Vela

Una vela en un palo de vela

Velas Taper en una iglesia

Una pequeña vela ornamental con un soporte de oro

Una vela es una mecha inflamable incrustada en cera u otra sustancia sólida inflamable como el sebo, que proporciona luz y, en algunos casos, fragancia. Una vela también puede proporcionar calor o un método para medir el tiempo.

La persona que fabrica velas se conoce tradicionalmente como velero. Se han inventado varios dispositivos para sujetar velas, desde simples candelabros de sobremesa, también conocidos como portavelas, hasta elaborados candelabros y candelabros.

Para que una vela arda, se usa una fuente de calor (normalmente una llama desnuda de un fósforo o un encendedor) para encender la mecha de la vela, que derrite y vaporiza una pequeña cantidad de combustible (la cera). Una vez vaporizado, el combustible se combina con el oxígeno de la atmósfera para encenderse y formar una llama constante. Esta llama proporciona suficiente calor para mantener la vela encendida a través de una cadena de eventos autosuficiente: el calor de la llama derrite la parte superior de la masa de combustible sólido; el combustible licuado luego se mueve hacia arriba a través de la mecha a través de la acción capilar; el combustible licuado finalmente se vaporiza para arder dentro de la llama de la vela.

A medida que el combustible (cera) se derrite y se quema, la vela se acorta. Las porciones de la mecha que no emiten combustible vaporizado se consumen en la llama. La incineración de la mecha limita la longitud de la parte expuesta de la mecha, manteniendo así una temperatura de combustión y una tasa de consumo de combustible constantes. Algunas mechas requieren un corte regular con tijeras (o un recortador de mechas especializado), generalmente hasta aproximadamente un cuarto de pulgada (~0,7 cm), para promover una combustión más lenta y constante, y también para evitar que se fume. Tijeras especiales para velas llamadas "snuffers" se produjeron para este propósito en el siglo XX y, a menudo, se combinaron con un extintor. En las velas modernas, la mecha se construye de manera que se curva mientras se quema. Esto asegura que el extremo de la mecha obtenga oxígeno y luego sea consumido por el fuego, una mecha que se corta automáticamente.

Etimología

La palabra vela proviene del inglés medio candel, del inglés antiguo y del Anglo-normando candele, ambos del latín candēla, de candēre 'brillar'.

Historia

Lámpara de aceite romano

Antes de la vela, la gente usaba lámparas de aceite en las que una mecha encendida descansaba en un recipiente con aceite líquido. Los romanos comenzaron a fabricar verdaderas velas sumergidas con sebo, alrededor del año 500 a. C. Las velas europeas de la antigüedad estaban hechas de varias formas de grasa natural, sebo y cera. En la Antigua Roma, las velas se fabricaban con sebo debido al prohibitivo costo de la cera de abejas. Es posible que también existieran en la antigua Grecia, pero la terminología imprecisa dificulta su determinación. Las velas más antiguas que se conservan se originaron en la China Han alrededor del año 200 a. C. Estas primeras velas chinas estaban hechas de grasa de ballena.

Durante la Edad Media, las velas de sebo eran las más utilizadas. En el siglo XIII, la fabricación de velas se había convertido en un oficio gremial en Inglaterra y Francia. Los fabricantes de velas (chandlers) iban de casa en casa haciendo velas con las grasas de la cocina guardadas para ese fin, o fabricaban y vendían sus propias velas en pequeñas tiendas de velas. La cera de abejas, en comparación con el sebo de origen animal, se quemó limpiamente, sin llama humeante. Las velas de cera de abeja eran caras y relativamente pocas personas podían permitirse el lujo de quemarlas en sus hogares en la Europa medieval. Sin embargo, fueron ampliamente utilizados para las ceremonias de la iglesia.

