La verdadera ciencia
enseña, por encima de todo,
a dudar y a ser
ignorante.
Miguel de Unamuno
Según el diccionario de
la lengua
española una cerilla (también mixto o
fósforo) es una varilla fina de cera, madera,
cartón, etc., con una cabeza de fósforo que se
enciende al frotarla con una superficie adecuada. Este "sencillo"
instrumento ha sido durante mucho tiempo el
medio universalmente usado para procurarse fuego, aunque
actualmente está cediendo terreno al mechero de gas.
En la historia de la cerilla el protagonista principal es
el fósforo. Es un elemento químico que se presenta
en la naturaleza
abundantemente distribuido en forma de fosfatos. Sus principales
minerales,
fuentes para
la obtención actual de fósforo, son la fosforita
(fosfato cálcico) y los apatitos. Fue descubierto por
Henning Brand, alquimista de Hamburgo, entre 1669 y 1675, aunque
nunca publicó un informe sobre la
obtención del elemento y lo poco que se sabe es a
través de escritos de terceros posteriores en varias
décadas. Brand intentaba fabricar, partiendo de la orina
humana, una sustancia que transformara los metales no nobles
en plata. En 1669 o en los años sucesivos recogió
cierta cantidad de orina y la dejó reposar durante dos
semanas. Luego calentó esta orina pútrida hasta el
punto de ebullición y quitó el agua,
reduciéndolo todo a un residuo sólido.
Mezcló un poco de este sólido con arena,
calentó la combinación fuertemente y recogió
el vapor que salió de allí. Cuando el vapor se
enfrió, formó un sólido blanco y
cerúleo, una sustancia muy inflamable que brillaba en la
oscuridad y a la que llamó "fuego frío" (brilla en
la oscuridad debido a que se combina, espontáneamente, con
el aire en una
combustión muy lenta). El nombre de
fósforo (que deriva del griego portador de luz) se
debe al médico Johann Sigmund Elsholtz. Durante un siglo
se vino obteniendo esta sustancia exclusivamente de la orina,
hasta que en 1771 Scheele la produjo de huesos
calcinados.
El fósforo como elemento se puede presentar en
varias formas que difieren ampliamente en sus propiedades:
fósforo blanco, fósforo rojo y fósforo
negro. En nuestra historia nos interesa describir los dos
primeros. El fósforo blanco (forma del fósforo
descubierta por Brand) es una sustancia sólida,
traslúcida, parecida a la cera que funde a 44ºC y que
es fosforescente en la oscuridad. En el aire húmedo puede
inflamarse a 30ºC, mientras que en el aire seco se requiere
una temperatura
mayor. Por ser tan inflamable, debe guardarse bajo agua a fin de
evitar su combustión espontánea. El fósforo
rojo fue descubierto en 1844 por Kopp. Es un polvo de dicho
color consistente
en cristales pequeños que se obtiene al calentar
fósforo blanco en un recipiente de hierro del que
se ha eliminado el aire. También se convierte la variedad
blanca del fósforo en la roja cuando aquella se expone a
la luz solar, aunque
el cambio es
lento. La temperatura de inflamación del fósforo rojo es de
unos 240ºC.
El fósforo, en su variedad blanca, es un veneno muy
violento; algunos centigramos bastan para causar la muerte.
Este es el motivo de que se utilizara antiguamente en ciertas
pastas para matar ratones. La facilidad de procurarse estos
preparados fosforados, ya sean las citadas pastas o las primeras
cerillas de fósforo que contenían la variedad
blanca, hacían que este cuerpo fuera con frecuencia el
instrumento de envenenamientos criminales en el siglo XIX.
Así lo atestiguan los manuales de
análisis toxicológico de venenos y
algunos libros de
química de
la época que colocan el fósforo en los primeros
lugares. En uno de estos libros podemos leer el siguiente
texto:
"…ocasiona una fuerte inflamación y hasta la
ulceración del estómago, al paso que trastorna la
hematosis, ya oxidándose a expensas del oxígeno
de la sangre, ya
transformándose en hidrógeno fosforado… La
intoxicación por fósforo produce vómitos y
deyecciones albinas, yendo acompañada de algunos dolores,
delirio y convulsiones, y finalmente, de un abatimiento seguido
de la muerte… Los
vapores del fósforo, a los cuales se hallan expuestos
constantemente los operarios de las fábricas donde se
obtiene este producto,
ejercen también una influencia funesta sobre su salud. Los primeros
síntomas de esta intoxicación lenta consisten en
ataque de tos, diarrea,
palpitaciones, asma, cefalalgia,
enflaquecimiento y debilidad general. Los dolores de cabeza que
desde un principio aparecen cesan muchas veces con sólo
abandonar esta industria y
alejándose de la fábrica; pero cuando los dolores
son agudos no tarda en presentarse la caries de los maxilares y
la formación de fístulas, con otros graves accidentes que
terminan con la muerte… Las quemaduras producidas por el
fósforo son generalmente muy graves".
