Il fuoco come reazione chimica
La combustione è una reazione di ossidoriduzione esotermica: un combustibile reagisce con un comburente e libera calore verso l'ambiente. È una trasformazione chimica, perché nascono sostanze nuove.
Per avere fuoco servono tre elementi insieme, il triangolo del fuoco:
- Combustibile: la sostanza che brucia (legno, carta, benzina, metano, GPL).
- Comburente: nelle normali condizioni d'incendio è l'ossigeno dell'aria. L'aria secca contiene circa il 21% di ossigeno e il 78% di azoto, il gas più abbondante.
- Innesco: fornisce l'energia di attivazione, cioè l'energia minima perché la reazione abbia inizio (scintilla, fiamma, superficie calda).
Nel tetraedro del fuoco si aggiunge un quarto elemento: la reazione a catena dei radicali liberi che mantiene viva la fiamma.
Togliere anche uno solo degli elementi spegne l'incendio. Al contrario, in un'atmosfera arricchita di ossigeno i materiali si accendono più facilmente e bruciano più in fretta. Per rendere inerte un serbatoio prima di lavori a caldo si immette azoto: abbassa l'ossigeno sotto i valori che permettono la combustione.
Conta anche la superficie di contatto con l'aria. La segatura brucia molto più rapidamente di un ceppo della stessa massa. Le polveri fini disperse nell'aria, come la farina in un silo, possono addirittura esplodere.
Nella fiamma del legno non brucia direttamente il solido: bruciano i gas e i vapori prodotti dalla sua decomposizione per il calore.
Combustione completa e incompleta: i prodotti
La combustione completa di un idrocarburo (composto di soli carbonio e idrogeno) produce anidride carbonica (CO₂) e vapore acqueo. Esempi: