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Fórum de Bushcraft e Técnicas de Sobrevivência
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 Assunto da Mensagem: Processos de ignição do fogo
MensagemEnviado: segunda nov 27, 2017 5:49 pm 
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Fogo, do latim focus, é a manifestação sensorial (luz e calor), resultante dum processo contínuo e sustentável de combustão

Química e física da combustão

A combustão é uma reação química em cadeia de oxidação e decomposição térmica duma substância combustível, da qual irradia uma mistura de gases incandescentes, (luz, calor, dióxido de carbono, vapor de água), visíveis na forma de chama e fumo.

Fases da ignição do fogo
Chama-se ponto de ignição à temperatura a partir da qual uma substância entra em combustão.
O processo inicia-se numa reação endotérmica da substância combustível, em que esta absorve energia (na forma de calor), denominada de pré-ignição. Segue-se a ignição, (ignescência do combustível), e por fim a fase exotérmica, que corresponde à combustão propriamente dita.

Pré-ignição
A energia para inflamar o combustível pode ser fornecida através duma fonte de calor externa ou outras ocorrências físico-químicas nela provocada. Denomina-se de pirólise aos processos de alteração da estrutura molecular original dum composto, pela ação do calor.
Com a subida da temperatura, principalmente nos materiais lenhosos, verifica-se primeiro uma libertação de voláteis e só depois a vaporização da água absorvida no combustível. Se a humidade no combustível for excessivamente alta, todo o calor disponível é gasto a evaporar água, não restando energia térmica para aquecer as partículas até à temperatura de ignição.

Ignição
A ignição do fogo resulta da conjugação de dois fatores: as propriedades físicas da substância (no ponto de reação) e a respetiva temperatura de ignição.
A forma do combustível, nomeadamente a sua relação superfície/volume, está diretamente relacionada com a quantidade de calor que pode absorver, bem como de outros fatores físicos, designadamente a sua condutividade térmica.
A resposta do combustível, (no ponto de reação), pode ter três resultados: a não ignição (o combustível não chega a inflamar-se, porque a duração do aquecimento é demasiado curta, ou a intensidade demasiado baixa para se atingir a temperatura de ignição); a ignição temporária (a combustão ocorre apenas enquanto se mantém a fonte de calor); e a ignição definitiva (a combustão torna-se permanente e subsiste mesmo na ausência de fonte de calor).

Combustão
A combustão é uma reação em cadeia, que irá subsistir enquanto se mantiverem os três componentes do fogo, (combustível, carburante e temperatura).
Todas as variáveis que afetam a ignição, afetam também a combustão, como é o caso da humidade dos combustíveis. O efeito principal da humidade é a diluição dos gases combustíveis produzidos por pirólise.

Combustão com chama
A combustão com chama (inflamada), acontece quando a pirólise produz a irradiação de gases inflamáveis, (voláteis). A zona de pirólise pode ser distinta da zona de combustão e as chamas podem estar ligadas ou desligadas da substância combustível.
A produção de chama ocorre dentro de determinados limites de temperatura e processos de mistura gasosa. A baixas temperaturas, com misturas pobres em oxigénio e escassa produção de gases, as chamas podem nem sequer se formar.

Combustão sem chama
A combustão sem chama, (incandescente), acontece quando os voláteis foram já expulsos do combustível, restando apenas um invólucro carbonoso, (brasa). Pode ainda acontecer, quando o montante de cinzas é elevado, este limitar o acesso do carburante (oxigénio), ao combustível, provocando um abaixamento da temperatura e uma menor produção de voláteis. O mesmo se verifica com combustíveis de baixa densidade, nomeadamente materiais porosos, amontoados de laminados ou serraduras, que têm um acesso limitado do carburante ao interior do combustível.
A combustão sem chama é um processo relativamente mais frio e lento do que a combustão com chama. Apresenta baixas perdas de calor por condução, prosseguindo mesmo sob condições de elevado teor de humidade e baixa concentração de oxigénio.

Incêndio
Um incêndio é combustão descontrolada.
Os incêndios propagam-se de quatro formas: por irradiação, (a energia, por infravermelhos e ondas eletromagnéticas, propaga-se de forma omnidirecional através do ar); por convecção, (a energia da combustão propaga-se pela movimentação do ar); por condução, (a energia propaga-se através duma substância condutora de calor); por projeção de partículas inflamadas / incandescentes (que pode ocorrer com explosões e fagulhas transportadas pelo vento).

