El rincón de la Ciencia nº 20 (Febrero-2003)
Calientamanos por oxidación del hierro  (RC-52)


M. A. Gómez


En las tiendas de material para los amantes del deporte del esquí pueden encontrarse unos curiosos dispositivos que se venden bajo el nombre de "calientamanos". Se trata de una especie de compresas que van en vueltas en una bolsa de plástico, cuando se rompe el plástico la "compresa" comienza a calentarse y genera calor durante bastante tiempo. Sirve para calentar las manos o para aplicar sobre alguna lesión corporal que requiera de la acción del calor. calent.jpg (59297 bytes)

Hasta aquí nada extraño, un dispositivo más de los muchos que generan calor y de los que se describen algunos en este número de El rincón de la Ciencia. Lo extraño aparece cuando leemos las instrucciones y la etiqueta en la que aparece la composición del producto, en ella se indica que contiene: carbón activo, limaduras de hierro, serrín en polvo, cloruro de sodio y agua. ¿Qué es lo que genera el calor? ¿Qué ocurre en el interior de la compresa? ¿Por qué basta con romper la bolsa de plástico en que va envuelta? Lo único que parece claro es que tiene que producirse una reacción química. Pero, ¿qué reacción?

La respuesta no fue fácil y tuvimos que darle muchas vueltas y sólo conseguimos dar con la solución gracias a la ayuda de Josep Corominas, uno de nuestros colaboradores habituales, que ya conocía el producto y el fenómeno que tiene lugar. Su respuesta es que lo que genera el calor es simplemente la oxidación de las limaduras de hierro. A continuación describimos con detalle cuál es el fundamento de este curioso dispositivo.

El proceso comienza cuando se rompe la bolsa del envoltorio. La compresa va envasada al vacío, por ello el hierro no reacciona, puesto que no está en contacto con el oxígeno del aire. Al romper la bolsa penetra el aire y como la compresa (aparentemente de papel o celulosa, por lo menos en una de sus caras) es permeable al oxígeno, este puede entrar en contacto con las limaduras de hierro que se encuentran en el interior. La oxidación del hierro es un proceso exotérmico en el que se desprende calor.

Estamos acostumbrados a ver que la oxidación del hierro de trata de un proceso lento, debido a que habitualmente la oxidación la observamos en piezas grandes. Sin embargo, en este caso el hierro está muy finamente dividido, con partículas muy pequeñas, lo que hace que aumente mucho la superficie de contacto con el oxígeno. Esto hace que la velocidad de la reacción sea bastante mayor y el hierro pueda oxidarse en un tiempo breve.

Pero, ¿qué papel tienen el resto de los ingredientes? Su papel es muy sencillo, por un lado facilitar la oxidación del hierro y por otro facilitar la acumulación del calor generado. La presencia de agua y de cloruro de sodio acelera el proceso de oxidación (por ejemplo, no olvidemos que el hierro se oxida más rápidamente en el agua del mar que en el agua de un río). La misión del serrín es "absorber" precisamente el agua, para que todo el dispositivo se encuentre formando una pasta que haga más cómoda su utilización. A su vez, el serrín y el carbón activo hacen aumentar la capacidad calorífica de la mezcla, de forma que acumule más fácilmente el calor generado y dure el efecto durante más tiempo.

Como vemos se trata de un dispositivo muy ingenioso que nos permite disfrutar de una de las muchas aplicaciones prácticas de las reacciones químicas.