Por otra parte, mencionar que el fósforo rojo no es
venenoso, a menos que contenga una pequeña
proporción de la variedad blanca (ya que la
transformación de fósforo ordinario
–blanco– en fósforo rojo y el cambio inverso
siguen las leyes generales a
que obedecen la disociación y las transformaciones
alotrópicas).
Una vez conocidas algunas peculiaridades del
fósforo, podemos analizar cómo interviene
éste en los "fósforos". Las cerillas tienen una
antigüedad aproximada de 165 años. Hasta 1840 fue el
eslabón el medio para procurar fuego. La
fricción de un trozo de acero (llamado
eslabón) contra un fragmento de sílex (pedernal)
producía chispas que, cayendo sobre yesca,
producían su inflamación. En la primera mitad del
siglo XIX se realizaron numerosas tentativas encaminadas a
reemplazar el procedimiento
mecánico del eslabón por otro procedimiento
químico. Así, en 1812 aparecieron en Viena los
eslabones químicos que consistían en una
mezcla de clorato potásico y azúcar,
o de clorato potásico, azufre y polvos de licopodio
aglutinados en una disolución de goma arábiga y
puesta en el extremo de un trocito de paja impregnada de azufre
(pajuela); la inflamación se obtenía introduciendo
el extremo de la pajuela en un frasquito lleno de amianto
impregnado de ácido sulfúrico. En 1830 se empleaban
en Inglaterra unos
rollos de papel que contenían un tubito cerrado lleno de
ácido sulfúrico y rodeado de una mezcla de
azúcar y clorato potásico; aplastando el tubo entre
dos piedras, que se llevaban siempre consigo, la mezcla se
inflamaba.
Las primeras cerillas de fricción aparecieron
alrededor de 1830 pero no contenían fósforo y
fallaban muy a menudo. Todo empezó en 1826 cuando John
Walker, propietario de una farmacia en Stockton-Tees, se
encontraba en un laboratorio
que tenía en su trastienda, intentando crear un nuevo
explosivo. Al remover una mezcla de productos
químicos con un palito, observó que en el extremo
de éste se había secado una gota en forma de
lágrima. Para eliminarla en el acto, la frotó
contra el suelo de piedra
del laboratorio, y entonces el palo ardió y en aquel mismo
momento se produjo el nacimiento de la cerilla de
fricción. Según Walker, el glóbulo formado
en el extremo del palito no contenía fósforo, sino
una mezcla de sulfuro de antimonio, clorato de potasio, goma y
almidón. John Walker fabricó entonces varias
cerillas de fricción que encendió para
diversión de sus amigos haciéndolas pasar con
rapidez entre las dos caras de una hoja doblada de papel muy
áspero. Nadie sabe si John Walker intentó alguna
vez capitalizar su invención. Lo cierto es que nunca la
patentó. Sin embargo, durante una de sus demostraciones en
Londres, un observador llamado Samuel Jones, comprendió el
potencial comercial del invento, y decidió dedicarse al
negocio de las cerillas. Jones puso a sus cerillas el nombre de
Lucifer.
En 1833, con el reemplazo del sulfuro de antimonio por
fósforo blanco, se fabricaron las verdaderas pajuelas
fosfóricas de fricción que derivaron en lo que hoy
llamamos cerillas. Estas primeras cerillas tenían el
inconveniente de que se inflamaban con mucha facilidad, a veces
casi espontáneamente y con explosión y proyecciones
peligrosas. Entre el palito de madera y la pasta inflamable se
ponía una capa de azufre que se encendía y
comunicaba el fuego a la madera. Sin embargo, la
combustión del azufre producía dióxido de
azufre, un gas que huele muy mal (existían unas cerillas
"de lujo" que reemplazaban el azufre por cera, parafina o
ácido esteárico que, aplicados en caliente,
impregnaban la madera). En cuanto a la pasta inflamable que
formaba la cabeza de la cerilla, su composición,
además del fósforo blanco, era un cuerpo
comburente, materia
aglutinante, materia colorante y, algunas veces, un cuerpo duro
para aumentar el frotamiento. Existía una gran variedad de
cerillas ya que cada fabricante tenía su receta; un
ejemplo: fósforo, gelatina, peróxido de plomo y
nitrato de potasio. El fósforo blanco se colocaba
sólo en la punta de la cabeza, ésta era la parte
que se frotaba. Toda la cerilla se cubría con un barniz de
copal o sandaraca (resinas) para evitar la humedad.
El fósforo blanco, aun sin mezclarlo con clorato
como es el caso del ejemplo anterior, es peligroso. Se inflama
con demasiada facilidad pues la temperatura de inflamación
es tan baja que calor del
cuerpo es suficiente para iniciar la reacción, con el
consiguiente peligro de incendio. Además, como se ha
dicho, el fósforo blanco es muy venenoso con el derivado
peligro de envenenamiento accidental o criminal (bastaba una caja
de cerillas de la época para conseguir el fósforo
blanco necesario para envenenar a una persona). Por
último, a causa de la necrosis endémica existente
entre los obreros de las fábricas de cerillas, que
expuestos a la acción
persistente de los vapores de fósforo blanco
sufrían la destrucción de los huesos de la
mandíbula y la nariz, el uso de las cerillas de
fósforo blanco fue prohibida.
