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Gli incendi iniziano quando un materiale infiammabile o combustibile, in combinazione con una quantità sufficiente di un ossidante come ossigeno gassoso o un altro composto ricco di ossigeno (sebbene esistano ossidanti non di ossigeno), viene esposto a una fonte di calore o temperatura ambiente al di sopra del flash punto per la miscela combustibile/ossidante ed è in grado di sostenere un tasso di rapida ossidazione che produce una reazione a catena. Questo è comunemente chiamato il tetraedro del fuoco. Il fuoco non può esistere senza tutti questi elementi al loro posto e nelle giuste proporzioni. Ad esempio, un liquido infiammabile inizierà a bruciare solo se il carburante e l'ossigeno sono nelle giuste proporzioni. Alcuni combustibili o miscele di ossigeno di materiali duri possono richiedere un catalizzatore, una sostanza che non viene consumata, quando viene aggiunta, in nessuna reazione chimica durante la combustione, ma che consente ai reagenti di bruciare più facilmente.

La fiamma del fuoco può bruciare con materiale duro o liquido. Una volta accesi, deve aver luogo una reazione a catena per cui gli incendi possono sostenere il proprio calore mediante l'ulteriore rilascio di energia termica nel processo di combustione e possono propagarsi, a condizione che vi sia una fornitura continua di ossidante e combustibile.

Se l'ossidante è l'ossigeno dell'aria circostante, la presenza di una forza di gravità, o di una forza simile causata dall'accelerazione, è necessaria per produrre la convezione, che rimuove i prodotti della combustione e apporta ossigeno al fuoco. Senza gravità, un incendio si circonda rapidamente dei propri prodotti di combustione e dei gas non ossidanti dell'aria, che escludono l'ossigeno e spengono l'incendio. Per questo motivo, il rischio di incendio in un veicolo spaziale è minimo quando sta procedendo per inerzia in volo inerziale.[5][6] Ciò non si applica se l'ossigeno viene fornito al fuoco mediante un processo diverso dalla convezione termica.

Il fuoco può essere estinto rimuovendo uno qualsiasi degli elementi del tetraedro di fuoco. Considera una fiamma a gas naturale, come quella di un fornello. L'incendio può essere estinto in uno dei seguenti modi:

Spegnere l'alimentazione del gas, che rimuove la fonte di carburante; coprendo completamente la fiamma, che soffoca la fiamma poiché la combustione utilizza sia l'ossidante disponibile (l'ossigeno nell'aria) sia lo sposta dall'area intorno alla fiamma con CO2; l'applicazione di acqua, rimuove il calore dal fuoco più velocemente di quanto il fuoco possa produrlo (allo stesso modo, soffiare forte su una fiamma sposterà il calore del gas attualmente in combustione dalla sua fonte di combustibile allo stesso scopo), o l'applicazione di una sostanza chimica ritardante come Halon alla fiamma, che ritarda la reazione chimica stessa fino a quando la velocità di combustione non è troppo lenta per mantenere la reazione a catena.

Al contrario, il fuoco è intensificato aumentando la velocità complessiva di combustione. I metodi per farlo includono il bilanciamento dell'apporto di combustibile e ossidante in proporzioni stechiometriche, l'aumento dell'apporto di combustibile e ossidante in questa miscela equilibrata, l'aumento della temperatura ambiente in modo che il calore stesso del fuoco sia in grado di sostenere meglio la combustione, o la fornitura di un catalizzatore, un non mezzo reagente in cui il combustibile e l'ossidante possono reagire più prontamente.