¿Cuál es el rango útil de contenido de oxígeno atmosférico para el fuego?

El fuego ciertamente ocupa un lugar destacado en la lista de los diez inventos más útiles de la humanidad. Permite una utilización más eficiente de los nutrientes, es la base de la química y las ciencias de los materiales, nos permitió establecernos en las regiones del norte, fue la principal forma de almacenar energía durante la mayor parte de nuestra historia y nos dio una ventaja sobre otras especies competidoras. Difícilmente se puede contemplar el surgimiento de una civilización tecnológica sin fuego, por lo que el rango de contenido de oxígeno atmosférico donde el fuego es útil es importante para la construcción de mi mundo.

Ya soy consciente de una serie de límites para los niveles de oxígeno. Si el contenido de oxígeno supera el 35 %, los incendios no dejarán de arder y los incendios forestales desbocados mantendrán los niveles de oxígeno en este valor o por debajo de él; además, el rango de respiración humana se encuentra entre 0,16 y 0,5 atm.

Especialmente con la primera restricción en mente, estoy interesado en el rango de contenido de oxígeno que puede tener la atmósfera del mundo natal de una civilización tecnológica aspirante mientras el fuego sigue siendo útil para ellos. Útil significa que el uso del fuego les brinda enormes ventajas en su entorno primitivo, como calentar, iluminar y cocinar sin exigir un cuidado extenso (léase si una persona necesita suministrar aire regularmente solo para mantener la parrilla funcionando, es demasiado) o siendo extremadamente peligroso ( si encender un fuego es como abrir una puerta a una dimensión llena de demonios de fuego malhumorados y una chispa aniquilará el campamento en un feroz cataclismo, es demasiado).

¿Cuál es el rango de contenido de oxígeno atmosférico que estoy buscando? ¿Importa la presión parcial o la fracción de la atmósfera?

Use condiciones similares a las de la tierra como base de sus respuestas, quitando o agregando nitrógeno solo para ajustar el contenido variable de oxígeno. Si cambiar la composición o la presión conduce a efectos interesantes, no dude en mencionarlos. Gracias de antemano chicos.

No se puede dar una respuesta a esto a menos que también especifique el combustible que desea quemar. Algunos combustibles necesitan entornos ricos en oxígeno para quemarse, otros pueden "quemarse" sin oxígeno.
@XRF ¿Existen combustibles autooxidantes naturales? Porque la pregunta dice "entorno primitivo" y "aspirantes" en lugar de "civilización tecnológica" establecida y todos los combustibles autooxidantes o de arranque automático que puedo pensar en hacer en un laboratorio químico en volumen.

Respuestas (1)

Dado que las únicas especies que usan herramientas de las que tenemos ejemplos son formas de fauna terrestre que requieren niveles similares de oxígeno a los humanos y el uso de herramientas es la base de la única civilización tecnológica avanzada que conocemos de la evidencia de punto único de referencia que tenemos. sugeriría que nuestros niveles terrenales actuales son un requisito previo para el tipo de civilización que desea formar.

Para responder a la pregunta de qué niveles de oxígeno se requieren para que el fuego sea una herramienta útil, el asentamiento de La Rinconada en Perú es instructivo, La Rinconada no tiene departamento de bomberos porque los incendios no pueden salirse de control porque el 11% efectivo de oxígeno significa que los incendios necesitan cuidados constantes y/o chimeneas/sopladores especializados para mantenerlos encendidos y hay un límite claro en las temperaturas que se pueden alcanzar; Se puede fundir oro, plata e incluso cobre, con equipos y técnicas especializadas., pero Hierro no puede. Su límite superior del 35 % es en general correcto para la flora y la fauna basadas en el carbono que conocemos. Entonces, para cocinar en general, pero también para fundir hierro, etc., está buscando algo como 0.15-0.3atm de presión parcial de oxígeno. Ese límite inferior del 15 % es un poco aproximado, puede ser un poco más alto de lo necesario, pero es una estimación basada en el trabajo de JE Rehder en The Mastery and Uses of Fire in Antiquity y se correlaciona bien con la mayor altitud de Roman Iron. sitios de fundición encontrados en los Alpes a 2000-2200 m que utilizaron diseños estándar que funcionan igualmente bien al nivel del mar.

Eso es fascinante amigo, no tenía idea de que había un lugar en la Tierra donde el fuego simplemente no es un peligro.