En Oriente Medio, durante los califatos abasíes y fatimíes, la cera de abejas era el material predominante para la fabricación de velas. La cera de abejas a menudo se importaba desde largas distancias; por ejemplo, los fabricantes de velas de Egipto usaban cera de abejas de Túnez. Como en Europa, estas velas eran bastante caras y la mayoría de los plebeyos usaban lámparas de aceite en su lugar. Sin embargo, las élites podían permitirse gastar grandes sumas en velas caras. Por ejemplo, el califa abasí al-Mutawakkil gastó 1,2 millones de dírhams de plata al año en velas para sus palacios reales.

En la Siria moderna temprana, todas las clases socioeconómicas tenían una gran demanda de velas porque se encendían habitualmente durante las ceremonias de matrimonio. Había fabricantes de velas' gremios en la capital Safawí de Isfahan durante los años 1500 y 1600. Sin embargo, los fabricantes de velas tenían una posición social relativamente baja en Safavid Irán, comparable a los peluqueros, trabajadores de casas de baños, adivinos, albañiles y porteros.

En los siglos XVIII y XIX, el espermaceti, una sustancia cerosa producida por el cachalote, se usaba para producir una vela superior que ardía durante más tiempo, con más brillo y sin olor desagradable. Más tarde, en el siglo XVIII, el aceite de colza y el aceite de colza comenzaron a usarse como sustitutos mucho más baratos.

Era moderna

Price's Candles se había convertido en el mayor fabricante de velas del mundo a finales del siglo XIX

La fabricación de velas se convirtió en un mercado masivo industrializado a mediados del siglo XIX. En 1834, Joseph Morgan, un peltre de Manchester, Inglaterra, patentó una máquina que revolucionó la fabricación de velas. Permitió la producción continua de velas moldeadas mediante el uso de un cilindro con un pistón móvil para expulsar las velas a medida que se solidificaban. Esta producción mecanizada más eficiente produjo alrededor de 1500 velas por hora. Esto permitió que las velas fueran un producto asequible para las masas. Los fabricantes de velas también comenzaron a fabricar mechas con hilos de algodón fuertemente trenzados (en lugar de simplemente retorcidos). Esta técnica hace que las mechas se enrosquen mientras se queman, manteniendo la altura de la mecha y por lo tanto de la llama. Debido a que gran parte del exceso de mecha se incinera, se denominan "recorte automático" o "autoconsumo" mechas

A mediados de la década de 1850, James Young logró destilar cera de parafina a partir de carbón y esquistos bituminosos en Bathgate, en West Lothian, y desarrolló un método de producción comercialmente viable. La parafina podría usarse para hacer velas económicas de alta calidad. Era una cera de color blanco azulado, que se quemaba limpiamente y no dejaba un olor desagradable, a diferencia de las velas de sebo. A fines del siglo XIX, las velas se fabricaban con cera de parafina y ácido esteárico.

A finales del siglo XIX, Price's Candles, con sede en Londres, era el mayor fabricante de velas del mundo. Fundada por William Wilson en 1830, la compañía fue pionera en la implementación de la técnica de destilación al vapor y, por lo tanto, pudo fabricar velas a partir de una amplia gama de materias primas, incluida la grasa de la piel, la grasa de los huesos, el aceite de pescado y las grasas industriales.

A pesar de los avances en la fabricación de velas, la industria de las velas declinó rápidamente con la introducción de métodos superiores de iluminación, incluidos el queroseno y las lámparas, y la invención de la bombilla incandescente en 1879. A partir de este momento, las velas se comercializaron más como un elemento decorativo.

Usar

Iluminación de vela en el monasterio de Visoki Dečani

Antes de la invención de la iluminación eléctrica, las velas y las lámparas de aceite se usaban comúnmente para la iluminación. En áreas sin electricidad, todavía se utilizan de forma rutinaria. Hasta el siglo XX, las velas eran más comunes en el norte de Europa. En el sur de Europa y el Mediterráneo predominaban las lámparas de aceite.

