Kampvuren, uitgelegd

Een wetenschappelijk onderbouwde gids voor de oude praktijk van het maken van een kampvuur.

Björn / Flickr

Vóór de uitvinding van kleding, landbouw en zelfs het wiel, speelden onze voorouders met vuur.

Hoe weten we dit? In 2012 hebben archeologen bekend gemaakt ze hadden sporen van as, verbrande twijgen en dierlijk bot ontdekt - het bewijs van een gecontroleerd vuur - tijdens het uitgraven van een grot in Zuid-Afrika. Die kleine fragmenten waren meer dan een miljoen jaar oud en waarschijnlijk het handwerk van staande man , een soort die voorafgaat aan Homo sapiens (d.w.z. jij en ik).



Dit bewijs suggereerde niet alleen dat onze voorouders het kampvuur uitvonden voordat ze iets anders uitvonden (misschien met uitzondering van stenen werktuigen), het onthulde ook dat het maken van vuur een van de allereerste activiteiten was om ons samen te laten werken.

Toch blijft deze ongelooflijk oude praktijk van kampvuur maken nog steeds raadselachtig voor velen van ons mensen. Een paar maanden geleden lachten een groep vrienden en ik rond een kampvuur en realiseerden we ons dat niemand van ons - hoogopgeleide volwassenen - kon uitleggen wat vuur precies was.

Gezien het belang van vuur in de menselijke geschiedenis -- en dat het nog steeds zo is hoe het grootste deel van de ontwikkelingslanden houdt warm en kookt voedsel - we zouden het echt moeten begrijpen.

Hier is een wetenschappelijk onderbouwde geschiedenis en gids voor de oude praktijk van het bouwen van een kampvuur, van het belang ervan voor de menselijke evolutie tot de chemie van hoe het brandt tot de impact van deze eeuwenoude brandstof op onze gezondheid en ons milieu.

Kampvuur was enorm belangrijk voor onze evolutie

Mathias Erhart / Flickr

Campings zijn in wezen door mensen gemaakte nesten, zo stelt de bioloog E.O. Wilson schrijft in De sociale verovering van de aarde . En nesten zijn de eerste stap om een ​​soort te worden waarvan de leden op elkaar letten. De vroegste mensen voedden jongen op in het nest, foerageerden ervan naar voedsel en brachten de premie terug om met anderen te delen, schrijft Wilson. Het kampvuur is de oorsprong van de gemeenschap.

Het is ook mogelijk dat vuur onze cognitieve ontwikkeling heeft geholpen. In het boek Vuur vatten, biologische antropoloog Richard Wrangham stelt dat kampvuren - en de daaropvolgende uitvinding van het koken en eten van vlees - de katalysator waren die onze voorouders in staat stelde om grote hersenen te ontwikkelen. De extra energie [in het gekookte vlees] gaf de eerste koks biologische voordelen, schrijft Wrangham. Ze overleefden en reproduceerden beter dan voorheen. Hun genen verspreiden zich. … Er waren veranderingen in anatomie, fysiologie, ecologie, levensgeschiedenis, psychologie en samenleving.

In deze vroege dagen wisten onze voorouders waarschijnlijk niet echt hoe ze vuur moesten maken. Ze wisten alleen hoe ze ze moesten onderhouden - nadat een blikseminslag of spontane brand van penseel er een op gang had gebracht. Antropoloog Christopher Dana Lynn schrijft in het journaal Evolutionaire psychologie dat het onvermogen om vuur te maken nog meer druk uitoefende op vroege mensen om vindingrijkheid en tolerantie voor elkaar te cultiveren:

Het onvermogen om branden te stichten zou groepen nodig hebben gehad om activiteiten te coördineren om toegang te krijgen tot deze branden en deze te onderhouden. Deze voortdurende samenwerking zou de cognitieve capaciteiten voor sociale tolerantie onder druk hebben gezet, door anderen als medewerkers in toekomstige samenwerking op te vatten …

Dana Lynn veronderstelt ook dat we instinctief getroost kunnen worden door vuur; hij gevonden enig voorlopig bewijs dat suggereert dat de bloeddruk daalt als we er in de buurt zijn.

Vuur zou ook leiden tot uitvindingen zoals de staalfabriek en de stoommachine, waardoor mensen de wereld letterlijk naar hun zin zouden kunnen hervormen.

Vuur is de [uitvinding] die ons, Adrian Bejan, een professor thermodynamica aan Duke heeft gemaakt en de auteur van De fysica van het leven , een nieuw boek over technologische evolutie, vertelt me. Zonder vuur zouden jij en ik vandaag niets zijn.

