Foc
De Viquipèdia
Es diu foc a la reacció química d'oxidació violenta d'una matèria combustible. Dita reacció és exotèrmica, es a dir desprèn calor, i allibera llum, i diversos productes de la reacció com el diòxid de carboni i aigua. Si la reacció es prou calenta, els gasos poden arribar a ionitzar-se fins arribar a assolir l'estat de plasma. Depenent de les substancies que intervenen en la reacció el color de la flama i la intensitat del foc pot variar. Des d'aquest punt de vista, el foc és la manifestació visual de la combustió.
La flama és la emissió de llum resultant de la reacció de combustió. Aquesta és provocada per l'emissió d'energia dels àtoms d'algunes de les partícules que es troben en els gasos de la combustió, en ser excitats per l'intens calor generat en aquest tipus de reaccions.
El foc, en la seva forma més comú, pot resultar en un incendi, que és potencialment perillós, ja que pot causar dany físic a través de la crema.
Taula de continguts |
[edita] Fonament químic
| Algunes temperatures |
Temperatures
|
Anomenem foc al resultat d'un procés molt exotèrmic d'oxidació. Usualment, un compost orgànic, com el paper, la fusta, els plàstics, gasos d'hidrocarburs, la gasolina..., susceptible d'oxidació i en contacte amb una substància oxidant (l'oxigen de l'aire), només necessita una energia d'activació, també coneguda com temperatura d'ignició, que pot venir a través d'una espurna o una altra flama, per a inflamar-se. Una vegada comença la reacció d'oxidació, el calor desprès per la reacció serveix per a mantenir-lo en marxa.
Els productes de l'oxidació (principalment vapor d'aigua i diòxid de carboni), a alta temperatura pel calor després per la reacció, emeten llum visible: açò són les flames (gasos incandescents).
La composició dels gasos que es desprenen determina el color de la flama. Així, són roges, ataronjades o grogues en el cas de paper i fusta; o blaves en el cas de molts gasos d'hidrocarburs, com els usats domèsticament, però poden ser de colors més exòtics si cremen elements metàl·lics. Igualment, el color es veu afectat per la temperatura del foc: és vermella a partir dels 525 °C, passant a taronja als 1100 °C i al blanc a partir dels 1300 °C.
El fet que el color de la flama varia segons la composició dels gasos que la formen permet determinar la presencia de certs elements químics mitjançant el mètode de la proba de la flama. Dit mètode es emprat en la química analítica per tal de detectar la presencia d'ions metàlics, prenent com a base l'espectre d'emissió característic de cada element. Malgrat que aquest assaig és poc útil a nivell científic, es força emprat en l'educació mitjana per tal d'il·lustrar als alumnes vers les propietats dels diferents elements químics, donat que és un assaig senzill i força espectacular.
Aquesta propietat també es emprada en la pirotècnia: la mescla de diferents elements i compostos químics generen diferents esclats de color, fet que augmenta l'espectacularitat dels castells de foc i coets.
| Colorants de Flama [4] | |||
|---|---|---|---|
| Color | Compost | Color | Compost |
| Vermell fosc | Clorur de liti | Verd | Sulfat de coure(II) |
| Vermell | Clorur d'estronci | Blau | Clorur de coure (I), Butà |
| Taronja | Clorur de calci | Violeta | 3 parts Sulfat de potassi, 1 part Nitrat de potassi (salnitre) |
| Groc | Clorur de sodi (sal) o Carbonat de sodi | Porpra | Clorur de potassi |
| Verd grogós | Bòrax | Blanc | Sulfat de magnesi |
[edita] L'aparició del foc
Donat que el foc és un procés d'oxidació, aquest no es possible sense la presencia d'oxigen. En el planeta Terra el registre fòssil del foc apareix en el període Ordovicià mitjà, fa uns 470 milions d'anys,[5] amb l'establiment de la flora al sòl, fet que propicià l'acumulació d'oxigen en l'atmosfera terrestre a nivells no assolits fins aleshores. Quant el percentatge d'oxigen en l'atmosfera superà el 13% de concentració s'assolí la possibilitat de que es produís un incendi.
