quinta-feira, 29 de janeiro de 2009

Porque o Fogo provoca Fumaça?



Digamos que você tenha acendido uma fogueira e ela já queimou ao ponto de você conseguir ver somente um monte de brasas. O fogo ainda está produzindo bastante calor, mas nenhuma fumaça. Você provavelmente chegou a este ponto colocando fogo em pedaços de madeira em uma lareira ou iniciando o fogo com carvão. Se você jogar ali um pedaço de madeira ou uma folha de papel perceberá que o novo combustível produz muita fumaça conforme aquece. Então, de repente (geralmente com um pequeno estalo), ele pega fogo e a fumaça desaparece.

Se você tiver uma lareira ou fogão a lenha ou se participa de fogueiras em acampamentos, esta cena é muito familiar. Vejamos então o que acontece. Há quatro elementos que você encontra em qualquer pedaço de madeira:

  • água - madeira recém-cortada contém bastante água (às vezes, mais da metade de seu peso é água). Madeira seca naturalmente (que foi permitida descansar por um ano ou dois) ou seca em estufa contêm muito menos água, mas ainda assim contêm alguma quantidade;
  • componentes orgânicos voláteis - quando a árvore estava viva, continha seiva e uma grande variedade de hidrocarbonetos em suas células. Se você já leu Como funciona a alimentação, sabe que a celulose (um dos principais componentes da madeira) é um carboidrato, o que significa que é feita de glicose. Um composto é volátil quando evapora ao ser aquecido. Esses compostos são todos combustíveis (a gasolina e o álcool são, afinal, hidrocarbonetos - os hidrocarbonetos da madeira queimam da mesma forma);
  • carbono;
  • cinzas - são os minerais não inflamáveis presentes nas células da árvore, como cálcio, potássio e magnésio.
Fato interessante
Há cerca de 30 anos, a revista "Mother Earth News" publicou um artigo sobre como fazer um carro funcionar à base de fumaça de madeira. Tinham até uma caminhonete, convertida para funcionar assim, para demonstração. Na caçamba da caminhonete havia um recipiente de aço selado cheio de madeira e fora do recipiente havia uma fogueira de madeira para aquecer a madeira do recipiente. O calor expelia os voláteis da madeira no recipiente e a fumaça alimentava um carburador e queimava no motor como gasolina. Não se sabe qual quilometragem eles conseguiram, mas isso prova que a fumaça não é nada mais do que compostos orgânicos combustíveis.
Quando você coloca um pedaço de madeira ou papel no fogo, a fumaça que você vê são esses hidrocarbonetos voláteis evaporando da madeira. Eles começam a vaporizar a uma temperatura de aproximadamente 149ºC. Se a temperatura subir o suficiente, esses compostos entram em chamas. Quando começam a queimar, não há fumaça porque os hidrocarbonetos são transformados em dióxido de carbono e água (ambos invisíveis) quando queimam.

Isto explica porque não enxergamos fumaça em uma fogueira de carvão (ou fogo que queimou até chegar em brasas). O carvão é criado através do aquecimento da madeira a altas temperaturas na ausência de oxigênio. Ou seja, a madeira é colocada em uma caixa selada de aço ou argila e aquecida a aproximadamente 538ºC. Esse processo elimina todos os componentes orgânicos voláteis e deixa somente o carbono e os minerais (cinzas). Quando você acende o carvão, o que queima é carbono puro. Ele se combina com oxigênio para produzir dióxido de carbono e o que sobra no fim do fogo é a cinza - os minerais.

O coque de carvão é a mesma coisa. O coque é o carvão que foi aquecido na ausência de oxigênio para eliminar os compostos orgânicos. A fumaça que esse processo produz é muito valiosa - contém alcatrão de hulha, gás de carvão, álcoois, formaldeído e amônia, entre outros. Todos esses compostos podem ser destilados da fumaça para serem usados. Você já deve ter ouvido falar no metanol (um tipo de álcool) conhecido como "álcool da madeira". Ele era produzido pela destilação da fumaça da madeira.

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