante. Los radicales reaccionan ante la presencia de oxígeno y se produce un desplazamiento rápido de electrones. En esta fase se produce la mayor liberación de calor.
• Tercera fase. Ocurre al finalizar el proceso de oxidación de los radicales, y se forman productos como resultado de la reacción química.

Tipos de combustión

El proceso de combustión se puede desarrollar de diferentes maneras, dependiendo de los materiales que intervengan en él y los productos que se originen. Por lo tanto, existen los siguientes tipos de combustión:

• Combustión completa. Se trata de la oxidación de un hidrocarburo que produce solamente dióxido de carbono y agua. Este tipo de combustión ocurre al encender una vela: el calor de la mecha encendida convierte en vapor la cera de la vela, que es un hidrocarburo. La cera, a su vez, reacciona con el oxígeno y libera dióxido de carbono y agua. La vela se consume por completo y los productos se disipan en el aire.
• Combustión incompleta. En ella se producen restos de carbono (hollín) y monóxido de carbono, además de agua y dióxido de carbono. La mayoría de los combustibles fósiles, como el carbón, realizan una combustión incompleta.
• Combustión estequiométrica. También se la llama combustión neutra y se trata de un proceso químico que se realiza con proporciones ideales de oxígeno y materiales combustibles. Generalmente, este tipo de combustión se lleva a cabo en laboratorios.

Además, las reacciones de combustión pueden ser:

• Combustiones lentas, que producen poca emisión de luz y calor. Un ejemplo puede ser el fuego que se produce en una habitación poco ventilada. Es una situación peligrosa porque si entra más oxígeno, el fuego puede aumentar repentinamente.
• Combustiones rápidas, que se caracterizan por una gran emisión de luz y calor. Si es demasiado rápida, puede causar una explosión. Las explosiones se consideran como combustiones instantáneas.

Ejemplos de combustión

En la naturaleza y la vida cotidiana existen numerosos ejemplos de combustiones. Algunos de los más comunes son:

• Encender una cerilla. La cabeza de la cerilla tiene fósforo y azufre. Cuando se raspa, se calienta y causa una combustión rápida. Algo similar ocurre con la reacción de combustión del butano, presente en encendedores cuya ecuación química ajustada es: 2C₄H₁₀(g) +13O₂(g) → 8CO₂(g) +10H₂O(g).
• Incendios forestales. Se producen en muchos casos debido a sequías o tormentas eléctricas. El calor de una descarga eléctrica e incluso las temperaturas elevadas pueden ocasionar la combustión de árboles o pastizales.
• Encender una cocina a gas. Con la llama del piloto o mediante una cerilla, el hidrocarburo gaseoso, que suele ser butano (C₄H₁₀) o propano (C₃H₈), entra en contacto con el oxígeno y causa la combustión. La ecuación química ajustada de la reacción de combustión del propano se expresa así: 2C₃H₈(g) + 7O₂(g) → 6CO₂(g) + 8H₂O(g).
• Cocinar a la brasa. Al encenderse el carbón, que es un combustible fósil, éste reacciona con el oxígeno y libera energía en forma de calor, que se utiliza para asar carne u otros alimentos.
• Encender un automóvil. Es otro ejemplo del uso de combustibles fósiles, como la gasolina. La quema de este hidrocarburo causa explosiones controladas que producen energía (por eso los motores de los automóviles se llaman «de explosión»). Esta genera el movimiento y la liberación de otros gases.

Bibliografía

• García Bello, D. Todo es cuestión de química. (2016). España. Paidós Ibérica.
• Nguyen-Kim, M. T. Mi vida es química. (2020). España. Editorial Ariel.
• Masterton, W.L.; Hurley, C.N. Química: principios y reacciones. (2003, 4ta. edición). España. B & N.