venerdì 4 settembre 2015

La natura intima del fuoco


 
Il fenomeno incendio può essere descritto a vari livelli e per una migliore comprensione dello stesso è utile conoscere e indagare i processi fisici e chimici che ne sono alla base, fino al livello subatomico. Un pò come la realtà che ci circonda, che può essere descritta a livello "macro", attraverso la teoria della relatività generale, o a livello "micro", tramite la meccanica quantistica. Diverse leggi, diversi modelli che consentono di descrivere gli stessi fenomeni indagandoli su scala differente. Non è un esercizio fine a se stesso, per indagare un fenomeno quale quello legato agli incendi è necessario un livello di conoscenza il più possibile completo. Anche per combatterli meglio.
Quindi...cos’è un incendio? Tutti lo sappiamo, o meglio, tutti abbiamo la percezione chiara di cosa sia un incendio e degli effetti che esso produce, sulle cose e sulle persone. Non serve essere un vigile del fuoco per provare a definire, anche approssimativamente, il fenomeno incendio. Ma come abbiamo detto, se vogliamo possiamo analizzare e definire questo fenomeno indagandone i processi chimici e fisici che ne sono alla base.
Una possibile definizione di fuoco (e per estensione di incendio) è la seguente: esso è il trasferimento di elettroni da un combustibile ad un comburente. Faccio questa premessa per provare a rendere più chiara questa definizione. Introduco il concetto di ZERO ASSOLUTO, ossia la temperatura al di sotto della quale non si può scendere, e che è espressa dal valore -273,15 °C. Perché non si può scendere al di sotto di questa temperatura? Dunque…tanto per iniziare la temperatura di un qualsiasi corpo fornisce un indicazione dell’ENERGIA TERMICA che esso possiede, e questa energia è dovuta al moto di agitazione degli atomi che compongono il corpo stesso. Più la temperatura diminuisce, e più gli atomi diminuiscono la loro mobilità. Ovviamente, più aumentiamo la temperatura e più questi stessi atomi saranno liberi di muoversi. Se potessimo osservare gli atomi di un corpo la cui temperatura ha raggiunto il valore di -273,15 °C, noteremmo che quest’ultimi sono perfettamente immobili. E una volta raggiunta l’immobilità, gli atomi non possono fermarsi ulteriormente, ecco perché la temperatura non può scendere ulteriormente oltre questo valore. Ora torniamo al fenomeno incendio. Immaginiamo un corpo combustibile che ha una sua temperatura (determinata dalla mobilità degli atomi che lo compongono), ad un certo punto a questo corpo viene fornita dell’energia (sorgente d’innesco), la temperatura del corpo aumenta (come conseguenza dell’aumento della mobilità degli atomi), viene raggiunto il valore della cosiddetta temperatura di infiammabilità (variabile per ogni materiale), inizia il fenomeno incendio: ossia il trasferimento (la fuga) di elettroni dal combustibile al comburente, che nella quasi totalità dei casi è l’aria, o meglio l’ossigeno (l’aria è composta all’incirca dal 78% di azoto, 21% di ossigeno e 1% di gas inerti). Ci troviamo quindi di fronte a un fenomeno di ossido-riduzione, in sostanza gli elettroni vengono ceduti dal materiale combustibile (o meglio, dalle sue molecole), che si ossida (in quanto acquista una prevalente carica positiva, come conseguenza della cessione delle cariche negative), alla sostanza comburente (l’ossigeno), che si riduce (in quanto ad aumentare, in questo caso, sono le cariche negative, che prevalgono su quelle positive). Questo trasferimento di elettroni (scaturito dall’aver fornito un livello di energia via via maggiore al materiale combustibile, che ha portato i suoi atomi a muoversi con libertà sempre maggiore) provoca l’emissione di energia termica (irraggiamento) e di radiazioni luminose (la fiamma visibile).

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