Cosa è il fuoco? Un gas, un solido o un liquido?

 In Primo piano

Una lezione, in forma di video di animazione, spiega uno dei fenomeni più misteriosi e affascinanti: la combustione. Che cosa è il fuoco?
Spoiler alert: non è né solido né liquido ma neppure un gas.

«Seduto attorno a un falò, puoi sentirne il calore, odorarne il profumo legnoso, ascoltarlo scoppiettare. Se ti avvicini troppo, ti bruciano gli occhi e senti pungere le narici. Potresti stare a fissare le fiamme luminose per sempre, mentre si contorcono e tremolano in infinite incarnazioni. Ma che cos’è esattamente ciò che stai guardando?».
È con questa evocativa immagine, e con una domanda cruciale, che inizia il cortometraggio d’animazione prodotto da TEDed, piattaforma americana che produce contenuti istruttivi distribuiti gratuitamente attraverso la rete.

In questo caso si tratta di una lezione dell’educatrice Elizabeth Cox, tradotta in immagini dall’illustratrice e artista d’animazione francese Héloïse Dorsan Rachet.

Dunque cosa è il fuoco?

Che non si tratti di un solido o un liquido lo vediamo benissimo coi nostri stessi occhi.
Ciò che ci suggerisce l’istinto è che si tratti di un gas, tuttavia il video spiega che un gas può esistere nel medesimo stato per un tempo indefinito. Ma il fuoco, evidentemente, è temporaneo. Quindi, a livello scientifico, non si può definire gas.

C’è però un altro stato della materia, il cosiddetto “quarto stato”: il plasma.
Che cos’è il plasma? Si ha quando un gas, a causa di una grande energia, viene ionizzato e diventa conduttore elettrico. I fulmini, ad esempio, sono plasma. O il gas interstellare. Come pure il nucleo solare e la sua corona. Sulla Terra, tuttavia, non esiste plasma in forma stabile e le poche centinaia di gradi di temperatura necessarie a produrre il fuoco non lo fanno rientrare in questa categoria.

Cos’è il fuoco? Se non è gas, solido, liquido e plasma, cosa rimane?

Cosa è il fuoco. Un falò

Rimane una soluzione. E ciò che il fuoco non rientri in nessuno degli stati della materia conosciuti perché non è materia.
«È la nostra esperienza sensoriale di una reazione chimica chiamata combustione», spiega la voce narrante del video.
Il fuoco è quindi la traccia, l’impronta, l’indizio di qualcosa che sta succedendo — «come l’odore della frutta mentre matura, o la luce di una lucciola».
Essendo molto vivida, l’esperienza sensoriale dell’interazione tra combustibile, calore e ossigeno la associamo immediatamente a qualcosa di materiale, ma non lo è.

Come funziona il fuoco

Cosa è il fuoco. Combustione

Il filmato passa poi a spiegare la reazione chimica della combustione, facendo proprio l’esempio di un falò da campeggio.
Quando i ceppi vengono riscaldati fino a raggiungere la loro temperatura di ignizione, le pareti delle loro cellule si distruggono e rilasciano zuccheri e altre molecole, che reagiscono con l’ossigeno presente nell’aria producendo anidride carbonica e acqua. L’acqua intrappolata nel legno, intanto, evapora, si espande e rompe ciò che ha attorno, producendo il caratteristico scoppiettio.

A dare la forma “conica” al falò è invece la combinazione tra la forza di gravità e l’espansione dell’anidride carbonica e del vapore acqueo. Mentre la luce viene prodotta dal riscaldamento delle molecole, e il colore cambia in base alla temperatura e alle sostanze presenti.

Come se quelle fiamme non fossero mai state lì

Cosa è il fuoco. Falò che si spegne

Alla fine, quando l’ossigeno o il combustibile si esauriscono, il fuoco si spegne.
È proprio su questo che puntano gli additivi ignifughi delle vernici Firewall, che tra i 200 e i 300°C rilasciano sostanze inibitrici di ossigeno, mentre tra i 300 e i 400°C avviano il processo di cristallizzazione, creando uno strato non infiammabile che fa da barriera per il legno.

«Quelle fiamme tortuose emettono un sibilo finale e scompaiono con un filo di fumo come se non fossero mai state lì», spiega il video, che poeticamente si conclude con una notte stellata.

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