Propellente: significato

Un propellente è spesso associato all’idea di un razzo ma questi materiali possono essere e sono nella realtà utilizzati in molti settori magari meno spettacolari ma altrettanto utili. Ad esempio nella balistica, nella pirotecnica, in aeronautica e anche nel settore dell’astronautica. Ce ne sono di varie tipologie, il loro valore dipende dalla quantità di energia che sono in grado di fornire nella combustione ma anche dalle loro caratteristiche fisiche e, non meno importante fattore, dal loro costo. Vediamo come è composto un propellente e come viene utilizzato di volta in volta.

Propellente: significato

Di fatto con questo termine si va ad indicare un materiale impiegato per ottenere la propulsione di un oggetto. In campi diversi può riferirsi a sostanze diverse, ad esempio in balistica e pirotecnica, il termine propellente indica due differenti materiali. Nel primo caso una sostanza chimica che serve per la propulsione di proiettili, nel secondo invece ad essere “sparati” sono dei più allegri e innocui fuochi artificiali, ma in entrambi i casi i propellenti usati sono solidi come la polvere nera, la nitrocellulosa, la cordite e la balistite.

In forma di fluido, i propellenti sono presenti nel settore dell’aeronautica e in quello dell’astronautica. In questo caso questi materiali sono di fatto prodotti chimici da immettere nei serbatoi di un veicolo prima che vengano utilizzati e non possono essere gas atmosferici.

Propellente per razzo

Esistono differenti tipologie di razzo e cambiano anche i propellenti usati. Nel caso del razzo a combustibile solido, nel motore va immesso un propellente solido. I primi esemplari di questi razzi erano alimentati da polvere da sparo, li abbiamo visti utilizzati dalla Cina e dagli arabi già nel XIII secolo.

In verità, fino al XX Secolo tutti i razzi usavano propellenti solidi o comunque in polvere, solo più tardi sono arrivati i razzi a propellente liquido e i razzi ibridi, molto più efficienti e controllabili. Oggi non sono spariti quelli che utilizzano propellenti solidi ma il loro impiego è limitato, restano apprezzati perché sono dei dispositivi semplici ed affidabili.

Dai razzi agli aerei: diamo una occhiata a come vengono usati i propellenti con questi mezzi. In questo caso sono liquidi e si distinguono in monopropellenti e bipropellenti, dipende se sono costituiti da uno o due componenti.

Quando ne hanno due, questi materiali sono formati dalla “coppia” combustibile-ossidante e vengono stivati in serbatoi diversi per poi essere messi in contatto quando arrivano nella camera di combustione del mezzo. E’ necessaria quindi la presenza di un sistema di accensione mentre se come propellente scegliamo un materiale “ipergolico” possiamo tranquillamente farne a meno.

Propellente: solido

Abbiamo visto già che i solidi vengono impiegati per i razzi, in generale nel campo dei propellenti troviamo sostanze allo stato sia solido, sia liquido, sia gassoso e anche ibrido. Ad esempio per la propulsione di aerosol si usa spesso gas inerte come il protossido di azoto che troviamo nelle bombolette di panna spray oppure l’anidride carbonica negli estintori a polvere, tanto per far capire che i propellenti non sono solo nei razzi ma anche in oggetti che abbiamo tutti i giorni tra le mani, come la bomboletta di schiuma da barba o di deodorante spray.

Quando parliamo di “ibrido” intendiamo un composto da un solido e un liquido oppure da un liquido e un gas. In generale, al di là dello stato in cui li troviamo, i propellenti risultano sostanze chimiche ad alto potere calorifico, ciò significa più semplicemente che hanno la capacità di riuscire a sviluppare rapidamente grandi quantità di calore nella combustione.

Questo porta alla presenza di gas ad alta pressione che quando vengono espulsi attraverso un ugello provocano una spinta in avanti, come ci ricorda il principio di azione e reazione.

Propellente negli estintori

Uno degli oggetti di uso quotidiano, o per lo meno di presenza quotidiana, anche se non li si usa tanto spesso per fortuna, che contiene propellenti è proprio l’estintore. Nella maggioranza dei casi si tratta di gas che portano all’espulsione dell’agente estinguente. Ad oggi è concesso l’utilizzo dell’aria dalle norme vigenti, anche se contiene un comburente come l’ossigeno, i migliori propellenti sono in generale i gas inerti come l’azoto, l’anidride carbonica, l’argon e gli altri inerti.

Esistono vari generi di estintore e possono di volta in volta variare la tipologia di propellenti necessaria. Nel caso di dispositivi a pressione permanente servono azoto e aria, messi a contatto diretto con l’agente estinguente. Se invece abbiamo come propellente l’anidride carbonica, essa è quasi sempre conservata in bombole chiuse e si hanno degli estintori a bombola, interna o esterna che sia.

L’anidride carbonica al contrario del caso precedentemente citato dell’azoto e dell’aria, viene messa in contatto con l’agente estinguente solo al momento dell’utilizzo. Questi estintori in particolare, ma vale per tutti, non devono essere posizionati con superficialità ma cercando dei luoghi nei quali non sono a rischio di urti.

Oltre alla posizione, va guardata anche l’età dell’estintore, perché esistono delle specifiche norme tecniche che stabiliscono la durata minima di funzionamento degli estintori ma anche una data entro cui non possono più essere ritenuti efficaci e sicuri. Ciò che si consiglia, al di là della data di “scadenza” di questi dispositivi, è di non sforare troppo sulla durata minima prevista perché a tutti gli effetti c’è il rischio che il getto iniziale perda potenza finendo per essere inadeguata nello spegnere il focolaio

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Pubblicato da Marta Abbà il 15 Luglio 2018