Actualmente, en el mundo desarrollado, las velas se utilizan principalmente por su valor estético y aroma, en particular para crear un ambiente suave, cálido o romántico, para iluminación de emergencia durante cortes de energía eléctrica y con fines religiosos o rituales.

En el siglo XXI, ha habido un gran aumento en las ventas de velas perfumadas en los últimos años. La pandemia de COVID-19 y los confinamientos subsiguientes provocaron un aumento espectacular en las ventas de velas aromáticas, difusores y ambientadores.

Otros usos

Un tipo de reloj de vela

Con la quema bastante consistente y medible de una vela, un uso común de las velas era decir la hora. La vela diseñada para este propósito puede tener medidas de tiempo, generalmente en horas, marcadas a lo largo de la cera. La dinastía Song en China (960–1279) usaba relojes de vela.

En el siglo XVIII, los relojes de velas se fabricaban con pesas colocadas a los lados de la vela. Cuando la vela se derritió, las pesas se cayeron e hicieron un ruido al caer en un cuenco.

En los días previos a la Navidad, algunas personas queman una vela con una cantidad fija para representar cada día, como está marcado en la vela. El tipo de vela que se utiliza de esta forma se denomina vela de Adviento, aunque este término también se utiliza para referirse a una vela que se utiliza en una corona de Adviento.

Componentes

Cera

El hidrocarburo C31H64 es un componente típico de la cera de parafina, de la que se producen la mayoría de las velas modernas.

Velas de cera de cera retorcida sin iluminar

Durante la mayor parte de la historia registrada, las velas se fabricaban con sebo (extraído de grasa de res o cordero) o cera de abejas. Desde mediados del siglo XIX, también se hicieron con espermaceti, una sustancia cerosa derivada del cachalote, lo que a su vez estimuló la demanda de la sustancia. Las velas también se fabricaban con estearina (al principio se fabricaba a partir de grasas animales pero ahora se producía casi exclusivamente a partir de ceras de palma). Hoy en día, la mayoría de las velas están hechas de cera de parafina, un subproducto de la refinación del petróleo.

Las velas también se pueden hacer con cera microcristalina, cera de abejas (un subproducto de la recolección de miel), gel (una mezcla de polímero y aceite mineral) o algunas ceras vegetales (generalmente cera de palma, carnauba, arrayán o soja).

La mecha de la vela controla en gran medida el tamaño de la llama y la correspondiente velocidad de combustión. El tipo de cera también afecta la velocidad de combustión, ya que la cera de abejas y la cera de coco se queman durante más tiempo que la parafina o la cera de soja.

Los métodos de producción utilizan moldeo por extrusión. Los métodos de producción más tradicionales implican la fusión del combustible sólido mediante la aplicación controlada de calor. Luego, el líquido se vierte en un molde, o se sumerge repetidamente una mecha en el líquido para crear una vela cónica sumergida. A menudo se añaden aceites aromáticos, aceites esenciales o colorantes a base de anilina.

Mecha

Vela con mecha sin iluminar

La mecha de una vela funciona por acción capilar, atrayendo ("absorbiendo") la cera derretida o el combustible hacia la llama. Cuando el combustible líquido llega a la llama, se vaporiza y se quema. La mecha de la vela influye en cómo se quema la vela. Las características importantes de la mecha incluyen el diámetro, la rigidez, la resistencia al fuego y la sujeción.

La mecha de una vela es un trozo de hilo o cuerda que sostiene la llama de una vela. Las mechas comerciales están hechas de algodón trenzado. La capilaridad de la mecha determina la velocidad a la que el hidrocarburo derretido se transporta a la llama. Si la capilaridad es demasiado grande, la cera fundida fluye por el costado de la vela. Las mechas a menudo se infunden con una variedad de productos químicos para modificar sus características de combustión. Por ejemplo, normalmente es deseable que la mecha no brille después de que se apague la llama. Los agentes típicos son nitrato de amonio y sulfato de amonio.

