Che cos'è l'energia di accensione minima?
L'energia minima di accensione (MIE) è una misura della quantità più bassa di energia trasportata da una scintilla elettrica che accenderà un combustibile disperso o un composto altrimenti infiammabile nell'aria. Le condizioni devono essere ideali affinché avvenga l'esplosione con valori MIE, ma in caso contrario potrebbero essere necessari valori di accensione leggermente più alti per accendere la miscela. La scintilla che provoca un'esplosione in questi casi può provenire da una scarica elettrostatica (ESD) in cui esiste una differenza latente nel potenziale elettrico tra due oggetti nelle immediate vicinanze, oppure può essere causata da un circuito elettrico sotto tensione che presenta un arco o un cortocircuito evento di scarica del circuito. Comprendere i processi chimici di combustione che portano a eventi minimi di energia di accensione è importante nel campo della lotta antincendio e nelle industrie che implicano lo stoccaggio e l'uso di composti volatili, come ad esempio il funzionamento degli aeromobili.
Combustibili volatili e solventi e altri prodotti chimici noti per avere valori minimi di energia di accensione molto bassi includono acetilene e idrogeno a 0,017 millijoule, etilene a 0,08 millijoule e metano a 0,3 millijoule. Questi prodotti chimici devono essere maneggiati con estrema cura in spazi ristretti a causa del fatto che tutti hanno anche bassi punti di evaporazione alla normale pressione e temperatura atmosferica. Uno degli incidenti aerei commerciali più costosi e mortali degli Stati Uniti, il volo della TWA 800 12 minuti dopo il decollo da New York City, New York, nel luglio 1996, è stato attribuito a una possibile esplosione di energia minima di accensione nel serbatoio del carburante dell'ala centrale . Circa 50 galloni (189 litri) di carburante per aviazione, noto come Jet A che all'epoca era immagazzinato nel serbatoio, fu inavvertitamente riscaldato da unità di condizionamento d'aria direttamente sotto l'area del serbatoio, che vaporizzò parte del carburante. Mentre l'aereo saliva in quota, la ridotta pressione dell'aria aumentava l'evaporazione al punto che la sovrapressione e una possibile condizione di scintilla sconosciuta creavano un'esplosione che spezzò il serbatoio del carburante stesso e distrusse l'aereo.
Numerosi altri tipi di composti che vengono dispersi nell'aria come particolato fine, dai metalli in polvere alla farina di grano e ai combustibili solidi come carbone e zolfo, tendono anche ad avere bassi valori minimi di energia di accensione. Il MIE per l'alluminio è di 15 millijoule e il magnesio è di 40 millijoule. Le gamme di carbone da un valore di 30 a 60 millijoule e la farina a base di grano si accenderà a 240 millijoule. Un'esplosione di polvere può anche verificarsi con una miscela casuale di residui di pavimento spazzati nell'aria se è ben disperso in un ambiente riscaldato, con il potenziale di incendiarsi a una gamma da 0,2 millijoule a 10 joule se l'umidità è inferiore all'80% e la temperatura ambiente va da 59 ° a 77 ° Fahrenheit (da 15 ° a 25 ° Celsius).
Altri composti noti per avere valori di energia di accensione minima bassi ben al di sotto di quello di 1 millijoule comprendono carburanti di tipo propano, polvere di ferro e bisolfuro di carbonio. Questi valori bassi sono significativi se confrontati con il livello di energia generato da comuni fonti di scintille. Una scintilla elettrica statica in genere scarica circa 22 millijoule di energia e una candela in un'automobile scarica circa 25 millijoule di energia ad ogni ciclo di combustione.