Os humanos têm feito fogo usando fricção há milhares de anos, com evidências de seu uso encontradas em registros arqueológicos em diferentes culturas em todo o mundo.



O fogo por fricção é um testemunho da engenhosidade humana, contribuindo para o desenvolvimento da tecnologia inicial e para uma compreensão posterior da física, da química e da transferência de calor.

A produção do fogo, uma das principais descobertas da história da humanidade, desempenhou um papel fundamental na evolução humana, proporcionando calor, luz, protecção contra predadores, um meio de cozinhar e a capacidade de migrar para climas mais hostis.

Sou professor de engenharia, ávido outdoorsman e Minisino Firecrafter que estuda e pratica fogo por fricção há muitos anos. É uma ótima maneira de explorar os principais conceitos científicos enquanto se envolve em uma prática que os humanos vêm realizando há milênios.

Brasa, chama, fogo

O fogo por fricção depende da conversão de energia mecânica em energia térmica por meio de fricção. O atrito é a força de resistência entre duas superfícies quando elas deslizam ou tentam deslizar uma pela outra.

Há muitas maneiras de criar fogo por fricção, mas a mais comum e mais fácil de aprender usa um conjunto de brocas de arco.

Um conjunto de broca de arco consiste em um fuso fino, uma placa de soleira, um arco levemente curvado, ao qual uma corda de arco é presa, e uma "núclea de trovão" ou bloco de rolamento, que é uma pedra ou bloco de madeira dura com um natural ou esculpido torrão usado para pressionar a parte superior do fuso.

Primeiro, o bombeiro enrola a corda do arco firmemente ao redor do fuso e a usa para girar rapidamente o fuso contra a placa da lareira, enquanto simultaneamente pressiona para baixo com a nuvem de trovão.

Semelhante à forma como suas mãos ficam mais quentes quando você as esfrega vigorosamente, a fricção causa um rápido aumento na temperatura onde o eixo encontra a placa da lareira. Isso afasta qualquer umidade residual. A madeira também aquece principalmente na ausência de oxigênio, resultando na carbonização, um processo químico de combustão incompleta. O que sobra é principalmente carbono.

À medida que o fuso continua a girar, ele remove a madeira carbonizada para formar uma pequena pilha de pó de carvão. À medida que a pilha de poeira cresce, ela acabará por coalescer e pegar fogo para formar uma brasa.

O ponto de ignição da brasa depende de vários fatores, incluindo o tipo de madeira, a temperatura e a umidade. Os experimentos geralmente produzem temperaturas de ignição na faixa de 650-800 graus Farenheit (340-430 graus Celsius), com as estimativas mais confiáveis ​​na ordem de 700 graus F (370 graus C). Chegar a essa temperatura é fundamental para criar uma brasa e acender o fogo.

Depois que uma brasa se forma, o bombeiro a transfere para um feixe de material inflamável feito de folhas secas ou grama, casca de árvore morta ou outros materiais orgânicos fibrosos. O bombeiro sopra no feixe de material inflamável para aumentar ainda mais a temperatura, aumentando o fluxo de oxigênio.

Eventualmente, a isca explode em chamas, após o que o bombeiro pode acendê-la em um fogo maior. Os incêndios jovens são geralmente frágeis – se o bombeiro não lhes fornecer combustível suficiente, fluxo de ar e proteção contra o vento e a chuva, eles podem apagar-se.

Trabalhe de maneira mais inteligente, não mais difícil

Compreender a física do fogo por fricção e as diferentes variáveis ​​envolvidas pode fazer uma grande diferença e ajudar o fogo a começar mais rapidamente e com menos esforço.

Primeiro, mantenha-o pequeno. Os bombeiros devem fazer conjuntos de brocas de arco esculpidos em galhos de árvores secos e mortos, com talvez 2,5 centímetros de diâmetro. Os fusos ideais têm diâmetros entre 1-1,25 cm (três oitavos de polegada e meia polegada).

A rapidez com que a força de atrito gera calor é diretamente proporcional à rapidez com que o bombeiro se curva, em média, e é independente do diâmetro do fuso. Portanto, quanto mais rápido você mover o arco, mais calor criará, independentemente do tamanho do fuso.

Mas, por terem áreas de seção transversal menores, os fusos finos aumentam a densidade de calor na interface do fuso-placa, que é onde a brasa se forma e se inflama. Ao concentrar o calor numa área menor nesta interface, os fusos finos reduzem o tempo e o esforço necessários para formar e acender uma brasa.

Madeiras secas, não pigmentadas e de densidade média - olmo, choupo e choupo são alguns exemplos - funcionarão bem para o fuso e a placa da lareira. Testei muitos tipos de madeira e descobri que, com algumas exceções, a dureza da madeira geralmente não importa.

Também descobri que caules de flores silvestres maduros - colhidos frescos e deixados secar - funcionam bem como fusos. Flores silvestres altas e lenhosas, como goldenrod, ironweed, teasel, verbasco e similares, podem produzir brasas em segundos. Se o tempo permitir, você pode até fazer um cordão com fibras naturais extraídas de plantas de linho, dogbane ou urtiga comumente encontradas na floresta.

O processo de fazer fogo

As principais variáveis ​​que o bombeiro pode controlar durante o processo de arco são a velocidade com que movem o arco e quanta pressão estão aplicando ao fuso através da nuvem de trovão. Comece assentando a ponta do fuso em um entalhe entalhado na placa da lareira. Em seguida, mova o arco lentamente até obter equilíbrio.

Inicialmente pressione com a trovoada com força suficiente para que a pirólise comece. A pirólise acontece quando o calor faz com que o material orgânico se decomponha sem oxigênio. Você saberá quando a pirólise começar porque verá fumaça subindo da interface da placa do fuso-soleira.

Em seguida, comece a aumentar a velocidade do arco até que você se curve o mais rápido que puder por um minuto ou mais. Não prenda a respiração e use golpes de arco enquanto puder, sem comprometer a velocidade do arco. O tempo que leva para formar uma brasa diminui quanto mais rápido você se curva, embora a duração do golpe não importe.

À medida que a velocidade aumenta, comece a aumentar a pressão que você exerce sobre o fuso, parando quando o aumento do atrito começar a afetar sua capacidade de sustentar uma velocidade rápida do arco. Com bons materiais, você provavelmente terá uma bela brasa em menos de um minuto.

Embora a tecnologia moderna tenha substituído em grande parte os métodos primitivos, o fogo por fricção continua a ser uma fonte de fascínio e um testemunho da engenhosidade humana. Compreender este processo não só enriquece a ligação da humanidade com o passado antigo, mas também sublinha como a física entra em jogo na vida quotidiana.

Fornecido por The Conversation

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.