Autoignição
Ocorre quando ignição se dá sem ter existido uma fonte de calor externa. Determinadas substâncias, (voláteis, fuligem, certas poeiras), com baixas temperaturas de ignição, (na gasolina ocorre a partir dos 246ºC), e em certas circunstâncias ambientais, o simples contato com o ar (oxigénio) é suficiente para a deflagração do fogo.
Em situações de incêndio urbano, quando o fogo está confinado a determinado espaço fechado, pode suceder um aumento gradual da temperatura ambiente, ao ponto de ali ocorrer uma ignição súbita generalizada (flashover). Pode também suceder neste tipo de cenário, com uma súbita entrada de ar (abertura de porta / janela), uma ignição explosiva de fumos e fuligem, (backdraft).

Processos de ignição do fogo

O domínio do fogo foi decisivo na história evolutiva da espécie humana. Os antropólogos acreditam que a capacidade de provocar o fogo, permitiu ao homem, maior segurança (o fogo afasta os animais), maior conforto (o fogo aquece), maior variedade alimentar (cozinhar e conservar alimentos), tendo também sido o fator preponderante para que se estabelecesse fora do seu território de origem, (África).
A fricção terá sido o método inicial para atear o fogo, seguindo-se a percussão (produção duma faísca). Apenas na história recente apareceram os utensílios que hoje usamos, como os fósforos ou o isqueiro.

Nos processos de ignição do fogo é preponderante a conjugação dos três fatores do triângulo do fogo, combustível, carburante e temperatura, sem os quais não há combustão.
Apesar de cada substância ter as suas características igníferas, que dependem da sua composição, estado físico, densidade, textura, forma, etc., há também algumas variáveis ambientais, como temperatura e humidade, que condicionam o resultado deste processo.

Chama direta
A chama proveniente de fósforos, isqueiros, velas, etc. (com uma temperatura entre os 700ºC e os 1500ºC) é a forma mais comum de ignição do fogo por aproximação duma fonte de calor externa ao combustível, (note-se que o artefacto ignidor também teve ele próprio um processo de ignição).

Fuzil
É uma forma de ignição, usual para determinados combustíveis líquidos, voláteis, ou substâncias sólidas com características porosas, previamente carbonizadas, ou extremamente finas, genericamente denominadas iscas de fogo, (daí o termo isqueiro).
A fonte de calor é geralmente uma faúlha, (material incandescente com uma temperatura de cerca de 3000ºC), proveniente de metais como o ferrocério ou aço carbónico. Estes dispositivos são popularmente conhecidos por isqueiro, pedreneira ou pelos estrangeirismos firesteel, striker, mas em rigor linguístico deveriam chamar-se de "fuzil".
Estas faúlhas obtêm-se através duma ação física, por embate /raspagem violenta entre dois materiais. O percutor / raspador (sílex / pedreneira), deve ter uma aresta de alta dureza, para que o choque na superfície do fuzil (material de menor dureza), provoque uma cisão de partículas (faúlha).
A separação a nível molecular de material de alta densidade, cria uma reação pirofórica logo que a lasca entra em contacto com o ar, com altas temperaturas e uma dissipação muito rápida, tendo uma boa capacidade de inflamabilidade por condução.

Abrasamento de celulósicos (madeiras) por fricção
Outra forma de causar a ignição é a obtenção de brasa por fricção de madeiras, métodos que geralmente são denominados de “fogo primitivo”, por terem sido usados nos primórdios da humanidade, como processo de obtenção do fogo.
A brasa obtêm-se através do atrito continuado entre determinadas madeiras, (normalmente com baixa densidade e baixa temperaturas de inflamação entre os 200ºC e os 300ºC). O processo cria um aquecimento e esfarelamento da madeira, do qual resulta uma pira de partículas de madeira em combustão lenta e sem chama (a cerca de 550ºC).
As técnicas mais comuns recorrem a uma haste de madeira denominada broca, que roda numa concavidade, a qual possui um dreno para as partículas abrasadas. Entre estas técnicas está a denominada fricção manual e a fricção com arco.
Outro processo que utiliza o princípio do atrito, é a raspagem longitudinal duma haste, numa calha ou num orifício, sendo estas técnicas denominadas de “serrote”.
Após se conseguir a ignição da pira (brasa), o material incandescente é depositado numa acendalha, (ninho de passarinho). Para atear a acendalha, a brasa é oxigenada (soprando), de forma a elevar a velocidade da combustão / temperatura e provocar a sua inflamação (deflagração de chamas).

