La màgia del foc

Si hi ha una manera genial de passar estona en silenci és observant les flames d’un bon foc. Hi ha un component hipnòtic en el moviment de les llengües de foc, el roig quasi blanc de les brases, l’olor de llenya cremant i l’escalfor que t’embolcalla. Els vespres que he pogut passar a la muntanya prop d’una bona llar de foc són dels més màgics que he viscut.

Però el foc té algunes característiques que de petit em desconcertaven. Per exemple, el foc no era sòlid ni líquid, això era evident. Però era realment un gas? Que són exactament les flames?

Doncs en realitat el foc no és exactament un estat de la matèria sinó la forma visible d’una reacció química, de manera que la meva pregunta estava mal plantejada. I la reacció química és una “simple” oxidació.

En el foc el que passa és que algun producte orgànic com la fusta, el petroli, el carbó o coses semblants, reacciona amb l’oxigen. Aquesta és una reacció que d’entrada no passa, o passa molt lentament. Però si li apliquem prou energia, arriba a un punt que s'inicia una reacció en cadena. L’energia de la reacció de la fusta amb l’oxigen genera prou temperatura com per iniciar més reaccions entre més molècules de la fusta i molècules d’oxigen, que alhora generen més energia, que permet més reaccions, que...

Per això per encendre una foguera cal posar tot el necessari i donar una mica d’energia al sistema. L’energia la donem simplement en forma de calor generat per un llumí.

En realitat el que es fa és alliberar una energia química, continguda en les molècules de la fusta o el petroli. I l’energia surt bàsicament en forma de radiacions infrarrojes, és a dir de calor.

Però això no explicaria les flames, que es mouen, dansen, tremolen amb l’aire i mostren infinitud de colors. La clau és que en la combustió no tot el que es forma és energia. També hi ha subproductes que s’alliberen en forma de gas. Un gas que en una foguera de les de fusta normals són bàsicament vapor d’aigua i CO₂. Però quan es formen ho fan a una temperatura molt alta. Són gasos incandescents.

Imagineu que sou una molècula d’aquests gasos. La gran temperatura que us envolta us dóna molta energia i, en aquestes condicions, els electrons dels àtoms de que esteu formats els costa estar-se quiets i “salten” a nivells d’energia més alts. Però aquesta és una situació inestable i de seguida tornen al seu lloc. En fer-ho, alliberen aquella energia que els ha fet saltar i l’emeten en forma de radiacions, és a dir de llum.

La llum que emeten les flames és la corresponent als salts energètics que fan els electrons dels gasos alliberats en la combustió. Segons sigui el salt energètic dels electrons, les radiacions que deixen anar seran en forma de llum d’un color o un altre. Si la temperatura de la flama no és massa alta veurem color groc, i a mida que augmenta la temperatura passarem a veure colors més blaus.

Però això és una aproximació, perquè segons els compostos que hi hagi, podrem veure tot un ventall d’altres colors. Vermells, verds, blaus. Depenent del material que cremi, els petits contaminants que tingui li donaran una particularitat única a la flama. El Potassi dóna color violat, el Calci color taronja, el Plom, blau-grisós. I les resines que tingui la fusta poden contenir diferents barreges que matisaran el color original de la flama.

Això ha sigut molt útil ja que si cada element dóna un color particular, analitzant l’espectre d’emissió d’una flama podem saber quins compostos l’originen. Útil per fer anàlisi química i també ha servit per identificar quins elements hi ha en estrelles llunyanes. Com que cada element té un patró característic d’emissió o d’absorció de llum, analitzant aquests patrons podem saber la composició de les estrelles. I en un refinament d’aquesta tècnica també ens ha permès veure com es mouen i a quina velocitat.

Però això ja són tècniques que, encara que fascinants i interessantíssimes, queden molt lluny de la màgia que genera un bon foc a l’hivern, amb bona companyia, amb l’olor acollidora de la llenya cremant i escoltant el soroll de les branques que es van consumint mentre mantens la mirada fixa en el ball màgic de les flames.