El primer registre fòssil registrat d'un incendi es datat del Silurià tardà , fa uns 420 milions d'anys, en restes fossilitzades de carbó vegetal.[6] A partir d'aquest punt en el temps la presencia de registres fòssils de carbó vegetal és present en tots els períodes, amb l'excepció d'un controvertit lapse de temps durant el Devonià tardà.[6] El nivell d'oxigen en l'atmosfera està estretament relacionat amb la presencia de restes de carbó vegetal fossilitzat, car, com ja hem indicat, la presencia de l'oxigen és el factor clau per a la presencia del foc i dels incendis.[7]
Els incendis s'expandiren a mesura que les plantes anaren esdevenint un component dominant en molts ecosistemes, fa entre 7 i 6 milions d'anys;[8] fet que va propiciar la llesca suficient per a permetre una ràpida propagació del foc.[7] La major presencia d'incendis provocà una realimentació positiva: aquests propiciaren un clima més càlid i sec, més propici a l'aparició de nous incendis.[7]
[edita] Influència històrica
El foc ha fascinat la civilització durant segles. Al voltant seu i gràcies a la seva escalfor han viscut centenars de generacions. L'home ha sabut usar la força destructiva del foc en el seu profit, per a extraure l'energia dels materials que li proporcionava la natura o poder modelar-los al seu gust. Si bé és la mà la ferramenta principal de l'home, també el foc ha participat potser al mateix nivell en la responsabilitat de la construcció de l'actual civilització. Tanmateix, també és destacable la seua utilització al llarg de la història amb fins bèl·lics i destructius.
El foc també ha tingut un ús festiu i commemoratiu, especialment després de l'ús de la pólvora per als focs d'artifici i els coets.
[edita] El domini del foc
La capacitat de controlar el va propiciar un important canvi en els hàbits dels primers humans. Fer foc per a generar calor i la llum va fer possible que les persones cuinar aliments, augmentar la varietat i la disponibilitat de nutrients. La calor produïda també ajudà a les persones mantenir-se calents en climes freds. El foc també mantenia a ratlla els depredadors nocturns.
Evidència d'aliments cuinats es troba des de fa 1,9 milions d'anys, encara que el foc, probablement, no va ser utilitzat en una manera controlada fins fa uns 400.000 anys. [7] Les evidencies en l'us del foc es generalitzen al voltant de 50 fins 100 mil anys enrere, el que suggereix l'ús regular d'aquest temps, curiosament, la resistència a la contaminació de l'aire va començar a evolucionar en les poblacions humanes en un moment similar en el temps.[7]
[edita] La simbologia del Foc
En l'evolució de l'espècie humana, l'adoració en les seves manifestacions primitives aparèixer molt abans que la ment de l'home fos capaç de formular els conceptes més complexos de la vida. La religió primitiva es basava enterament en circumstàncies d'associació. Els objectes de l'adoració eren sempre suggestius, consistien en les coses de la natura que els eren properes, que tenien gran influència en l'experiència comuna dels primitius humans o que cridessin més la seva atenció.[9]
En el cas del foc, és fàcil suposar els motius de la seva adoració. Bàsicament, se li rendia culte per la fascinació que aquest provocava i pel seu origen desconegut, el que va impactar a gairebé tots els pobles primitius.
El foc és un dels quatre elements clàssics per als antics (amb l'aigua, la terra i l'aire). El seu origen ocupa el lloc central de molts mites, entre els que destaca el de Prometeu, que el va robar als déus per donar-lo als homes (cosa per la qual va ser severament castigat). La cultura grega venerava a dos déus del foc: Hestia (en la mitologia romana, Vesta), deessa del foc de la llar i Hefest (Volcà), déu dels metalls i el foc .
A l'Antiga Roma, les vestals (verges que tenen cura del temple de Vesta, la deessa de la llar) tenen l'obligació de no permetre que el foc sagrat, aquest magnífic regal diví, s'apagui. El càstig és exemplar i expeditiu: l'enterrament en vida.
A la mitologia celta, d'altra banda, la deessa del foc era coneguda com Brigit, que també era la deessa de l'art, la poesia i la terra. També era l'encarregada de protegir els ramats i les dones joves, encarregant-sobretot de protegir els nens més petits. Un altre déu celta del foc reconegut com a tal és Belenos, déu del sol, del foc i la medicina. El foc en si mateix era considerat sagrat pels celtes, i si aquest s'apagava en una llar, era símbol de malastrugança.
