Cómo funcionan los fósforos de seguridad?

Los fósforos de seguridad son un elemento común en el cajón de la cocina de todos los hogares. Son un concepto bastante simple: golpear la cabeza de la cerilla contra la tira y voilá. Pero en realidad hay mucha química en este objeto cotidiano.

Hay dos tipos de cerillas: las que se consideran seguras y las que se pueden encender utilizando cualquier superficie. La única diferencia es que en las cerillas de seguridad, los productos químicos necesarios para encenderlas se mantienen separados unos de otros. Pero antes de entender cómo funcionan, debemos preguntarnos: ¿cómo surgieron?

La cerilla Lucifer

Las cerillas de seguridad han recorrido un largo camino desde su antecedente, la cerilla Lucifer. Según un artículo de 1893 de la Pacific Rural Press, la invención de la cerilla se atribuye a Sir Isaac Holden, que aprovechó la necesidad de tener fuego instantáneo al alcance de la mano.

La cerilla Lucifer no tardó en ganar popularidad. Se vendían en latas de metal y venían con un trozo de papel de lija para encenderlas. La composición de las cerillas Lucifer no era muy diferente a la de las cerillas actuales. Pero había un ingrediente que marcaba una diferencia vital: el fósforo blanco.

La truculenta historia de las cerillas

Si bien el fósforo blanco hace una aparición en las cerillas de seguridad actuales, es sólo en forma de una pequeña cantidad de vapor, pero hablaremos de ello más adelante. Sin embargo, a principios del siglo XIX, las cerillas Lucifer dependían en gran medida del fósforo blanco como uno de los principales ingredientes de la cabeza de la cerilla. El fósforo blanco es un material muy combustible y tóxico. Sus propiedades pirofóricas hacen que pueda autoinflamarse espontáneamente. Por eso es comúnmente utilizado como arma incendiaria por los militares.

Trabajador de una fábrica de fósforos con la mandíbula fosforescente

Los trabajadores de las fábricas de fósforos solían tener que extirparse la mandíbula inferior tras el envenenamiento por fósforo

Al igual que el Napalm, el fósforo blanco se utiliza en proyectiles y granadas, encendiéndose de forma espontánea para producir un calor tan intenso que derrite la piel del hueso. Este producto químico es también el culpable de la mandíbula fosforescente, una enfermedad profesional causada por la inhalación de los humos tóxicos del producto. El fósforo blanco atacaba la mandíbula inferior, provocando abscesos e incluso daños cerebrales. El único tratamiento era la extirpación de toda la mandíbula, lo que dejaba al enfermo permanentemente desfigurado. La otra alternativa era la muerte por fallo orgánico.

Las propiedades inestables y tóxicas del fósforo blanco hacían que se produjeran accidentes mortales todos los días: las cajas de cerillas se incendiaban repentinamente tras ser agitadas o dejadas a la luz del sol, y la gente solía respirar los humos tóxicos. Había que hacer algo con la peligrosa cerilla Lucifer.

¿Cuándo se inventaron las cerillas de seguridad?

Debido a la demanda y a la dependencia del público de cerillas baratas que pudieran encenderse en cualquier lugar, tuvieron que pasar más de 50 años desde que se identificaron los peligros para acabar con la fabricación de cerillas Lucifer. Una combinación de cobertura de la prensa, campañas públicas y cambios legislativos hizo que en 1910 estas mortíferas cerillas fueran finalmente sustituidas por una alternativa más segura.

Un anuncio de periódico del siglo XIX para las nuevas cerillas de seguridad de Bryant May's new safety matches

Un anuncio de periódico del siglo XIX que muestra a la potencia de las cerillas Lucifer, Bryant & May’s, avanzando hacia las cerillas de seguridad.

¿Por qué las cerillas se llaman cerillas de seguridad?

Interesantemente, los ingredientes activos que estaban presentes en las cerillas Lucifer se siguieron utilizando en las cerillas de seguridad, pero con una diferencia que cambió el juego: los productos químicos combustibles se separaron entre la cabeza de la cerilla y la almohadilla de golpeo.

El fósforo blanco se sustituyó finalmente por otro alótropo: el fósforo rojo. El fósforo rojo no se enciende en el aire cuando la temperatura es inferior a 240ºC, a diferencia de su predecesor, que podía inflamarse espontáneamente a 30ºC. Esto significa que es un elemento mucho más estable para usar en un artículo doméstico común, y por eso las cerillas se llaman cerillas de seguridad – ¡son mucho más seguras hoy en día!

