¿Qué tiene que ver la ciencia con las velitas y otras tradiciones navideñas?

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Colprensa

La ciencia está en todas partes, incluso en el Día de las Velitas que se celebra hoy: está en el danzar del fuego de una vela de un lado a otro que, de repente, se apaga con una ráfaga de viento. Así que no está solo en los números, en las fórmulas, en los salones de clase. Basta con mirar a un lado para encontrarla o percibir un olor.

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Ese buñuelo frito, de cáscara crujiente, que se come con orgullo en diciembre (y en realidad durante todo el año) tiene ciencia, al igual que la natilla que lo acompaña. Esta, por ejemplo, se demora mucho porque requiere que la leche se evapore y que la fécula de maíz, la que usted conoce como maicena, que tiene propiedad gelificante, absorba el líquido para que se forme esa colada: se espese.

Y hay más, también hay ciencia en el olor inequívoco de un volador de pólvora o en el humo que emana de un año viejo quemado en medio de la calle. En este caso saber el proceso le ayuda a entender por qué no debe tirar pólvora.

Todo tiene una razón, una explicación, sea física, química, matemática, pero nada ocurre porque sí y las tradiciones de diciembre no son la excepción. Festeje hoy entendiendo qué hay detrás.

1. ¿Por qué los voladores salen disparados?

La pólvora no es un juego ni una entretención y no debería ser una tradición decembrina. Sin embargo, aún en muchas partes es la protagonista de las fiestas. Es una práctica sumamente peligrosa que, año tras año, deja un saldo de quemados que va desde adultos hasta niños. Científicamente, ¿cómo funciona? Existe un principio llamado el triángulo de combustión que tiene tres componentes: comburente, combustible y chispa, explica Luis Miguel Molina, instructor de la Corporación Cipsela. El comburente es la sustancia que provoca o favorece la combustión y el combustible es el material que reacciona y libera energía. En el caso de la pólvora y, específicamente, de los conocidos voladores, el comburente (u oxidante) sería el oxígeno, la pólvora el combustible y lo único que falta es el chispazo, producido por el fuego que proviene de fósforos o candela.

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Desde que el fuego toca la chispa hasta que explota en el cielo, ocurren dos procesos diferentes. El primero es el que hace que el volador suba y el segundo es el que le permite explotar. Funcional tal como un cohete con un motor encendido que aprovecha el chispazo inicial para completar el triángulo de la combustión a la pólvora que sí explota una vez esté arriba. Molina recuerda que esta práctica es muy peligrosa y que no se recomienda para nadie, y que puede estallar antes de la propulsión cuando la mecha es muy corta.

2. ¿Qué es la candelada del diablo?

Una tradición escandalosa desde su mismo nombre y muy practicada popularmente en las calles de Medellín, la candelada, llamarada o candela del diablo consiste en usar el mismo triángulo de combustión (ver número 1) para crear llamaradas agresivas y muy peligrosas. Se necesita una vela fija que suele tomarse, al escondido, durante el día de las velitas; un recipiente, normalmente la tapa de aluminio de las gaseosas; esperma de parafina y saliva o agua. Explica David Pineda, director de Tecnología de la Corporación Cipsela, que es una combustión, una reacción química exotérmica, es decir, que libera calor. Se da a partir de la parafina derretida que funciona como combustible, el oxidante que es el oxígeno y la chispa con la que se calienta, el fuego. La parafina debe estar por encima de los 200 grados centígrados hasta llegar a su punto de inflamabilidad y al entrar en contacto con la saliva o el agua, cuyo punto de ebullición está cerca a 100 °C, ocurre una reacción estequiométrica (cantidad exacta que se necesita de combustible y oxidante para que la combustión sea eficiente).

Al ser el aceite y el agua inmiscibles (que no se mezclan), el agua desplaza la cantidad de parafina que está sobrecalentada y se evapora. Al ser tantas partículas muy pequeñas, se crea una gran llamarada. Es peligrosa porque puede elevarse mucho y quemarlo y entender qué pasa es importante para que sepa por qué no debe hacerla.

3. ¿Cómo el fuego hace volar un globo?

Dos tipos de globos: los de helio y los de mecha. Los tradicionales son los de mecha, prendidos con fuego, que han sido prohibidos porque representan un peligro de incendios forestales o estructurales. Estos se elevan porque el aire caliente es menos denso que el aire frío. Al prender la mecha con fuego se está calentando el aire para volverlo menos denso y este, al llegar a cierta temperatura, es lo suficiente menos denso para poder elevarse. Es un proceso que lleva tiempo porque no es solo aire sino que debe llevar una carga, en este caso el globo. Es una práctica peligrosa porque puede caer en zonas no planificadas y causar incendios. Sin embargo, agrega Luis Miguel Molina, instructor de la Corporación Cipsela, ya se han fabricado mechas capaces de apagarse solas en el aire y caer sin riesgo alguno. El globo eventualmente cae porque llega un punto en el que el aire se escapa o pierde temperatura y ocasiona que el globo se estabilice y descienda. En el caso de los de helio, es el mismo fenómeno pero con gases diferentes. El helio es un gas noble mucho menos denso que el aire por lo que puede subir rápido, de inmediato, y no representa peligro, por lo que son una gran alternativa, aunque dependiendo del material pueden ser contaminantes.

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4. ¿Cómo se prenden y apagan las velas?

Hoy y mañana las velas son las protagonistas. Es un tiempo para estar en familia o compartir con amigos, para pedir deseos o hasta para conectarse con Dios, cualquiera que sea el suyo. Aunque parecen muy espirituales, también las velas están llenas de ciencia de esquina a esquina. La parafina es un derivado del petróleo que, de por sí, es un combustible, pero que no tiene el suficiente poder energético que tiene la gasolina. La mechina que la atraviesa por el medio es el combustible, un hilo de tela que, lo que hace, es ir vaporizando lentamente la parafina sólida al encenderse con el fuego y se mantiene siempre húmeda con la misma parafina que consume. Las velas que se conservan encendidas por más tiempo, las que no se derriten tan rápido, suelen no tener aromatizantes que hacen que el combustible sea más volátil y se evapore antes. Se apagan cuando se agotan o cuando se satura la reacción química a causa de exceso de oxígeno (como al soplar o con una ráfaga de viento).

5. ¿Por qué los buñuelos se voltean solos?

Paisa que se respete ha comido buñuelo. Grandes, pequeños, con relleno o sin relleno, redondos o de formas desiguales, crujientes o blanditos y recién hechos o del día anterior. Lo que todos tienen en común es que no necesitan que nadie los voltee, ellos se giran solos para no quemarse. Esto ocurre porque, como explica en un video el docente de Física de la Universidad de Antioquia, Boris Rodríguez, la masa es muy húmeda y el peso se distribuye casi por igual por toda la esfera, lo que hace que el centro de gravedad (punto de equilibrio) esté en el medio. Cuando el buñuelo se sumerge en el aceite hirviendo, entra otro agente a actuar: una fuerza se ejerce sobre el buñuelo, hacia arriba, llamada empuje, que permite que este flote. Recordando que la masa es húmeda, la parte en contacto con el aceite se expande y pierde agua más rápido y, por lo tanto, densidad interna, lo que desplaza el centro de gravedad hacia la zona más húmeda (la que no está en contacto con el aceite) y que ahora pesa más. Tal como si fuera una balanza, la zona más pesada, ahora la superior, es atraída por la gravedad y, finalmente, el buñuelo gira.