La mitologia Maorí descriu com l'heroi de la seva cultura, Maui, va baixar del cel per ensenyar als homes l'art de fer foc, amb dos trossos de fusta; es considera que les Haka, danses de guerra, pretenen demanar la protecció del foc.
En la cultura Persa el zoroastrisme atorga gran importància al foc, ja que es considerat un dels elements més sagrats.
En el marc de l'hinduisme, Agni (del mot sànscrit agni, foc) és la deïtat d'aquest element. Juntament amb Indra i Surya conformen la trinitat vèdica, una trinitat després substituïda per la de Brahma, Vishnu i Shiva. Agnídev, com també se'l coneixia, era fill de la deessa Prithivi, la Terra, i del déu Diaus Pitar (en sànscrit, déu pare). Protegia, segons les tradicions, als homes ia les seves llars per igual. En el seu cap tenia un milió d'ulls. També era el déu de la terra i la saviesa, i entre les seves tasques es comptava l'ésser missatger entre els déus i els homes. S'el representava amb dos caps, suggerint els aspectes benèfics i destructius del foc, ulls i una cabellera negra i tres cames i set parells de braços. Del seu cos emanaven Set Llamps de llum.
A la mitologia Xina també hi son presents diferents mites entorn al foc. En els relats xinesos es parla amés de les forces yin i yang, femenina i masculina respectivament. Cada una té propietats oposades i li corresponen al seu torn elements complementaris i oposats, com ho són l'aigua i el foc. aquest últim, segons els xinesos, és una energia d'acció i calor. Tots els éssers vius, d'acord amb les ensenyances del Feng-shui, tenen aquestes dues energies que el complementen i el regulen.
El pobles africans també presenten molts mites al voltant del foc, així, per exemple, Segons els mites del Sudan, el déu Ture va ser l'encarregat de fer que el foc arribi als homes. El relat indica que va robar el foc dels seus oncles, déus ferrers, tres vegades i després va fer que s'incendiés el món, perquè el foc no faltes a la humanitat. Un mite d'Angola relata les aventures d'un heroi anomenat Nambalisita, en una època en què el cel i la Terra estaven molt distants entre si. Va ser un període en el qual el mal imperava i la gent patia de plagues i malediccions. En aquest clima, Nambalisita, el primer home, el nascut d'un ou, va desafiar a Kalunga, creador de tots els altres homes que habitaven el món. Aquest últim va tancar el primer en una habitació, però l'heroi amb l'ajud de diversos animals es va alliverar va omplir l'habitació de carbasses. Quan Kalunga prengué foc a l'habitació per tal de matar el seu enemic, les carabasses van esclatar, i les espurnes van saltar i tota la regió es va omplir de foc, el que va fer que aquest arribés a tot arreu del món.
La Mitologia Maia i Asteca el foc es representat per Kukulkán, versió maia, o Quetzacóatl, versió asteca, la serp emplomada.
En la mitologia amazònica, hi ha un mite referent a l'origen del foc que compta'ls aventures d'un adolescent anomenat Botoque, que va ser abandonat pel seu cunyat gran mentre recollien ous de guacamai a la junga. Durant el temps que va romandre perdut, Botoque va conèixer al jaguar, amb qui va fer amistat i van sortir junts a caçar. El jaguar i la seva dona eren els únics que posseïen foc al món. Aquesta última era particularment hostil amb el noi, i aquest la va matar, va agafar algunes brases i va marxar cap a la seva llar. Els homes de la tribu, en veure els magnífics regals que Botoque portava, van assaltar la casa del jaguar i la desposseir de tot objecte de valor. Enfurismat per l'acció del noi, ara el jaguar menja el seu menjar cru mentre els homes el mengen cuit.
