Sì, fa caldo; ma no, il tuo serbatoio non esploderà se fai il pieno
Oregon. Gli incendi d’auto possono essere comuni e pericolosi, ma non sono dovuti alla temperatura esterna che interagisce con il carburante sotto pressione. Wing-Chi Poon / Wikimedia Commons
Per la maggior parte dell’emisfero nord, l’estate è in pieno svolgimento. Insieme alle consuete temperature roventi e alle condizioni selvaggiamente scomode per le persone, ci sono avvisi di calore emessi da organizzazioni come il National Weather Service per mantenere le persone al sicuro.
Ma non sono solo gli uomini e gli altri animali ad essere a rischio per il calore. Man mano che molte località si asciugano, il rischio di incendi aumenta enormemente. I divieti di bruciare sono stati messi in atto in dozzine di contee. Anche gli spazi chiusi sono un pericolo; possono diventare estremamente caldi molto rapidamente, come all’interno di un’auto chiusa. Mentre esistono molti avvertimenti su questi pericoli, un nuovo, preoccupante avvertimento è emerso: afferma che un serbatoio di benzina pieno può esplodere spontaneamente in una giornata calda. Gli avvertimenti stanno diventando virali in molte parti del mondo, ma è una preoccupazione legittima? Guardiamo alla scienza per scoprirlo.
esplodere in una giornata calda circolano su internet dal 2011, e sono false. Sconosciuto; falsamente attribuito al Pakistan State Oil (PSO)
Prima di tutto, c’è assolutamente un elemento fisico di verità qui. Se si prende un qualsiasi contenitore chiuso di un volume fisso, e vi si pompa abbastanza gas sotto abbastanza pressione, alla fine esploderà. Questo è lo stesso principio che sta alla base dello scoppio di un palloncino troppo gonfio: quando la pressione interna che spinge verso l’esterno è troppo grande perché le pareti del contenitore possano resistere, si verificherà una rottura e il gas ad alta pressione intrappolato all’interno esploderà.
Per un esempio spettacolare di questo, basta mettere del ghiaccio secco in una bottiglia di soda vuota, avvitare bene il tappo e stare indietro. Mentre il ghiaccio secco sublima, la bottiglia si riempie (e poi si riempie troppo) di gas CO2. Quando viene raggiunta una pressione critica, la bottiglia di soda cederà, e la bomba a pressione improvvisata esploderà.
Con la benzina in un serbatoio pieno di carburante per automobili, il pericolo è molto più palpabile. Invece di semplici schegge, ci sono circa quindici galloni di materiale altamente infiammabile ed esplosivo in un solo contenitore. Se la pressione e la temperatura aumentassero a tal punto da incendiarsi, si potrebbe rilasciare tutta quell’energia immagazzinata in una volta sola. Un gallone di benzina, sorprendentemente per molti, contiene un enorme 33,4 chilowattora di energia al suo interno
Questo significa che se si dovesse far esplodere e bruciare tutta quell’energia in un solo momento, 15 galloni di gas creerebbero un’esplosione equivalente a 860 libbre (390 kg) di TNT. È un sacco di energia esplosiva immagazzinata in un tipico serbatoio di gas pieno!
mostra cosa può accadere quando un serbatoio di carburante in un veicolo si incendia. Può essere rilasciata abbastanza energia da scagliare in aria un’automobile a pieno carico… e anche di più. Dave Keeshan / flickr
Ma per ottenere un’esplosione di qualsiasi tipo, è necessario che si verifichi una delle due cose:
- Si potrebbe accumulare abbastanza pressione per creare una bomba a pressione, simile al ghiaccio secco che sublima in una bottiglia di soda. Questo potrebbe far saltare un buco nel serbatoio della benzina e causare il rilascio dei fumi.
- Si potrebbe riscaldare la benzina fino ad una temperatura abbastanza alta che potrebbe accendersi spontaneamente: senza nemmeno una scintilla.
Entrambe le cose potrebbero portare alla catastrofe. Fortunatamente, nessuna delle due può verificarsi anche alle temperature più calde mai raggiunte sulla Terra.
ma questo richiede sempre una sorta di evento di accensione. Qui, un’esercitazione antiterrorismo allo Stadio Olimpico nel dicembre del 2017 aiuta a preparare la nazione ospitante per potenziali attività terroristiche. (Chung Sung-Jun/Getty Images)
È molto importante prevenire l’accumulo di pressione indesiderata; come ogni fan dei Simpson ricorderà, lo sfiato impedisce l’esplosione. Fino agli anni ’60, le automobili erano progettate con tappi del gas con sfiato. Questa era la soluzione più semplice possibile per prevenire l’accumulo di pressione: il tappo del serbatoio aveva un foro. Senza un sistema chiuso, l’accumulo di pressione era impossibile, poiché l’aria poteva uscire o entrare per stabilizzare la pressione.
