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Ciencia Nuestra de cada Día

La Naturaleza nos sorprende cada instante con multitud de fenómenos que despiertan nuestra curiosidad. La Ciencia Nuestra de Cada Día es un espacio en el que Ángel Rodríguez Lozano nos incita a mirar a nuestro alrededor y descubrir fenómenos cotidianos que tienen explicación a la luz de la ciencia.

¿Por qué se encienden solas las velas trucadas de cumpleaños?

Velas con truco

Las velas trucadas se venden como "velas mágicas" o con nombres parecidos y tienen la propiedad sorprendente de volverse a encender solas, como por arte de magia, una vez apagadas. El vídeo que hemos añadido a continuación lo muestra muy bien. Veamos cómo funcionan.

Primero unas cuestiones básicas indispensables para entender bien el proceso. Una vela corriente está compuesta principalmente por dos partes: un combustible, sólido a temperatura ambiente, que puede ser cera de abeja o parafina, y la mecha, que, básicamente, es un cordón de algodón trenzado con algunos aditivos para que no arda demasiado rápido. A esto hay que añadir, en el caso de las velas trucadas o velas mágicas, un componente más: el magnesio.

La cera es un combustible, de hecho, la parafina, que no es cera de abeja pero se emplea habitualmente como cera sintética, se obtiene del petróleo, como la gasolina, pero sus moléculas son mucho más grandes y por ello es sólida a temperatura ambiente. Un combustible, en condiciones normales, no arde. Para que se inflame necesita una mínima energía, conocida como energía de activación, que le suministramos al arrimarle una llama encendida. Esto se debe a que la combustión es un desmoronamiento o ruptura de las moléculas de combustible, éstas, al chocar con las moléculas de oxígeno, se rompen en pedazos menores que dan lugar a compuestos más simples que se mueven a gran velocidad, es decir, generando calor. Luego, ese calor sirve de punto de partida para que otras moléculas de combustible se rompan también y éstas a otras, creando una reacción en cadena que mantiene la llama.

Así pues, para conseguir que la cera arda debemos calentarla lo suficiente como para que se inicie la combustión. Al arrimarle una llama, primero se funde, después la capa superficial se evapora y, de esa manera, formando vapor, sus moléculas estarán rodeadas de oxígeno y arderán más fácilmente. ¿Quién hace todo eso? : la mecha.

La mecha es la verdadera directora de la película. Por una parte hace de bomba de extracción y por otra de vaporizador. Cuando arrimamos una llama a la mecha de la vela, ésta comienza a arder, genera calor que se trasmite a la cera y la funde. La cera fundida es líquida y los líquidos tienden a subir por la mecha, que es muy absorbente, por un fenómeno que se llama capilaridad. Es un fenómeno muy familiar, cada vez que utilizamos una bayeta, un trapo o una fregona para recoger agua lo estamos utilizando, hacemos que el agua suba por capilaridad a las fibras de la fregona y luego, una vez empapada, la devolvemos al cubo al estrujarla. Lo mismo hace la mecha, la cera derretida sube por ella, empapándola, y al llegar al extremo, que está muy caliente, se convierte en vapor. Ese vapor es el que realmente arde y proporciona la luz de la vela, por esa razón la llama parece rodear a la mecha sin tocarla. Al mismo tiempo, la corriente ascendente de cera fundida protege a la mecha y evita que se consuma.

Ya hemos conseguido que arda, ahora vamos a apagarla. Soplamos fuerte, el aire enfría la mecha y le roba calor disminuyendo la temperatura de la vela hasta tal punto que la reacción es incapaz de continuar y se apaga. Quedan sólo unas pocas brasas en la punta de la mecha que generan calor suficiente como para evaporar la cera - el humo blanco que sale de ella es cera evaporada- pero las brasas no tienen suficiente temperatura como para iniciar la reacción en cadena de nuevo. La vela se apaga.

Y ahora viene el toque mágico. En las velas trucadas de cumpleaños la mecha lleva una pequeña cantidad de polvo de magnesio, una sustancia que arde a una temperatura relativamente baja, concretamente a 430º C. Y, mire usted por donde, esa temperatura se alcanza en las brasas de la mecha recién apagada. Así pues, el magnesio, al entrar en contacto con las brasas, arde desprendiendo unas chispas muy características en este tipo de velas. Como el ambiente está lleno de vapor de cera, las chispas suministran la energía necesaria para que el vapor prenda de nuevo y la vela comienza a arder, como por arte de magia. Pero no es magia, amigos, es CIENCIA.

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