Características

Luz

Una habitación iluminada por el resplandor de muchas velas

Según las mediciones de una vela de cera de parafina de tipo cónico, una vela moderna generalmente se quema a una velocidad constante de aproximadamente 0,1 g/min, liberando calor a aproximadamente 80 W. La luz producida es de aproximadamente 13 lúmenes, para una luz eficacia de aproximadamente 0,16 lúmenes por vatio (eficacia luminosa de una fuente), casi cien veces menor que una bombilla incandescente. Si una fuente de 1 candela emitiera uniformemente en todas las direcciones, el flujo radiante total sería de solo unos 18,40 mW.

La intensidad luminosa de una vela típica es de aproximadamente una candela. De hecho, la unidad SI, candela, se basó en una unidad más antigua llamada candlepower, que representaba la intensidad luminosa emitida por una vela hecha con especificaciones particulares (una "vela estándar"). La unidad moderna se define de una manera más precisa y repetible, pero se eligió de tal manera que la intensidad luminosa de una vela sigue siendo de una candela.

Temperatura

La parte más caliente de la llama de una vela está justo encima de la parte azul muy apagada a un lado de la llama, en la base. En este punto, la llama está a unos 1400 °C (2550 °F). Sin embargo, esta parte de la llama es muy pequeña y libera poca energía térmica. El color azul se debe a la quimioluminiscencia, mientras que el color amarillo visible se debe a la emisión radiativa de las partículas de hollín caliente. El hollín se forma a través de una serie de reacciones químicas complejas, que van desde la molécula de combustible hasta el crecimiento molecular, hasta que se forman compuestos de anillos de múltiples carbonos. La estructura térmica de una llama es compleja, cientos de grados en distancias muy cortas que conducen a gradientes de temperatura extremadamente pronunciados. En promedio, la temperatura de la llama es de unos 1000 °C (1830 °F). La temperatura de color es de aproximadamente 1.000 K.

Llama de vela

Cinco zonas de una llama de vela doméstica estándar

La llama de una vela se forma porque la cera se vaporiza al arder. Se reconoce ampliamente que la llama de una vela tiene entre tres y cinco regiones o "zonas":

• Zona I – esta es la parte no lúgubre, más baja y más fría de la llama de la vela. Se encuentra alrededor de la base de la mecha donde no hay suficiente oxígeno para quemar combustible. Las temperaturas son alrededor de 600 °C (1,112 °F).
• Zona II – esta es la Zona azul, que rodea la base de la llama. Aquí el suministro de oxígeno es abundante, y el combustible quema limpio y azul. Es calor de esta zona que hace que la cera se derrita. Las temperaturas son alrededor de 800 °C (1,470 °F)
• Zona III – la Zona oscura es una región directamente por encima de la mecha que contiene cera sin quemaduras. La pirolisis tiene lugar aquí. La temperatura es de alrededor de 1.000 °C (1,830 °F)
• Zona IV – la Medio o Zona luminosa es amarillo/blanco y se encuentra sobre la zona oscura. Es la zona más brillante, pero no la más caliente. Es una zona agotada con oxígeno insuficiente para quemar todo el vapor de cera que se eleva desde abajo, lo que resulta en sólo combustión parcial. La zona también contiene partículas de carbono no quemadas. La temperatura es alrededor de 1.200 °C (2,190 °F).
• Zona V – El no torpe Zona exterior o velo rodea Zona IV. Aquí, la llama está en su más caliente, alrededor de 1.400 °C (2,550 °F), y la combustión completa ocurre. Es azul claro en color, aunque la mayoría es invisible.

El principal determinante de la altura de la llama de una vela es el diámetro de la mecha. Esto se evidencia en las velas de té donde la mecha es muy delgada y la llama es muy pequeña. Las velas cuyo objetivo principal es la iluminación utilizan una mecha mucho más gruesa.