Processos extraordinários de ignição do fogo

Prison Match
Pode também obter-se brasa pela fricção duma mistura de substâncias celulósicas que potenciam a inflamabilidade.
A mistura de partículas de cinza com algodão (190ºC), em determinada proporção e densidade, pode causar a sua ignição, quando esfregadas comprimidas entre tábuas.
Esta técnica também resulta com partículas de ferrugem.
Para vosso conhecimento existem outras sustâncias, como o pó de arroz (440ºC), milho (400ºC), trigo (380ºC), açúcar (350ºC), que também têm temperaturas ignição muito baixas.

Bambu strike-a-light
O método é usado no sudoeste asiático. A técnica de iniciar o fogo é semelhante ao uso de pederneira e aço carbónico, (strike). Consiste, através duma raspagem violenta da superfície do bambu, obter partículas de material incandescente, que se vão alojar no algodão carbonizado e provocar a sua ignição. O raspador é uma pedreneira (pedaço de sílex) ou outro material como porcelana, com uma aresta capaz de provocar a cisão de partículas na superfície do bambu. A isca (algodão carbonizado) é mantida junto com a pedreneira, de modo que as faíscas o acendam. O sucesso desta técnica advém dum tipo de bambu que existe no sudoeste asiático, que por possuir um alto teor de sílica, facilita a sua ignição e incandescência.

Circuito elétrico
Uma descarga elétrica pode provocar a ignição duma substância combustível, principalmente quando esta funciona como resistência à passagem da corrente elétrica. Se a carga elétrica for proveniente de pilhas ou baterias, para que o processo resulte, deve-se usar como acendalha, uma substância metálica fina, (palha de aço / papel de alumínio).
Pode criar-se ainda eletricidade estática, pela fricção entre determinados materiais. Ainda que momentânea esta pode criar temperaturas de 1000ºC. Não ignirá a maioria dos combustíveis comuns (madeira, papel, tecido), mas será o suficiente para a ignição de voláteis de líquidos inflamáveis, como os provenientes da gasolina.

Pistão de fogo
Este é um processo semelhante ao que ocorre num motor a Diesel, no qual a ignição do combustível ocorre pelo calor obtido na compressão da mistura ar-combustível.
O artefacto é composto de um pequeno cilindro fechado numa extremidade e um pistão com um pequeno espaço oco na ponta. Dentro da ponta oca do pistão, coloca-se o algodão carbonizado ou outro material com qualidades igníferas. O pistão é pressionado violentamente, fazendo com que o ar dentro do cilindro aqueça momentaneamente a alta temperatura, (compressão adiabática), e provoque a ignição da isca.

Foco de luz
O método tem por base a criação dum foco de raios de solares, que vão ignir uma isca ou acendalha. Geralmente obtêm-se o dito foco de luz com uma lente, lupa ou espelho ótico.

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MensagemEnviado: sexta fev 23, 2018 12:16 pm 

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Bom artigo que cobre a maioria dos processos, chamo a atenção que fuzil é o aço com que se bate na pedreneira, salvo erro o termo mais adequado aos firesteel, é pederneira, embora sitética.


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MensagemEnviado: sexta fev 23, 2018 5:28 pm 
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PauloArinto Escreveu:
(...), chamo a atenção que fuzil é o aço com que se bate na pederneira, salvo erro o termo mais adequado aos firesteel, é pederneira, embora sintética.

Há denominações que usamos, que nem sempre têm correspondência na origem da palavra.
A palavra "pederneira" vem de pedra.

Em tempos conseguia-se a ignição do fogo, batendo duas pedras diferentes (strike), normalmente um sílex numa pirite.

A palavra "fuzil" aparece posteriormente, quando se começou a usar um anel metálico, (em vez da pirite). Continuou-se a chamar pederneira ao sílex que fazia a percussão.
O mecanismo dum fuzil, (designação da arma desenvolvida no início do século XVII), consistia na utilização de uma pedra de sílex presa ao extremo do "cão", que após ser acionado pelo gatilho, percute uma peça metálica chamada fuzil, provocando uma faísca que ignia a pólvora.

A palavra "isqueiro" vem de isca, material (acendalha) onde a faúlha da pirite ou do fuzil, ignia, (acendia).
Numa carteira de isqueiro antiga, havia um sílex, (pedreneira), um pedaço de aço carbónico (fuzil) e isca (acendalha).
O isqueiro atual é composto por um cilindro abrasivo que substitui a pedreneira, uma barra de ferrocério que substitui o fuzil, e o gás que serve de isca.

Nesta linha de raciocínio, um firesteel, que é uma barra de ferrocério, funciona como fuzil, (de onde saem as faúlhas), e não como pederneira (o percutor que provoca a cisão no fuzil).

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