Benvenuti a bordo, viaggiatori: io sono Grizzly.
Nello scorso episodio di Diario di Viaggio on the road abbiamo parlato del fuoco e del «triangolo del fuoco», oggi continuiamo a parlare dell'argomento “fuoco” analizzando le esplosioni, per cui cominciamo il vlog (non c'è bisogno di tapparsi le orecchie): sigla!
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Il triangolo del fuoco è completo, dunque la combustione è in atto. Non sapete cos'è il triangolo del fuoco? Vi lascio un video linkato sul doobly-doo e sulla scheda: andate, che così vedete di che cosa si tratta (lo potete recuperare), poi tornate che continuiamo.
Dicevo: il triangolo del fuoco è completo, quindi abbiamo una combustione in corso.
La combustione, se noi non interveniamo su uno dei tre lati del triangolo, continuerà sino a consumare tutto il comburente disponibile, oppure sino a consumare tutto il combustibile disponibile: se facciamo un focherello di legna dentro il camino e abbiamo molta aria (l'ambiente è ventilato), quindi non ‘brucerà’ tutto l'ossigeno, brucerà tutto il legno che c'è nel camino sino a quando si sarà trasformato tutto quanto in cenere.
Ora facciamoci una domanda: la combustione «consuma» il combustibile, quindi la combustione (la reazione) si PROPAGA all'interno del combustibile. Quello che dobbiamo considerare, quindi è la VELOCITÀ a cui la reazione di combustione si propaga all'interno del combustibile disponibile.
Questo - naturalmente - dipende da moltissimi fattori:
- prima di tutto dalla TIPOLOGIA di combustibile che abbiamo a disposizione: avremo dei combustibili che possono bruciare molto velocemente e avremo dei combustibili che possono bruciare un pochino più lentamente;
- dipenderà - naturalmente - dalla TEMPERATURA che abbiamo in tutto il sistema;
- dipenderà dalla QUALITÀ della miscela combustibile+comburente;
- dipenderà dalla QUANTITÀ che abbiamo sia di combustibile che di comburente;
Beh, dobbiamo sapere quanto è il comburente disponibile, dobbiamo sapere la percentuale di entrambi, dobbiamo sapere la temperatura del sistema, etc.
Bene: la combustione può essere MOLTO LENTA: può propagarsi all'interno del combustibile nell'ordine di alcuni centimetri ogni secondo che passa (o anche meno!); però può essere anche MOLTO VELOCE e propagarsi velocemente in moltissimi metri per ogni secondo che passa.
Può essere QUASI ISTANTANEA e propagarsi - veramente - a distanze chilometriche nel giro di pochi istanti, per cui se abbiamo a disposizione tantissimo combustibile, la combustione può - letteralmente - essere istantanea.
Quando la combustione è estremamente veloce, questo implica che sarà ESTREMAMENTE VIOLENTA: più è veloce e più sarà violenta.
E come facciamo a capire la velocità e la violenza di una combustione?
Allora: poniamo un limite. Questo limite lo definiamo come “la velocità del suono” (circa 340m/s).
Se la combustione si propaga nel combustibile a velocità INFERIORI a quella del suono (per quanto possano essere prossime a quella del suono) noi - innanzi tutto - già abbiamo un'esplosione, perché è una combustione molto violenta.
Perché ok: anche se la combustione si muove - tecnicamente - a 1cm/s, è INFERIORE alla velocità del suono ma, innanzi tutto, si considera violenta se già comincia a essere una combustione più veloce di 1mt/s nella sua propagazione, altrimenti sì: virtualmente è *SEMPRE* un'esplosione, anche una combustione che si propaga a 1cm/s, ma è una combustione molto molto lenta, è un'esplosione molto molto fittizia.
Diciamo che abbiamo una propagazione della fiamma che è AL DI SOTTO della velocità del suono, ossia che abbiamo una «combustione subsonica» (che non significa “dare fuoco all'omonimo gruppo musicale”! Significa avere una combustione che si propaga nel combustibile a una velocità inferiore a quella del suono).
Questa tipologia di combustione, quando è una reazione violenta (è un'esplosione) si definisce «deflagrazione».
È una vera e propria fiammata, c'è una propagazione molto veloce della combustione, quindi molto velocemente il combustibile si trasforma nei prodotti derivanti dalla combustione (in cenere, in gas e via discorrendo).
Questa reazione può essere molto violenta e - naturalmente - può essere molto pericolosa perché significa che la veloce propagazione della fiamma all'interno del combustibile implica che in una situazione d'incendio è difficilissimo andare a controllare questa situazione, perché nel giro di pochissimi istanti è una combustione che prende tutto quanto l'ambiente.