Dus wat is vuur precies?

Rahul Rekapalli / Flickr

Als je naar vlammen kijkt, zie je de resultaten van een complexe chemische reactie die pyrolyse wordt genoemd. Je ziet hout veranderd in gas, gas ontstoken door hitte en licht door de opwinding van elektronen.

Hier is nog een andere manier om erover na te denken: het hele proces van een brand gaat over het in zoveel mogelijk stukken scheuren van een boomstam. Door het scheuren komen chemische bindingen vrij, waarbij energie wordt verbruikt als warmte en licht.

Maar iedereen die wel eens heeft geprobeerd een heel houtblok aan te steken met slechts één lucifer, weet dat er veel voor nodig is om een ​​vuur op gang te krijgen. Je kunt het niet doen met een enkele lucifer of vonk van een stuk staal op vuursteen.

Je moet een klein beetje energie nemen en het omzetten in een zichzelf in stand houdende reactie. Elk onderdeel van het hout moet voldoende warmte opnemen om het pyrolyseproces te starten.

Zo gaat het: naarmate plantenvezels opwarmen, beginnen de weefsels van de plant - meestal gemaakt van een molecuul dat cellulose wordt genoemd - af te breken en af ​​te breken. Naarmate het weefsel heter en heter wordt, wordt water uit de cellen gedreven, en ze breken dan uit elkaar en vormen vluchtige, brandbare gassen, net als een brander van je fornuis, John Bailey, een professor die brandweerwetenschappen doceert Oregon State, vertelt me .

Bij het ontsteken van die gassen komt wat energie vrij, die vervolgens kan worden gebruikt om meer cellulose af te breken en meer brandbare gassen en warmte te genereren.

Hier, uit het leerboek Bio-energie : Biomassa naar Biobrandstoffen, is een uitsplitsing van de stadia van pyrolyse. Het begint met de verdamping van water uit het hout en eindigt met de verbranding van houtgassen.

Bio-energie

Dit alles moet gebeuren in aanwezigheid van zuurstof, aangezien vuur een oxidatiereactie is. (De zuurstof bindt zich met de koolstof in het hout om koolstofdioxide te vormen en geeft onderweg warmte en water af.)

De ontsteking van het gas zet het proces van het steeds verder afbreken van dat logboek voort. In dat gas zit eigenlijk honderden op koolstof gebaseerde verbindingen . Een deel hiervan vormt roet en wordt vervolgens verder afgebroken in de vlam. Als een vuur perfect brandt, zal het blok alle grote moleculen afbreken tot koolstofdioxide en waterdamp.

Maar waarom creëert dit proces licht?

Het komt van de elektronen die extra energie vrijgeven - van een verlaten toestand naar een minder opgewonden toestand. (Weet je hoe metaal gloeit als het gloeiend heet wordt? Hetzelfde gebeurt in de vlam, maar in plaats van metaal zijn het de kleine roetdeeltjes die de energie absorberen.)

Hier, via het YouTube-kanaal Distort, is een heel coole blik op hoe pyrolyse in slow motion plaatsvindt.

Hoe maak ik een kampvuur?

Voor het maken van een kampvuur zijn maar drie ingrediënten nodig.

Brandstof: Twijgen, papier, takken, stammen, enz.

Zuurstof: Gratis en altijd beschikbaar!

Warmte: Een wedstrijd moet het lukken.

hoe heeft Trump zwarte mensen geholpen?

Deze drie worden de vuurdriehoek genoemd en als ze in balans worden gehouden, zal een kampvuur gelijkmatig en grondig branden. Maar als ze niet in de war zijn, zal het vuur sputteren en falen.

Wikimedia Commons

Hier zijn enkele algemene regels om een ​​goed kampvuur op gang te krijgen.

1) T De eerste regel bij het maken van een kampvuur is om klein te beginnen.

U kunt in de verleiding komen om met grote takken te beginnen als u een groot vuur in gedachten heeft. Maar vergeet niet dat een lucifer of een aansteker maar een heel klein beetje energie bevat - net genoeg om kleine takken, dennennaalden of ander aanmaakhout op de kritische temperatuur te brengen waarbij pyrolyse kan optreden.

Als kampvuurbouwer is het jouw taak om dat kleine beetje energie te krijgen om langzaam en grondig te groeien. Begin dus met wat heel droog aanmaakhout, wat dennennaalden en verkruimelde stukjes van je minst favoriete dagblad.

