O que é o processo de combustão?

Simplificando, combustão significa queimar. Para que o processo de combustão ocorra, são necessários combustível, oxigênio e uma fonte de calor de ignição para iniciar uma reação química em cadeia; em uma fogueira, por exemplo, a madeira é o combustível, o ar circundante fornece o oxigênio e um fósforo ou isqueiro pode acender o fogo. Aumentar qualquer um desses elementos aumentará a intensidade do fogo, enquanto a eliminação de qualquer um deles fará com que o processo pare. Se a fogueira é sufocada com água ou sujeira, por exemplo, o oxigênio não consegue mais chegar ao calor e ao combustível, e ele se apaga.

Combustível

O combustível é a substância que queima durante o processo de combustão. Todos os combustíveis contêm energia potencial química; essa é a quantidade de energia que será liberada durante uma reação química. A quantidade de energia que uma substância libera enquanto queima é chamada de calor da combustão . Cada combustível tem uma densidade energética específica ou quantos megajoules (MJs) de energia são produzidos por quilograma (kg) da substância; o metano, por exemplo, tem uma densidade energética de 55,5 MJ / kg, o que significa que ele pode fornecer mais energia do que enxofre a 9,16 MJ / kg.

Uma grande variedade de substâncias pode ser usada como combustível, mas os hidrocarbonetos são alguns dos mais comuns. Isso inclui metano, propano, gasolina e combustível de aviação, para citar apenas alguns; todos os combustíveis fósseis, incluindo carvão e gás natural, são hidrocarbonetos. Outras substâncias que são comumente usadas como combustíveis incluem hidrogênio, álcool e biocombustíveis, como a madeira.

Durante a combustão, o combustível é transformado em calor e exaustão. Quando a gasolina queima, por exemplo, produz água (vapor), dióxido de carbono, nitrogênio, monóxido de carbono e outros elementos. A queima também pode liberar partículas, que são pequenas partículas que flutuam no ar; aqueles liberados pela queima de combustíveis fósseis e madeira geralmente contribuem para a poluição do ar. A exaustão pode ser usada para fins benéficos, no entanto, como fornecer o impulso que empurra um foguete no ar. A maior parte dos gases de escape é na forma de gás, devido ao calor produzido pelo processo de combustão, mas também pode ser na forma líquida ou sólida.

Oxigênio

Para que o combustível queime no processo de combustão, ele também deve ter oxigênio. A fonte mais comum é o ar, que contém cerca de 21% de oxigênio. Outras fontes, geralmente conhecidas como oxidantes ou agentes oxidantes, incluem peróxido de hidrogênio, nitrato de potássio e muito mais. Quando um agente oxidante é introduzido em um combustível, ele libera oxigênio e pode aumentar a velocidade com que o fogo queima.

Como o combustível, o oxigênio não precisa estar na forma de gás, embora isso seja muito comum. Em um foguete sólido, por exemplo, um oxidante sólido é misturado com o combustível para criar o propulsor, que queima quando é inflamado e impulsiona o foguete para frente. O ônibus espacial e outras naves espaciais usam oxigênio líquido como parte do processo de combustão.

Quando um incêndio não tem oxigênio suficiente, ele não queima completamente. Essa combustão incompleta produz monóxido de carbono, carbono (fuligem) e outras partículas que contaminam o ar. A combustão incompleta em uma lareira ou forno de uma casa pode liberar gases tóxicos e ser muito perigosa.

Calor

Calor ou ignição é o que inicia o processo de combustão. Como o calor também é produzido quando algo queima, uma vez iniciado o processo, nem sempre é necessário calor adicional para manter a reação química em cadeia. A faísca inicial que desencadeia o processo químico pode ser fornecida por uma chama, fricção ou mesmo pelo calor do sol.

Em casos de combustão espontânea, a fermentação ou oxidação pode criar calor suficiente para iniciar um incêndio. Em uma pilha de composto, por exemplo, as bactérias podem começar a quebrar os compostos orgânicos, criando calor e oxigênio suficientes para causar combustão. Alguns materiais - chamados substâncias pirofóricas - inflamam quando expostos ao ar ou à água; fósforo e plutônio são dois exemplos. Quando esses materiais encontram uma fonte de combustível, eles podem iniciar um incêndio que é muito difícil de apagar.

Controlando o processo de combustão

Como as três partes são necessárias para a combustão, aumentar ou diminuir qualquer uma delas afetará o processo. Aumentar a quantidade de oxigênio adicionado ao fogo usando um agente oxidante, por exemplo, fará o fogo queimar mais rápido. A remoção ou redução da fonte de combustível fará com que ela se queime ou se apague.

Existem três maneiras básicas de interromper o processo de combustão:

• tire o combustível,
• remova o oxigênio
• e / ou retire o calor.

A combustão também pode ser interrompida pela interrupção da reação química em cadeia que cria chamas. Isso é especialmente importante quando certos metais - como o magnésio - queimam, porque adicionar água ao fogo só o tornará mais forte. Nesses casos, produtos químicos secos ou halometanos são usados ​​para interromper a reação.

Qual dessas é a melhor maneira de parar um incêndio depende do tipo e do tamanho do incêndio. Em incêndios domésticos, por exemplo, os bombeiros usam água ou espuma para impedir que o oxigênio chegue ao combustível e reduzir a temperatura. Embora a água possa ser usada em uma floresta ou incêndio, remover o novo combustível para o fogo limpando arbustos e vegetação morta da área geralmente é uma parte importante da interrupção.