Quando invece la combustione si propaga ad una velocità SUPERIORE a quella del suono, abbiamo un problema: praticamente istantaneamente dobbiamo avere tutto il combustibile che in una frazione di secondo si trasforma nei prodotti della combustione.
Data l'onda di pressione che si genera all'inizio (solo perché tutto il combustibile si trasforma in gas ed elevata temperatura), ma dato che siamo oltre la velocità del suono, si genererà - di conseguenza - un'onda di pressione che può avere una potenza sino a *venti* *volte* superiore l'onda che si è generata solo per l'emissione immediata (praticamente immediata) di gas caldi della combustione.
Questa situazione - naturalmente - ha una violenza molto più elevata: può arrivare a fare dei danni non solo per via della propagazione del fuoco molto veloce, ma anche proprio per via dell'onda ad elevata pressione.
Questa tipologia di esplosione si chiama «detonazione».
La deflagrazione, che è una vera e propria fiammata molto veloce, è la tipologia di esplosione più presente in natura e nei fenomeni naturali: per esempio molte delle esplosioni vulcaniche sono soprattutto deflagrazioni.
L'esplosione a causa di una fuga di gas è una deflagrazione; le detonazioni sono esplosioni molto veloci di combustibili molto specifici: questa tipologia di esplosioni molto veloce e molto distruttiva è l'esplosione tipica dei «prodotti esplosivi»: la dinamite detona (non deflagra).
Prima di andare avanti, per completezza, vorrei parlarvi anche dello scoppio.
Cos'è lo scoppio? Naturalmente lo scoppio non è “il rumore emesso dall'esplosione” (quello - al massimo - è il botto): si definisce «scoppio» la rottura di un contenitore contenente [qualsiasi cosa in] pressione.
Qualsiasi rottura [violenta] di qualsiasi contenitore che contiene pressione rappresenta uno scoppio, quindi il palloncino che venga gonfiato fino alla rottura del limite elastico è uno scoppio.
Lo scoppio rappresenta un pericolo immediato per le persone circostanti, perché a seguito dello scoppio, a seguito della rottura del contenitore, innanzi tutto liberare violentemente la pressione che c'è all'interno del contenitore da una parte libererà - appunto - un'onda di pressione, dall'altra a seguito dello scoppio si possono proiettare delle schegge: se il contenitore è un contenitore metallico può proiettare schegge metalliche dovunque, quindi sicuramente è un grosso pericolo… ma non è una vera e propria "esplosione", perché se un contenitore contiene un gas infiammabile in pressione e si rompe, perché è finito sul fuoco e sta - letteralmente - bollendo fino a far salire la temperatura come una pentola a pressione, a un certo punto non c'è nessuna valvola di sfiato, quindi il contenitore si rompe: abbiamo lo scoppio (perché si rompe il contenitore), il gas che era contenuto al suo interno, se infiammabile, viene a contatto con la fiamma e a questo punto genererà un'esplosione anche lui (una deflagrazione, perché i gas infiammabili liberi in atmosfera generano una deflagrazione), ed ecco che avremo il fenomeno di scoppio e deflagrazione.
Ma non è che allora uno dice “Beh, se il contenitore non contiene gas infiammabile, non è un pericolo”
Altroché se è un pericolo! Allora non è che io posso prendere un contenitore che contiene un gas inerte e lo metto sul fuoco: se scoppia il contenitore che contiene il gas inerte ok, non ci sarà un'esplosione, ma lo scoppio del contenitore - intanto - proietterà schegge di metallo dovunque.
Per quanto concerne il discorso della deflagrazione noi prendiamo il gas di cucina: quando accendiamo il fornello abbiamo la fiammella, controllata, che ci permette di cuocere i nostri cibi.
Ma se abbiamo una fuga di gas e c'è una scintilla, allora abbiamo una violenta deflagrazione: si infiamma tutto il gas molto velocemente.
Per quale motivo in una situazione abbiamo una semplice combustione e nell'altra situazione abbiamo una deflagrazione?
Molte sostanze possono esplodere se sono presenti alcune condizioni: in particolar modo la miscela combustibile+comburente, a seconda delle percentuali di combustibile e di comburente che sono disponibili può:
semplicemente bruciare: se c'è pochissimo combustibile e moltissimo comburente ci sarà la fiamma;
se c'è tantissimo combustibile e pochissimo comburente ci sarà una veloce fiamma che tenderà a spegnersi perché - di nuovo torniamo al triangolo del fuoco - se abbiamo tantissimo combustibile e pochissimo comburente, nel momento in cui c'è la reazione di combustione, il pochissimo comburente ‘brucia’, viene consumato, rimane tantissimo combustibile ma non c'è più comburente: non possiamo più avere la fiamma.