Denk er ook aan: Grote stukken hout moeten veel energie opnemen voordat ze ontbranden. Als er te weinig warmte in het vuur zit, zullen ze niet aanslaan. Te veel hout verstikt de vlam ook door zuurstof.

2 ) Gebruik de droogste takken die je kunt vinden.

Zorg ervoor dat je de droogste stukken hout voor je kampvuur vindt, want het kost extra energie om natte stukken hout te laten branden. Als het vochtgehalte te hoog is, is een aanzienlijke hoeveelheid energie nodig om het water te verdampen, waardoor de verwarmingswaarde van het hout vermindert en de verbrandingsefficiëntie afneemt, wat op zijn beurt de rookvorming verhoogt, het tijdschrift Chemosfeer verklaart . Nat hout zal ook meer rook produceren, wat slecht is voor je gezondheid en het milieu (daarover hieronder meer).

Er zijn veel stomme manieren om vuur te maken, maar er is een speciale manier om het te maken die geen uitleg behoeft, omdat iedereen het weet

Als het vuur heet genoeg is - als er een paar centimeter hete, gloeiende kolen op de bodem liggen - maakt het niet uit of de brandstof een beetje nat is. Als je een mooi bed van kolen opbouwt, krijg je het vuur steeds groter, heb je nu deze grote opwekkende warmtebron, dan kun je dat grote stuk erop leggen, zegt Bailey.

3 ) Begin met laag - dichtheid hout .

De beste houtsoorten om een ​​kampvuur aan te steken zijn iets lichts, zoals grenen of cederhout. Deze zullen het snelst ontbranden. (Dennen heeft ook veel hars, wat zorgt voor mooi knetteren bij een vuur.) Ga dan verder met dichtere houtsoorten, zoals eiken. Deze kosten veel meer energie om te gaan branden en zullen langer branden.

Als het op gang komt, is een vuur als een levend wezen. Het moet gevoed, onderhouden en verzorgd worden, anders zal het sterven.

4 ) De beste vorm voor een vuur is er een die even lang als breed is .

U kunt tal van diagrammen vinden voor het maken van kampvuren: tipi ontwerpen , blokhut ontwerpen, uitgewerkte plannen voor het graven van ondergrondse luchtinlaatopeningen. Maar eigenlijk komen al deze ontwerpen terug op één basisregel: bouw een vuur dat even hoog als breed is.

Deze regel komt van Bejan, die eraan dacht terwijl hij een berg houtskool zag ontbranden in zijn achtertuingrill. Hij realiseerde zich dat wanneer een vuur in de vorm van een piramide wordt gebouwd, het het langst zal branden. Het is de perfecte afweging.

door

Als de vorm van het vuur extreem vlak en ondiep is, dan trekt het vuur geen [zuurstof] aan, legt Bejan uit. Een plat vuur betekent een nietig, nietig vuur. Het uiterste is om een ​​magere, stokachtige stapel te hebben. De magere stok brandt goed, maar hij is zo mager, hij is omgeven door koude lucht; daarom is het een koud vuur. Ook dat is een slecht ontwerp.

In het midden is een heel speciale vorm waar de kegel niet te ondiep en niet te hoog is, en het antwoord is dat de basis even breed als hoog is, zegt hij.

Bejan publiceerde deze bevinding in de logboek Wetenschappelijke rapporten. Voor hem is de universaliteit van de vuurvorm het bewijs dat mensen een aangeboren gevoel voor natuurkunde hebben. Er zijn veel stomme manieren om vuur te maken, maar er is een speciale manier om het te maken, die geen uitleg behoeft, omdat iedereen het weet, zegt hij. Dat is universeel in menselijke culturen en gaat ver terug tot het begin der tijden.

Maar wacht, is het niet slecht om kampvuurrook in te ademen?

Ja!

Als een vuur perfect zou branden, zou het blok volledig worden afgebroken tot koolstofdioxide en waterdamp.

Maar de meeste vuren branden niet perfect. En als gevolg daarvan bevat houtrook veel vervuilende stoffen: chemicaliën zoals benzeen en formaldehyde, maar ook fijne deeltjes die longen en ogen kunnen irriteren. Zoals Brad Plumer heeft uitgelegd, is luchtvervuiling binnenshuis door houtrook het dodelijkste gevaar voor het milieu op aarde.

is fiji water veilig om te drinken?

