La ciencia detrás del fuego es principalmente química y algo de física.
El fuego es una reacción química entre cualquier material que está en llamas y el oxígeno. El aire alrededor del fuego suministra el oxígeno necesario para la reacción, si logra bloquear el aire nuevo para que no alcance el fuego, el fuego se detendrá.
Lo importante es que la reacción química en un incendio produce mucho calor. Este calor es lo que mantiene la reacción en primer lugar (la mayoría de los materiales no se quemarían a temperaturas normales), y también es responsable de producir la llama. La llama es solo un aire que se calienta tanto que brilla.
El color de la llama depende principalmente de las propiedades de los elementos en su interior. Desafortunadamente, no sé qué elemento le da a la llama sus colores característicos, pero la presencia de otros elementos puede cambiar el color “natural” de la llama; por ejemplo, incluso cantidades traza de cobre producen un tono hermoso y verde:
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El color diferente en los fuegos artificiales se realiza mediante la inclusión de compuestos de elementos que producen el color deseado cuando se queman.
Fundamentalmente, el color que un elemento producirá en la llama (o generalmente cuando se calienta) está gobernado por la física, es decir, por el comportamiento de los electrones que tiene cada elemento. Dado que la configuración de los electrones es específica de los elementos individuales, el color producido por cada elemento es fijo y no cambia. Esto nos permite estudiar la composición química de objetos calientes incluso a una gran distancia a través de la espectroscopia (por ejemplo, la del Sol e incluso estrellas y galaxias).
¿Qué le hace un viento al fuego? El viento extinguirá fácilmente una pequeña llama, ya que eliminará la llama del material que se quema y traerá aire nuevo y frío, que enfría el material por debajo del punto requerido para sostener un incendio. Así es como se apaga una vela.
Sin embargo, si el fuego es lo suficientemente grande, el viento no lo enfriará lo suficiente como para detener la reacción. Lo que hace el viento en este caso es que trae aire fresco. Un fuego generalmente existe en un equilibrio en el que el oxígeno se consume aproximadamente a la velocidad en que se introduce uno nuevo en la llama. El viento puede traer aire nuevo y, por lo tanto, oxígeno nuevo, mucho más rápidamente, lo que permite que la reacción consuma oxígeno en grandes cantidades, lo que aumenta el fuego.
Algunos incendios realmente grandes pueden calentar tanto aire que se eleva muy rápidamente, generando aire nuevo (y oxígeno) del vecindario, lo que refuerza el fuego. Este tipo de incendio se denomina tormenta de fuego, y se han registrado varios casos de tormentas de fuego en la historia. Se pueden alcanzar temperaturas tremendas en incendios tan grandes.
Puede haber otro tipo de incendios que utilicen alguna otra sustancia oxidante en lugar de oxígeno (hay algunos oxidantes incluso más potentes que el oxígeno en sí). Dicho fuego a veces se denomina “fuego químico” y debe ser tratado por los bomberos en consecuencia (bloquear el acceso al aire fresco no extingue dicho fuego, ya que no depende del oxígeno), pero la química y la física en estos incendios es Generalmente similar a la que he descrito anteriormente.