Quindi abbiamo un limite della miscela combustibile+comburente oltre il quale non possiamo più avere la propagazione della fiamma, e un limite molto in basso (tantissimo comburente e pochissimo combustibile) nel quale riusciamo ad avere la fiamma sino a quando si brucia tutto il combustibile.
In mezzo abbiamo un intervallo di percentuale della miscela combustibile+comburente (quindi una certa percentuale di combustibile e una certa percentuale di comburente) che sono perfetti per ottenere una reazione di combustione estremamente violenta, così violenta da essere una vera e propria deflagrazione.
Questo intervallo si trova tra due limiti: i Limiti di Esplosività della sostanza che stiamo analizzando.
Nello specifico la percentuale minima di combustibile in comburente che può avere non più una reazione della semplice combustione, ma una reazione esplosiva, si chiama «Limite Inferiore di Esplosività».
La quantità massima oltre alla quale c'è troppo combustibile e non più sufficiente comburente si chiama «Limite Superiore di Esplosività».
Se abbiamo una miscela combustibile+comburente che si trova tra il Limite Inferiore e quello Superiore di Esplosività, nel caso di un innesco, nel caso di avviamento della procedura di combustione (della reazione di combustione), la reazione di combustione può essere così violenta da rappresentare una deflagrazione, perché la miscela del combustibile e del comburente è perfetta perché la fiamma si propaghi con *estrema* velocità all'interno del combustibile.
Di nuovo: al di sotto non c'è sufficiente combustibile per avere una propagazione molto veloce; al di sopra c'è troppo combustibile e quindi nel momento in cui si ha la combustione, va via tutto il comburente, ci rimane tantissimo combustibile: come abbiamo visto nella Lampada di Davy, se entra il metano nella lampada, sì: c'è un altro combustibile assieme all'olio che fa la fiammella, ma non c'è più comburente, quindi non c'è più fiamma.
Piccola curiosità per concludere: la polvere da sparo è - tipicamente - una sostanza deflagrante, brucia molto velocemente, la combustione si propaga ad alcuni metri al secondo liberando grandi quantità di gas.
Ora, se noi bruciamo la polvere da sparo così com'è, farà una violenta fiammata. Ma se noi sfruttiamo il principio che venga liberata una grande quantità di gas, quindi mettiamo una piccola carica di polvere da sparo all'interno di un contenitore chiuso e compresso, intorno mettiamo un combustibile che possa bruciare lentamente con una fiamma vivida colorata, quello che otteniamo nel momento in cui inneschiamo la polvere da sparo è che la deflagrazione della polvere da sparo, liberando molti gas, provoca uno scoppio del contenitore che contiene la polvere da sparo, lanciando le schegge (palle di combustibile che bruciano lentamente) tutto intorno.
Nel momento in cui c'è questa deflagrazione s'innescano - con la fiamma - le palle di combustibile, lo scoppio lancia le palle di combustibile tutto intorno e quello che abbiamo è l'esplosione di un fuoco artificiale, quello che abbiamo è la deflagrazione di un fuoco artificiale.
Ecco quindi la mia domanda: conoscevate le esplosioni, sapevate la differenza tra deflagrazione e detonazione? Sapevate che lo scoppio, pur essendo considerato un fenomeno esplosivo, non è una vera e propria esplosione perché non è una combustione, ma solo la rottura di un contenitore? O pensavate che i termini fossero intercambiabili? Avete altri dubbi che concernono la combustione o l'esplosione? Parliamone! nei commenti qua sotto, oppure su Twitter con l'hastag #DdVotr
Bene ragazzi: anche per oggi ho concluso, spero di essere riuscito a farvi conoscere un argomento interessante; se ce l'ho fatta, come sempre vi invito a FAR ESPLODERE il pollice-in-alto (scherzi a parte mettete pollice-in-alto ma tenete il pollice: guardate, non me lo sono fatto saltare via!) e condividete questo vlog con i vostri amici, anche su Whatsapp o Telegram.
Vi ricordo - se non l'avete già fatto - di iscrivervi al mio canale YouTube: è gratuito e assumerete subito quel Buon Profumo di Nuovo Iscritto™ che ci piace così tanto, che - vi ricordo - aiuta anche a togliere il cattivo odore che rimane dopo la combustione.
Inoltre, se seguite il mio canale Telegram (lo trovate linkato sul doobly-doo e sulla scheda) riuscirete anche a ricevere una notifica ogni volta che pubblico un nuovo video, e ricevere occasionalmente piccole curiosità e dietro le quinte riguardo ai video che devo realizzare.
Infine se c'è un argomento che vi piacerebbe io trattassi in #DdVotr, potete farmi sapere anche quello in un commento qua sotto.
Io sono Grizzly e ho concluso, per cui come sempre: grazie, ciao a tutti e ci vediamo alla prossima!
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