En la mitologia guaraní, en un principi els homes no tenien del foc, de manera que menjaven la carn crua i passaven fred, però un dia un colibrí els va avisar que els Urubu sí que tenien foc, de manera que el yeruti va ser enviat per trobar-lo. Tot i que va tractar d'agafar algunes brases, es va cremar totalment i va haver de llançar-se a un riu, i per aquesta raó el seu plomatge, abans tan colorit, és gris en els nostres dies. Un temps més tard, va ser enviat el gripau, que es va fer el mort per despistar els Urubu. Ells van caure en la seva trampa, de manera que quan van encendre una foguera, ell va guardar en el seu ventre algunes flames i aire per a conservar-les bé. Quan va arribar a la tribu, els va atorgar aquest regal. Quan els nens molesten al gripau, aquest s'inflaper recordar que va ser ell qui va portar el foc i que mereix respecte.
Al cristianisme és un símbol de l'Esperit Sant i el component principal de l'infern. Ja a l'Antic Testament Déu es va aparèixer una vegada sota la forma d'esbarzer inflamat i el llamp es considera sovint un emissari seu. El foc té un caràcter central en les fogueres per cremar els acusats d'heretgia o de bruixeria.
Al judaisme el foc crema tot el sàbat i recorda el foc del Temple.
En un altre camp, se'l relaciona amb l'au fènix, símbol de resurrecció. És un símbol natural del sol i el volcà.
[edita] evolució de la concepció científica del foc
En l'antiguitat clàssica el foc fou un dels quatre elements clàssics junt amb l'aigua, la terra i l'aire. Aquest quatre elements representaven les quatre formes conegudes de la matèria i eren utilitzats per explicar diferents comportaments de la natura. En la cultura occidental l'origen de la teoria dels quatre elements es troba en els filòsofs presocràtics de la Grècia clàssica, i des d'aleshores ha estat objecte de nombroses obres d'expressió artística i filosòfica, perdurant a través de l'Edat Mitjana i el Renaixement i influenciant profundament el pensament i la cultura europeus. Paral·lelament l'hinduisme i el budisme han desenvolupat concepcions molt semblants.
En la majoria d'aquestes escoles de pensament se sol afegir un cinquè element als quatre elements tradicionals, que s'anomena alternativament com Idea, Buit, Èter o Quintessència (literalment "la cinquena essència").
El concepte dels elements clàssics va continuar vigent a Europa durant l'Edat Mitjana, degut a la prominència de la visió cosmològica aristotèlica i a l'aprovació de l'Església Catòlica del concepte de l'èter que donava suport a la concepció de la vida terrenal com a un estat imperfecte i el paradís com quelcom etern.
L'ús dels quatre elements en la ciència es va abandonar als segles XVI i XVII, en què els nous descobriments sobre els estat de la matèria van superar la concepció clàssica.
[edita] Teoria del flogist
L'any 1667 el científic Johann Joachim Becher ideà la teoria del flogist (del grec φλογιστόν phlŏgistón "inflamable" de φλόξ phlóx "foc") segons aquesta a més a més dels quatre elements clàssics, hi havia un element addicional semblant a un foc anomenat el flogist, que estava contingut dins dels cossos combustibles, i que era alliberat, en graus més petits o més grans, durant la combustió.
[edita] Teoria de la combustió de Lavoisier
la teoria del flogist es va mantenir fins els anys vuitanta del segle XVIII, fins que Antoine Laurent Lavoisier, considerat el pare de la química moderna, dissenyà un experiment per contrastar-la: Lavoisier col·locà una petita quantitat mercuri sobre un sòlid surant damunt d'aigua i ho tanca sota una campana de vidre i provocà la combustió del mercuri. Segons la teoria del flogist el cos flotant hauria d'estar menys submergit després de la combustió ja que la quantitat restant de substància junt a la cendra hauria de pesar menys que la inicial i El volum d'aire dintre de la campana hauria d'augmentar com a efecte de l'assimilació del flogist i amb això el nivell de líquid tancat hauria de ser més baix que al començament. El resultat de l'experiment contradiuen els resultats esperats segons aquesta teoria. Lavoisier interpretà correctament la combustió eliminat el flogist en la seva explicació. Les substàncies que cremen es combinen amb l'oxigen de l'aire, per la qual cosa guanyen pes. L'aire que està en contacte amb la substància que es crema perd oxigen i, per tant, també volum.
Amb Lavoisier els químics abandonaren progressivament la teoria del flogist i s'apuntaren a la teoria de la combustió basada en l'oxigen.