Historia de estudio

Uno de los trabajos importantes de Michael Faraday fue La historia química de una vela, donde ofrece un análisis en profundidad del desarrollo evolutivo, el funcionamiento y la ciencia de las velas.

Peligros

Según la Asociación Nacional de Protección contra Incendios, las velas son una de las principales fuentes de incendios residenciales en los Estados Unidos, con casi el 10 % de las lesiones civiles y el 6 % de las muertes por incendios atribuidas a las velas.

La llama de una vela que es más larga que su punto de humo laminar emitirá hollín. Recortar correctamente la mecha reducirá las emisiones de hollín de la mayoría de las velas.

La cera líquida está caliente y puede causar quemaduras en la piel, pero la cantidad y la temperatura suelen ser bastante limitadas y las quemaduras rara vez son graves. La mejor manera de evitar quemarse con la cera salpicada es usar un apagavelas en lugar de soplar sobre la llama. Un apagavelas suele ser una pequeña taza de metal en el extremo de un mango largo. Colocar el apagador sobre la llama corta el suministro de oxígeno. Los apagadores eran comunes en el hogar cuando las velas eran la principal fuente de iluminación antes de que estuviera disponible la luz eléctrica. Los apagadores adornados, a menudo combinados con una vela para encender, todavía se encuentran en aquellas iglesias que usan velas grandes con regularidad.

Los portavelas de vidrio a veces se agrietan por el choque térmico de la llama de la vela, especialmente cuando la vela se quema hasta el final. Cuando encienda velas en recipientes o frascos de vidrio, los usuarios deben evitar encender velas con recipientes astillados o agrietados, y dejar de usar una vez que quede media pulgada o menos de cera.

Una preocupación anterior con respecto a la seguridad de las velas era que se usaba un núcleo de plomo en las mechas para mantenerlas en posición vertical en las velas de los contenedores. Sin un núcleo rígido, las mechas de una vela de recipiente podrían combarse y ahogarse en el profundo charco de cera. Surgieron preocupaciones de que el plomo en estas mechas se evaporaría durante el proceso de combustión, liberando vapores de plomo, un peligro conocido para la salud y el desarrollo. Las mechas con núcleo de plomo no han sido comunes desde la década de 1970. Hoy en día, la mayoría de las mechas con núcleo de metal utilizan zinc o una aleación de zinc, que se ha convertido en el estándar de la industria. También hay disponibles mechas hechas de papel y algodón especialmente tratados.

Las velas emiten compuestos orgánicos volátiles al medio ambiente, lo que libera carbono al aire. El proceso de combustión de encender una vela incluye la liberación de luz, calor, dióxido de carbono y vapor de agua para alimentar la llama. El uso de velas puede ser peligroso si se inhalan fragancias en dosis altas. Las velas no tóxicas se han creado como una alternativa para evitar que estos compuestos orgánicos volátiles se liberen al medio ambiente. Empresas de velas como "The Plant Project" han creado velas que son más sostenibles ambientalmente y mejores para la salud pulmonar. Estas alternativas incluyen mezclas de cera no tóxicas, fragancias seguras y empaques ecológicos. Las velas más seguras incluyen velas hechas de coco, soya, vegetales y cera de abejas.

Los usuarios que buscan la estética de una vela a veces instalan una vela eléctrica sin llama para evitar los peligros.

Regulación

Los mercados internacionales han desarrollado una serie de normas y reglamentos para garantizar el cumplimiento, al tiempo que mantienen y mejoran la seguridad, que incluyen:

• Europa: GPSD, EN 15493, EN 15494, EN 15426, EN 14059, REACH, RAL-GZ 041 Candles (Alemania), Francés Decreto 91-1175
• Estados Unidos: ASTM F2058, ASTM F2179, ASTM F2417, ASTM F2601, ASTM F2326 (todos son federales y se aplican en los 50 estados), California Proposition 65 (California only), CONEG (Nueva Inglaterra y Nueva York estados solamente)
• China: QB/T 2119 Candle básico, QB/T 2902 Art Candle, QB/T 2903 Jar Candle, GB/T 22256 Cuna de gelatina

Accesorios

Wick-trimmer

Portavelas

Los candelabros decorativos, especialmente los que tienen forma de pedestal, se denominan candelabros; si se sostienen velas múltiples, también se usa el término candelabro. La raíz de candelabro proviene de la palabra vela, pero ahora generalmente se refiere a un dispositivo eléctrico. La palabra candelabro a veces ahora se usa para describir un accesorio colgante diseñado para sostener múltiples velas.

