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ⓘ Esplosione di polveri




                                     

ⓘ Esplosione di polveri

Un esplosione di polveri è un evento dannoso causato da una violenta reazione di combustione di una polvere combustibile, che avviene in presenza di particolari condizioni.

                                     

1.1. Fattori scatenanti Pentagono dellesplosione

In analogia al triangolo del fuoco, che rappresenta le condizioni di infiammabilità e conseguentemente di esplosività per i combustibili liquidi e gassosi, nel caso delle polveri ci si riferisce al cosiddetto pentagono dellesplosione ", che è applicabile anche nel caso di esplosioni di gas, vapori o nebbie.

Le cinque condizioni rappresentate nel pentagono delle esplosioni e necessarie per creare le condizioni di esplosività alle polveri sono:

  • ambiente confinato ad esempio un recipiente;
  • presenza di comburente nellambiente generalmente ossigeno;
  • presenza di una fonte di innesco ad esempio apporto di calore sufficiente allattivazione della combustione;
  • presenza di polvere combustibile;
  • miscelazione dei reagenti.

Rispetto al triangolo del fuoco, nel caso dellesplosione di polveri intervengono due fattori aggiuntivi, che sono la presenza di confinamento del fenomeno e la miscelazione di combustibile e comburente.

Entrando più nel dettaglio, lesplosività di una polvere è funzione di molti fattori:

  • inerti: gas o solidi carbonati, cloruri di metalli alcalini o alcalino-terrosi in sospensione non reagenti, sottraggono calore alla reazione nella misura del loro calore specifico; risulta una pressione massima di esplosione minore, e si necessita di unenergia di innesco maggiore; leffetto inertizzante è tanto maggiore quanto più alto è il calore specifico del gas inerte; per le polveri metalliche, che ad alte temperature possono reagire con azoto e anidride carbonica, i gas inerti più efficaci sono argon ed elio;
  • pressione: un ambiente precompresso creerà unesplosione più violenta, in quanto la pressione massima di esplosione si andrà ad aggiungere alla pressione che aveva lambiente di reazione prima dellesplosione;
  • umidità: diminuisce la tendenza esplosiva, sia per la coesione delle particelle sia a causa della presenza dellacqua che sottrae calore durante la sua vaporizzazione;
  • turbolenza: facilita il mescolamento dei reagenti, sviluppando una combustione più veloce ed un fronte di fiamma più frastagliato;
  • temperatura: allaumentare della temperatura diminuisce lumidità, aumentando quindi la velocità di reazione;
  • granulometria: la riduzione della dimensione delle particelle aumenta la superficie di contatto combustibile comburente, provocando pressioni più elevate, e richiedendo energie di innesco minori;
  • natura del combustibile: la composizione chimica e il potere calorifico della polvere; in particolare le polveri metalliche producono le esplosioni più violente;
  • concentrazione del comburente: concentrazioni di ossigeno superiori al 21% aumentano la velocità dellesplosione; invece al disotto del 10% la combustione non si sostiene;
  • presenza di gas infiammabili: quando al sistema combustibile-comburente sono aggiunti dei gas o vapori infiammabili, si parla di "miscele ibride"; è il caso dellessiccamento di un prodotto di sintesi esplodibile da un solvente infiammabile; la presenza di tale componente abbassa il limite inferiore di infiammabilità della miscela anche quando le concentrazioni dei singoli componenti si trovano al di sotto dei singoli limiti di infiammabilità; in tali miscele è accentuata la violenza dellesplosione; oltre al limite di infiammabilità subiscono un abbassamento anche la temperatura di accensione e lenergia minima di innesco.
                                     

1.2. Fattori scatenanti Polveri combustibili

I materiali combustibili da cui si possono avere origine polveri esplodibili sono:

  • sostanze organiche sintetiche ad esempio pesticidi, materie plastiche;
  • materiali metallici ossidabili.
  • sostanze organiche naturali ;
                                     

1.3. Fattori scatenanti Influenza della dispersione delle polveri

Lesplosione di una polvere miscelata intimamente con il comburente come è solito essere in una nube in sospensione, può esistere se la concentrazione della sospensione rientra entro certi limiti. Se la densità è troppo elevata il calore è assorbito totalmente dalle particelle senza che lambiente ne tragga profitto, al contrario se la particelle sono troppo lontane, laccensione locale non sviluppa un calore sufficiente a coprire la distanza.

Determinare i limiti di infiammabilità o esplosività delle polveri presenta dei problemi in quanto, mentre il gas è costituito da particelle di dimensioni molecolari, allinterno di un campione di polvere ci possono essere porzioni a granulometria differente che a causa dellazione della forza di gravità possono formare zone a concentrazione differente in una stessa nube. Ciò rende difficoltosa la determinazione dei limiti di infiammabilità, soprattutto della concentrazione massima esplodibile.

Lintervallo di infiammabilità di una polvere le concentrazioni si esprimono in genere in g/L o mg/cm 3 è molto più esteso rispetto a quello di un gas e approssimativamente è compreso fra 10 mg/L e 6 g/L.



                                     

2. Effetti dellesplosione

Lesplosione è una rapida combustione in uno spazio confinato, in cui la reazione chimica non ha il tempo di liberare tutta lenergia prodotta sotto forma di calore, per cui una parte consistente di energia si libera sotto forma di energia di pressione, che genera a sua volta lo spostamento dellaria circostante a velocità elevatissime, con conseguenti rischi per le cose le persone presenti nelle vicinanze.

La violenza di unesplosione in genere si misura attraverso i seguenti parametri:

  • pressione massima sviluppata;
  • velocità di incremento della pressione.
                                     

3. Eventi disastrosi

Di seguito è riportata una lista di alcuni esplosioni di polveri che hanno portato a conseguenze più o meno disastrose:

  • 31 gennaio 2011 - esplosione di polveri a presso Nashville Tennessee in un impianto di produzione di polveri metalliche; morto un lavoratore; nello stesso anno il 29 marzo e il 27 maggio seguirono altri due eventi di esplosione di polveri nello stesso impianto, portando in totale alla morte di 5 lavoratori.
  • 2 maggio 1878 - esplosione di farina in un mulino presso Minneapolis Minnesota; morti 18 lavoratori;
  • marzo 1982 - esplosione di un silos contenente orzo e malto a Metz Francia;
  • 1965 - esplosione di polveri in una fabbrica di materie plastiche a Masterton; 4 morti;
  • 16 luglio 2007 - esplosione di farina al Molino Cordero di Fossano CN; 5 morti;
  • 7 febbraio 2008 - esplosione di zucchero nella raffineria di zucchero di Port Wentworth, Georgia, di proprietà della Imperial Sugar; 14 morti e 38 feriti.
  • 1º febbraio 1999 - esplosione di polveri di carbone a Dearborn Michigan in un impianto della Ford Motor Company; 6 morti e 36 feriti;
  • 11 dicembre 1995 - esplosione di polveri di nylon in un impianto tessile a Methuen Massachusetts; feriti 37 lavoratori;
  • 17 marzo 2008 - esplosione di un impianto di stoccaggio e macinazione del grano a Lumut Perak; 4 morti e 2 feriti;
  • 7 novembre 1887 - esplosione di farina ad Hameln Bassa Sassonia; circa 30 morti;
  • 1982 - esplosione di zucchero a Boiry-Sainte-Rictrude Francia;
  • novembre 2010 - esplosione di polveri di alluminio in un impianto per la fabbricazione di cerchioni di motocicli; 8 feriti;
  • 14 dicembre 1785 - esplosione di farina in un deposito a Torino; è stata la prima esplosione di polveri accertata;
                                     
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