[edita] Perills
El foc comporta una sèrie de perills, el primer i més evident és cremar-te;
En l'apartat de psicologia tenim la piromania la qual és podria definir com una malaltia en la qual una persona sent la necessitat de cremar alguna cosa i com més gros sigui el foc millor (per ell). Això ha comportat incendis forestals provocats els quals són un delicte i per això es un perill.
Però a part d'aquest també d'altres com la intoxicació per inhalació de fum. La calor que comporta que es cali foc fa que l'aigua ambiental també es barregi amb el fum i costi mes respirar. Quan s'encèn foc en els baixos d'un edifici el fum es comporta de les seguents maneres:
 El fum al cap d'un moment d'encendre's el foc i amb l'entrada de l'edifici barrada |
 El fum es propaga per l'edifici ja que té l'entrada oberta però no s'escampa perquè té una sortida |
 El fum envaeïx tot l'edifici perquè té entrada i no té sortida |
[edita] Incendi
Un incendi és una ocurrència de foc no controlada que pot cremar una cosa que no està destinada a cremar-se. Pot afectar estructures i a éssers vius. L'exposició a un incendi pot produir la mort, generalment per inhalació de fum o per esvaniment produït per la intoxicació i posteriorment cremades greus.
Per tal que s'iniciï un foc és necessari que es donin conjuntament aquests tres factors: combustible, comburent i calor o energia d'activació.
Els incendis en els edificis poden començar amb errors en les instal·lacions elèctriques o de combustió, com les calderes, fuites d'combustible, accidents a la cuina, nens jugant amb encenedors o llumins, o accidents que impliquen altres fonts de foc, com espelmes i cigarretes. El foc es pot propagar ràpidament a altres estructures, especialment aquelles en què no es compleixen les normes bàsiques de seguretat. Per això, molts municipis ofereixen serveis de bombers per extingir els possibles incendis ràpidament.
Les normatives sobre Protecció d'Incendis classifiquen el risc que presenta cada tipus d'edifici segons les seves característiques, per adequar els mitjans de prevenció.
El risc atén a tres factors:
- Ocupació: major o menor quantitat de gent i coneixement que tenen els ocupants de l'edifici.
- Continent: atén els materials amb què està construït l'edifici, més o menys inflamables, així com a la disposició constructiva, especialment l'alçada que, si és gran, dificulta tant l'evacuació com l'extinció.
- Contingut: matèries més o menys inflamables.
Segons aquests factors, el risc es classifica en Lleuger, Ordinari i Extraordinari.
[edita] Classes de foc
A l'efecte de conèixer la perillositat dels materials en cas d'incendi i de l'agent extintor seguiu les instruccions:
extintors, aigua, trucar als bombers, mantenir la calma, no respirar i no es mogui del lloc on es ubica. A Europa i Austràlia els incendis es classifiquen en 6 grups:
- Classe A: incendis que impliquen sòlids inflamables que deixen brases, com la fusta, teixits, goma, paper, i alguns tipus de plàstics.
- Classe B: incendis que impliquen líquids inflamables o sòlids licuables, com el petroli o la benzina, olis, pintura, algunes ceres i plàstics.
- Classe C: incendis que impliquen gasos inflamables, com el gas natural, el hidrogen, el propà o el butà.
- 'Classe D': incendis que impliquen metalls combustibles, com el sodi, el magnesi, el potassi o molts altres quan estan reduïts a encenalls molt fins.
- Risc d'electrocució (antigament coneguda com Classe E): incendis que impliquen qualsevol dels materials de les Classes A i B, però amb la introducció de electrodomèstics, cablejat, o qualsevol altre objecte amb tensió elèctrica, en la proximitat del foc, on existeix un risc de electrocució si s'empren agents extintors conductors de l'electricitat.
- 'Classe K': incendis que impliquen greixos i olis de cuina. Les altes temperatures dels olis en un incendi excedeix amb molt les d'altres líquids inflamables, fent inefectives els agents d'extinció normals (a Espanya aquesta classe s'inclou en la B).
A Estats Units els incendis es classifiquen en quatre grups: A, B, C i D.
- Classe A: incendis que impliquen fusta, teixits, goma, paper i alguns tipus de plàstic.
- Classe B: incendis que impliquen benzina, olis, pintura, gasos i líquids inflamables i lubricants.