Muchos candelabros utilizan un enchufe hermético para mantener la vela en posición vertical. En este caso, una vela que sea un poco demasiado ancha no cabrá en el portavelas, y una vela que sea un poco demasiado estrecha se tambaleará. Las velas que son demasiado grandes se pueden recortar para que quepan con un cuchillo; las velas que son demasiado pequeñas se pueden cubrir con papel de aluminio. Tradicionalmente, la vela y los portavelas se fabricaban en el mismo lugar, por lo que tenían el tamaño adecuado, pero el comercio internacional ha combinado la vela moderna con los portavelas existentes, lo que hace que la vela mal ajustada sea más común. Este casquillo hermético por fricción solo es necesario para los federales y los cónicos. Para las velas de té, hay una variedad de candelabros, incluidos pequeños candelabros de vidrio y soportes elaborados para varias velas. Lo mismo es cierto para las votivas. Los apliques de pared están disponibles para velas de té y velas votivas. Para las velas tipo pilar, el surtido de portavelas es amplio. Una placa ignífuga, como una placa de vidrio o un espejo pequeño, puede ser un portavelas para una vela tipo columna. Un pedestal de cualquier tipo, con la parte superior ignífuga del tamaño adecuado, es otra opción. Un tazón de vidrio grande con un fondo grande y plano y lados curvos altos en su mayoría verticales se llama huracán. La vela estilo pilar se coloca en la parte inferior central del huracán. Un huracán en un pedestal a veces se vende como una unidad.

Un bobèche es un anillo para atrapar gotas, que también se puede colocar en un portavelas o usarse de forma independiente. Los bobèches pueden variar desde metal o vidrio adornado hasta plástico, cartón o papel encerado simples. El uso de bobèches de papel o plástico es común en eventos en los que se distribuyen velas a una multitud o público, como los villancicos navideños o la gente en otros conciertos o festivales.

Seguidores de velas

Estos son tubos de vidrio o metal con una estenosis interna en la mitad, que se colocan alrededor de la parte superior de una vela encendida. A medida que la vela se quema, la cera se derrite y el seguidor retiene la cera derretida, mientras que la estenosis descansa sobre la porción sólida superior de la cera. Los seguidores de velas a menudo son deliberadamente pesados o ponderados para garantizar que se muevan hacia abajo a medida que la vela se quema más bajo, manteniendo un sello y evitando que la cera se escape. El propósito de un seguidor de velas es triple:

• Para contener la cera fundida, haciendo la vela más eficiente, evitando el desorden y produciendo una quemadura más uniforme.
• Como decoración, ya sea debido a la naturaleza ornamentada del dispositivo, o (en el caso de un seguidor de vidrio) a través de la dispersión o coloración de la luz.
• Si es necesario, para proteger la llama del viento.

Los seguidores de las velas a menudo se encuentran en las iglesias sobre las velas del altar.

Apagavelas

Los apagavelas son instrumentos que se utilizan para extinguir las velas encendidas sofocando la llama con una pequeña copa de metal que está suspendida de un mango largo y, por lo tanto, privándola de oxígeno. Un significado más antiguo se refiere a una herramienta similar a una tijera que se usa para cortar la mecha de una vela. Con habilidad, esto podría hacerse sin extinguir la llama. El instrumento que ahora se conoce como apagavelas antes se llamaba "extintor" o "douter".