Maar hoe heter een vuur brandt, hoe meer deze giftige chemicaliën kunnen worden afgebroken tot eenvoudigere, veiligere. Het verbranden van droog hout helpt ook om deze verontreinigende stoffen tot een minimum te beperken. Maar wat er ook gebeurt, je gaat veel vervuiling blussen als je een kampvuur brandt, zegt Lisa Herschberger, een milieuonderzoeker bij het bureau voor verontreinigingsbeheersing van Minnesota. Ik zou er boven op blijven.

Fijne deeltjes van de rook en het roet kunnen kleiner zijn dan 2,5 micrometer - klein genoeg om zich in de gaatjes van de longen te nestelen.

De grootste bedreiging voor de gezondheid van rook komt van fijne deeltjes, de Environmental Protection Agency waarschuwt . Deze microscopisch kleine deeltjes kunnen in uw ogen en luchtwegen terechtkomen, waar ze gezondheidsproblemen kunnen veroorzaken, zoals brandende ogen, loopneus en ziekten zoals bronchitis. Fijne deeltjes kunnen ook chronische hart- en longziekten verergeren - en zijn zelfs in verband gebracht met vroegtijdige sterfgevallen bij mensen met deze aandoeningen.

EPA

Hoe zit het met het milieu? Is houtrook een vervuiler?

De deeltjes van houtrook kunnen ook bijdragen aan smog en waas. In Minnesota bijvoorbeeld, waar recreatieve buitenvuren populair zijn, zegt Herschberger dat recreatieve houtrook verantwoordelijk is voor ongeveer 5 procent van alle fijne deeltjes die in de lucht vrijkomen. Dat noem ik een flinke bijdrage aan de luchtemissies, zegt ze.

Wat de uitstoot van kooldioxide betreft, kan houtrook CO2-neutraal zijn als het hout dat u verbrandt wordt vervangen door nieuwe groei. Maar het is geen slam dunk, zegt Herschberger. Het zal heel belangrijk zijn [voor emissies] om te leren hoe dat hout werd verbouwd, hoe het werd vervoerd. Je moet de hele levenscyclus van het hout kennen om te weten of je voor of achter loopt [op koolstofemissies]. Bij het verbranden van dood hout komt ook vrij wat bekend staat als zwarte koolstof , of roet, dat een grotere opwarmingsimpact heeft dan alleen koolstofdioxide, zegt ze.

Een ander gevaar is wanneer branden uit de hand lopen.

Op kleine schaal is vuur voorspelbaar. Als je precies dezelfde stapel aanmaakhout zou bouwen en dezelfde temperatuur had, zou je letterlijk hetzelfde vuur weer krijgen. Het is gewoon natuurkunde en scheikunde, zegt Bailey. Maar wanneer het in een bosbrand vonkt, is het een heel ander beest.

De brandstoffen worden erg ingewikkeld en de temperatuur, windsnelheid en relatieve vochtigheid variëren, zegt hij. Dan heb je gewoon willekeurige dingen: een windvlaag, een dennenappel die van een heuvel rolt, een beekje dat door een gebied stroomt. Het maakt vuur op een berghelling absoluut magisch, onvoorspelbaar.

(Zoals donkere magie? Hoe meer je gefascineerd bent door vuur, hoe meer het van het donker naar het licht gaat, zegt hij.)

Met aanhoudende droogte, klimaatverandering en, ironisch genoeg, een geschiedenis van brandbestrijding , zijn de bosbranden in het westen van de VS in de loop van de tijd groter en verwoestender geworden.

Veel van deze branden worden veroorzaakt door bliksem. Maar zoals Smokey the Bear al tientallen jaren huilt, kun jij bosbranden helpen voorkomen.

Bailey biedt een paar gezond verstand suggesties:

  • Laat een vuur niet onbeheerd achter. Blus branden met water of doof ze volledig voordat u de camping verlaat.
  • Parkeer een auto niet op droog gras. De onderkant van auto's kan heet genoeg worden om branden te ontsteken.
  • Let op de waarschuwingen voor brandgevaar voordat u een bosbrand aansteekt.

Een laatste mysterie: waarom vatten marshmallows vlam?

monnibo / Flickr

Een marshmallow bestaat uit gelatine en suiker. Suiker brandwonden bij ongeveer 350 graden Fahrenheit. Een kampvuur kan meer dan 1.000 graden bereiken. Daarom is Jedi-concentratie nodig om een ​​marshmallow boven een vlam te verhitten (maar niet te dichtbij!) zodat het sijpelt in plaats van sintels.