El fósforo blanco fue sustituido por otras
sustancias en las cerillas. La variedad no venenosa del
fósforo, la roja, ya era conocida a mediados del siglo XIX
y pasaba por ser el mejor sustituto del fósforo blanco.
Sin embargo, no fue la única sustancia utilizada por
entonces como iniciador de la ignición: en el "Nuevo
diccionario de Química" de E. Bouant (Espasa y
Compañía Editores, Barcelona, 1888) podemos
leer:
"Las cerillas de fósforo rojo se llamaban cerillas
sin veneno. Tienen una pasta de fósforo rojo, clorato de
potasa, sulfuro de antimonio, cola fuerte y arena. Se inflaman
frotando en cualquier parte, pero a pesar del clorato no dan
explosión por efecto de la menor inflamabilidad del
fósforo rojo.
"Las cerillas sin fósforo se llamaban también
cerillas higiénicas. Tienen una pasta de sulfuro de
antimonio, clorato de potasa, ferrocianuro de potasio.
Únicamente se encienden frotando en una pasta fosforada
(mezcla a partes iguales de fósforo rojo, pirita de hierro
y sulfuro de antimonio), pero este frotador se gasta
rápidamente por efecto de la formación de
ácido fosfórico que atrae la humedad.
"Las cerillas andróginas no tienen este
inconveniente: cada una de ellas lleva un extremo de pasta sin
fósforo, en el otro la pasta fosforada; para usarlas se
rompen por mitad, se juntan las dos cabezas y se frotan a la vez
en cualquier parte.
"Por último las cerillas sin fósforo y sin
frotador especial, tienen una pasta en que entran diversos
comburentes y combustibles escogidos convenientemente, por
ejemplo: clorato de potasa, azufre, dicromato
potásico".
Desde finales del siglo XIX las cosas han cambiado poco.
Normalmente distinguimos entre fósforos ordinarios y de
seguridad. Los
primeros sustituyen, corrientemente, la madera por el papel
impregnado de cera, mientras que uno de sus extremos (la cabeza)
contiene: un agente oxidante, como el clorato de potasio; una
sustancia que se oxida fácilmente, como el azufre o resina
de trementina; un relleno de arcilla; un material adhesivo, como
la cola, y colorante para cambiarle su color. Al final de la
punta hay una mínima cantidad de sesquisulfuro de
fósforo. La fricción en cualquier superficie
inflama el sulfuro, que a su vez prende la mezcla, de donde pasa
el fuego al papel.
En los fósforos de seguridad, la cabeza se compone
de una mezcla de trisulfuro de antimonio y un oxidante
(normalmente dicromato potásico) aglutinados con cola. Un
lado de la caja lleva una mezcla de fósforo rojo, vidrio
pulverizado y cola. La cabeza de la cerilla sólo se
enciende al frotarla contra esta capa. El calor de
fricción es suficiente para transformar un poco de
fósforo rojo en la variedad blanca, la que se inflama y
prende la cabeza. Para evitar la combustión rápida
del palillo, la madera de las cerillas se suele impregnar con una
sustancia no inflamable, como el fosfato amónico.
Palabras clave:
Cerilla, fósforo, mixto, fósforo blanco,
fósforo rojo, Henning Brand, intoxicación por
fósforo blanco, eslabones químicos, cerillas de
fricción, pajuelas fosfóricas, cerillas sin veneno,
fósforos de seguridad.
Bibliografía
- Bouant, E. Nuevo Diccionario de Química. Ed.
Espasa y Cía. Editores, Barcelona (1888). - Babor, J. A. y Ibarz A., J. Química General
Moderna. Ed. Marín, S. A, Barcelona (1983). - Sharp, D.W.A. (1989). Diccionario de Química
Miall. Ed. Alhambra, Madrid
(1989). - Asimov, I. La búsqueda de los elementos. Ed.
RBA editores, Barcelona (1993). - Priesner, Cl. Y Figala K. (eds.). Alquimia. Enciclopedia
de una ciencia hermética. Ed. Herder, Barcelona
(2001). - Agell y Agell, J. Tratado de Análisis
Químico. Ed. Imprenta de
José Ortega, Barcelona (1910). - Sabalitschka, T. Análisis
Químico-toxicológico. Ed. José
Montesó, Barcelona (1926). - Gómez P., J. R. Manual de análisis
química. Ed. Moya y Plaza, Madrid (1870). - Novellón, V. Origen de cosas cotidianas en la
cocina.
http://www.fut.es/~vne/cosas_cotidianas_index.htm - Real Academia Española. Diccionario de la lengua
española. Ed. Espasa, Madrid (2001)
Autor:
Felipe Moreno Romero
Lcdo. Ciencias
Químicas
categoría:Historia de
la ciencia (o
química)