- Classe C: incendis que impliquen qualsevol dels materials de la Classes A i B, però amb la introducció d'electrodomèstics, cablejat o qualsevol altre objecte que rep energia elèctrica, a prop del foc .
- Classe D: incendis que impliquen metalls combustibles, com el sodi, el magnesi o el potassi o altres que poden entrar en ignició quan es redueixen a llimadures molt fines.
A vegades sol afegir un cinquè grup, la 'Classe K'. Es refereix als incendis que impliquen grans quantitats de lubricants o olis. Encara que, per definició, la Classe K és una subclasse de la classe B, les característiques especials d'aquests tipus d'incendis es consideren prou importants per ser reconeguts en una classe a part.
[edita] Incendi forestal
Un incendi forestal és un tipus d'incendi caracteritzat per produir-se i desenvolupar-se principalment en zones naturals amb vegetació abundant.
Si bé les causes immediates que donen lloc als incendis forestals poden ser molt variades, en tots ells es donen els mateixos pressupostos, és a dir, l'existència de grans masses de vegetació en concurrència amb períodes més o menys prolongats de sequera .
La calor solar provoca deshidratació a les plantes, que recuperen l'aigua perduda del substrat. No obstant això, quan la humitat del terreny descendeix a un nivell inferior al 30% les plantes són incapaces d'obtenir aigua del sòl, amb el que es van assecant a poc a poc. Aquest procés provoca l'emissió a la atmosfera de etilè, un compost químic present a la vegetació i altament combustible. Té lloc llavors un doble fenomen: tant les plantes com l'aire que les envolta es tornen fàcilment inflamables, amb la qual cosa el risc d'incendi es multiplica. I si a aquestes condicions s'hi suma l'existència de períodes d'altes temperatures i vents forts o moderats, la possibilitat que una simple espurna provoqui un incendi es torna significativa.
[edita] Referències
- ↑ «"Flame Temperature Measurement"».
- ↑ «"Flame Temperatures"».
- ↑ «"Pyropen Cordless Soldering Irons"» (PDF).
- ↑ Com colorejar el foc (anglès)
- ↑ Wellman, Charles H.; Jane Gray. «The microfossil record of early land plants» (en anglès). Philosophical Transactions: Biological Sciences 355 (1398): 717–732., juny 2000. [Consulta: 17 novembre 2009].
- ↑ 6,0 6,1 Scott, Andrew C.; Glasspool, J.. «The diversification of Paleozoic fire systems and fluctuations in atmospheric oxygen concentration» (en anglès). Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 103 (29): 10861–10865, juliol 2006. [Consulta: 17 novembre 2009].
- ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 Bowman, M.; Balch, K.; Artaxo, P.; Bond, J.; Carlson, M.; Cochrane, A.; D'Antonio, M.; Defries, S. et al.. «Fire in the Earth System» (en anglès). Science 324 (5926): 481, Abril 2009. [Consulta: 17 novembre 2009].
- ↑ Retallack, G. J. «Neogene Expansion of the North American Prairie» (en anglès). PALAIOS 12 (4): 380–390., Agost 1997. [Consulta: 17 novembre 2009].
- ↑ «LOS ORÍGENES DE LA ADORACIÓN» (en castellà). El Libro De Urantia. [Consulta: 18 novembre 2009].
[edita] Vegeu també
| Fonts de Llum: | ||
|---|---|---|
|
Fonts lluminoses naturals: |
Sol | Bioluminescència | Objectes celests | Llamp |
|
|
Fonts lluminoses basades en la combustió: |
Candeles | Foc | Il·luminació de gas | Làmpades de querosè | Quinqués | Làmpades Davy |
|
|
Fonts lluminoses elèctriques: |
Làmpades d'arc | Bombeta d'incandescència | Làmpades de descàrrega (Làmpades fluorescents) | Làmpades halògena |
|
|
Fonts lluminoses de descàrrega d'alta intensitat: |
Làmpades de HMI | Làmpades de vapor de mercuri | Làmpades d'halur de metall | Làmpades de vapor de sodi | Làmpades d'arc de xenó |
|
|
Altres fonts lluminoses elèctriques: |
Làmpades electroluminescents | Il·luminació inductiva | LED | Neó i làmpades d'argó | Làmpada de sofre | Flaixos de xenó |
|