Tuttavia, poiché questo permetteva anche al carburante di fuoriuscire o schizzare in giro, iniziarono ad essere eliminati in favore dei sistemi di controllo delle emissioni evaporative (EVAP). Invece di equilibrare con l’aria esterna, ci sarebbe una linea di gas ad un meccanismo di tenuta che manterrebbe la pressione stabile. Terrebbe il carburante quando le pressioni sono alte, e lo restituirebbe al serbatoio principale quando le pressioni tornano normali.
I veicoli Ford per molti anni includono un meccanismo chiuso per stabilizzare la pressione. Robert Bosch, LLC
L’EPA ha istituito una regola nel 1971 che tutti i veicoli con un motore a combustione interna devono avere un sistema EVAP. Anche se si dovesse installare un tappo del gas non ventilato su un’auto senza un sistema EVAP, o se il sistema EVAP dovesse funzionare male, non c’è ancora il potenziale per le pressioni di costruire a quantità abbastanza grandi da causare una rottura. L’atto di aprire semplicemente il tappo della benzina periodicamente per fare rifornimento assicura questo. Alle condizioni raggiunte qui sulla Terra, un serbatoio di gas sarà impenetrabile ad una tale esplosione.
Che dire, allora, dell’altra opzione? La possibilità che il combustibile all’interno del serbatoio possa incendiarsi spontaneamente?
Succede normalmente perché c’è qualche agente esterno che guida il riscaldamento di una sostanza con una bassa temperatura di autoaccensione. I cumuli di compost e di fieno sono a rischio a causa dell’attività batterica, e come tali devono essere gestiti. Ramiro Barreiro / Wikimedia Commons
Questa è una preoccupazione legittima, poiché le temperature in spazi chiusi aumentano enormemente. Ma bisogna fare attenzione a distinguere tra due temperature importanti:
- punto di infiammabilità, che è la temperatura più bassa a cui i vapori si accendono data una fonte di accensione (come una scintilla), e la
- temperatura di autoaccensione, che è la temperatura a cui i vapori si accendono spontaneamente senza una fonte di accensione.
Per il carburante nella vostra automobile, volete un basso punto di infiammabilità (in modo che l’auto si avvii anche quando è fredda), ma un’alta temperatura di autoaccensione, in modo da non ottenere l’accensione spontanea in qualsiasi condizione. Non si potrebbe chiedere un carburante migliore, per questi scopi, della benzina convenzionale.
diventa un gas a pressioni più basse ma anche a temperature più alte. Se la pressione sale troppo, la benzina tornerà ad essere liquida, lavorando per prevenire l’accumulo di pressione. Joe Hall / quora
Il suo punto di infiammabilità è notevolmente basso: -45 °F (-43 °C), il che significa che anche in condizioni invernali molto fredde, il tuo veicolo dovrebbe comunque partire. Ma la temperatura di autoaccensione è estremamente alta: 536 °F (280 °C): più alta sia del motore diesel che del jet fuel. La temperatura massima raggiunta all’interno di un motore in funzione in una giornata estremamente calda è di circa 270 °F (130 °C), che è centinaia di gradi troppo bassa per causare l’autoaccensione.
L’unico pericolo che si ha da un serbatoio pieno in una giornata calda è lo stesso pericolo che si ha ogni giorno: se c’è un tubo del gas che perde e una scintilla, il potenziale di disastro è catastroficamente grande.
di ‘Der Bozen Krimi’ a Terlano/Bolzano, Italia. Esplosioni come questa non sono spontanee, né sono dovute all’accumulo di pressione o temperatura. Devono essere innescate da una scintilla. (Gisela Schober/Getty Images)
Se la benzina fosse davvero un pericolo di esplosione per l’accumulo di pressioni estremamente elevate, lasciarla mezza piena non sarebbe una grande contromisura. Proprio come un singolo cubetto di ghiaccio secco delle dimensioni di una nocca può creare una bomba a pressione da una bottiglia di soda, un liquido volatile che potrebbe trasformarsi in gas potrebbe causare un effetto simile. Fortunatamente, la benzina raggiunge l’equilibrio a pressioni molto basse rispetto alla stabilità di un serbatoio di gas, e sia i tappi ventilati che i sistemi EVAP sono più che sufficienti a mantenere una pressione bassa e costante. Il pericolo di accensione spontanea è nullo alle temperature raggiunte sulla Terra; se fossimo su Venere o Mercurio, la storia sarebbe diversa. Ci sono molti pericoli in una giornata calda di cui dovremmo preoccuparci e contro cui dovremmo prendere precauzioni. Quando si tratta di carburante, un serbatoio pieno non costituisce un pericolo, ma rimanere senza benzina nel caldo può essere mortale. Fai il pieno con fiducia, porta dell’acqua e sii sicuro là fuori.
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