Fases de la combustión

Podemos definir la combustión como una reacción química rápida de carácter exotérmico, que se puede desarrollar con o sin llamas y radiaciones que sean visibles en las fases de la combustión determinadas por los expertos en la materia.

Parece sencilla, pero es más compleja de lo que se pueda imaginar, debido a lo rápido que se producen sus etapas. La llama más simple resulta de un sinfín de reacciones químicas prácticamente simultáneas.

Estudiar estas reacciones nos lleva a resolver problemas de materias tan complejas como la aerodinámica, la conducción del calor y de difusión molecular.

Fases de la combustión

El proceso de combustión se produce en las siguientes fases:

Primera fase

Los hidrocarburos sufren una prerreacción que los lleva a la descomposición, al reaccionar con el oxígeno y formar radicales.

En esta fase, la existencia de radicales tremendamente activos e inestables lleva a una secuencia en cadena de evolución de los mismos y progresiva desaparición de manera equilibrada.

En función de la velocidad de propagación tendremos:

  • Una explosión. Los radicales se forman a velocidad superior a la de posterior reacción. Su acumulación lleva a una respuesta violenta y masiva al oxígeno.
  • Una detonación. Cuando la liberación súbita de energía ocasionaría una onda expansiva de velocidades que superarían 2 500 m/s.
  • Una deflagración. Si se propaga a velocidades inferiores a la velocidad del sonido.

Segunda fase

En la fase de oxidación se libera la mayor cantidad de calor. Continúa la destilación. Los gases (inflamables y no inflamables) empiezan a arder al salir, pero el combustible no está incandescente.

Se explica porque los gases inflamables carecen del suficiente oxígeno para quemar. Necesitarán mezclarse con el aire para conseguir una mezcla inflamable.

Tercera fase

Finaliza la oxidación y empieza la formación de productos estables que acabarán en la composición de los gases de combustión.

La cantidad de calor que se va liberando depende del tipo de material combustible. Las reacciones pueden ser de tres tipos:

  1. Completa: cuando los combustibles se oxidan completamente y tienen subproductos que son los compuestos oxigenados.
  2. Neutra. Reacción completa ideal. Se suele dar en ambiente controlado.
  3. Incompleta: aparecen compuestos medio oxidados en gases (monóxido de carbono e hidrógeno).

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La combustión se produce rápidamente, generando casi siempre luz y calor. Se considera un proceso de oxidación rápido de los elementos combustibles (hidrógeno, carbono y azufre). Tiene que haber presencia de oxígeno para que se produzca, en las tres fases que hemos indicado.

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