¿Qué son las cerillas de seguridad?

Ya hemos establecido que lo que constituye a las cerillas de seguridad es el hecho de que los elementos combustibles se mantienen separados unos de otros. Pero, ¿cuáles son los propósitos detrás de los ingredientes?

La cabeza de la cerilla contiene un agente oxidante, normalmente clorato de potasio, y azufre. Estas sustancias químicas no se encienden por sí solas, lo que significa que la cerilla no se encenderá por la fricción normal. Esto se debe a que la superficie de golpeo contiene la sustancia química necesaria para que el clorato de potasio y el azufre se enciendan: el fósforo rojo.

La cabeza de la cerilla también contiene pegamento, que no sólo une los materiales entre sí, sino que también sirve como combustible adicional. El palo de madera está cubierto por una capa de parafina. Esto garantiza que la llama queme el palo. Además, la madera está impregnada de fosfato de amonio, lo que impide que se produzca un resplandor posterior. La superficie de golpeo y la cabeza de la cerilla comparten un ingrediente principal: vidrio en polvo. Esto es importante porque es lo que inicia todo el proceso.

Un montón de fósforo rojo, que es un ingrediente de las cerillas de seguridad

El fósforo rojo sustituyó al blanco en las cerillas porque era mucho más estable. Está contenido en la superficie de golpeo de los fósforos de seguridad, no en la cabeza del fósforo.

¿Cómo funcionan los fósforos de seguridad?

Cuando la cabeza del fósforo golpea la superficie de golpeo, la fricción de vidrio contra vidrio crea calor. Este calor es suficiente para convertir una pequeña cantidad de fósforo rojo en vapor de fósforo blanco.

Aunque el fósforo blanco se enciende espontáneamente, sería un espectáculo de corta duración si no fuera por el agente oxidante de la cabeza de la cerilla. La pequeña cantidad de fósforo blanco comienza a descomponer el clorato de potasio, liberando oxígeno para que la llama pueda seguir ardiendo. A continuación, el oxígeno se combina con el azufre para que éste también pueda empezar a arder. Esto enciende la madera de la cerilla, a la que se adhiere la llama gracias a la parafina.

Todos estos componentes son los que permiten que la cerilla permanezca encendida el tiempo suficiente para encender su vela Yankee favorita.

La diferencia entre las cerillas de seguridad y las cerillas normales

La única diferencia entre las cerillas de seguridad y las cerillas de encendido universal es que la cabeza de la cerilla de estas últimas contiene fósforo rojo, así como un agente oxidante y azufre. Por el contrario, si se golpea una cerilla de seguridad contra una pared de ladrillo, por ejemplo, no se producirá la ignición porque la cabeza de la cerilla no contiene fósforo rojo.

¿Qué aspecto tienen las cerillas de seguridad?

Aunque las cabezas de las cerillas suelen ser rojas, esto no se debe al color de los productos químicos que contienen. El hecho de que sea del mismo color que el fósforo rojo es sólo una coincidencia. La razón por la que la cabeza de la cerilla es de color es porque se añade tinte a la punta para indicar claramente qué extremo se incendia.

Acerca de una cerilla ardiendo

Es obvio que las cerillas han pasado por una evolución bastante horripilante. Es un alivio que las cerillas de seguridad hayan avanzado a pasos agigantados desde los tiempos de Lucifer, y cómo algo tan pequeño puede ser tan extraordinario.

Aquí, en ReAgent, nos encanta desentrañar los misterios científicos y químicos que hay detrás de objetos comunes. En el pasado, hemos investigado la química de los fuegos artificiales, ¡e incluso el miedo!

Aviso legal

Todo el contenido publicado en el blog de ReAgent.co.uk es meramente informativo. El blog, sus autores y afiliados no se hacen responsables de ningún accidente, lesión o daño causado en parte o directamente por el uso de la información proporcionada. Además, no recomendamos utilizar ningún producto químico sin leer la hoja de datos de seguridad del material (MSDS), que puede obtenerse del fabricante. You should also follow any safety advice and precautions listed on the product label. If you have health and safety related questions, visit HSE.gov.uk.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.