Gel bollente

Scommetto un caffè che se i miei tre lettori cercheranno nella propria tasca troveranno un flaconcino di gel igienizzante.

Ho vinto?

Bene, sono in credito di un caffè.

Sull’effetto sostanzialmente benefico dell’igienizzazione delle mani in questa strana fase che sta attraversando l’umanità, non v’è nessun dubbio.

… “quasi” nessun dubbio…

• qualcuno potrebbe dirci che l’igienizzazione compulsiva avrà ripercussioni sull’equilibrio della flora del derma;
• qualcun altro potrebbe affermare che l’indicazione di pericolo H319 dell’etanolo puro (“Provoca grave irritazione oculare”) non è messa lì a caso (sottolineo il “grave”). E il fatto che si utilizzino, nei gel igienizzanti, concentrazioni minori del 99,5% non scongiura il concetto di gravità, soprattutto in soggetti predisposti.

Insomma il problema collegato alla messa a disposizione di enormi quantità di alcool etilico al 60-70% all’intera popolazione per utilizzi non professionali causerà qualche ricaduta.

Perché la sostanza è dotata di una sua pericolosità intrinseca

E perché a volte le persone si comportano nei modi più strani

Vorrei oggi concentrarmi, tuttavia, su un fatterello che diventerà progressivamente importante con l’avanzare della stagione estiva. Mi riferisco, in particolare, all’uso di gel igienizzanti a temperatura elevata.

Immaginiamo di aver appena fatto la spesa, di aver parcheggiato l’auto al sole e di esserci scordati nell’abitacolo un po’ di gel igienizzante. Poiché voglio essere un po’ cattivo, immagino pure che l’auto sia di colore scuro e che la temperatura interna sia arrivata ad un massimo di 60°C[1].

Un corpo nero termodinamico.

Che succede alla boccettina di gel disinfettante esposta al sole?

La prima cosa che può accadere è che la miscela aumenti la propria propensione a vaporizzare. In altri termini incrementa la “tensione di vapore”, quella forza motrice che spinge ogni sostanza liquida ad evaporare.

La pressione di vapore che sviluppa l’etanolo esposto al sole la calcoliamo con l’equazione di Antoine.

Si ha:

Da questo parametro, facendo qualche contorsione matematica da prima superiore, si ottiene la tensione di vapore dell’etanolo puro a 60°C:

P(60°C) =(~) 48.160 Pa

Tenendo poi in conto che nei gel igienizzanti la percentuale di etanolo è di circa il 70% (vol/vol) e applicando in modo “ineducato”, “impreciso” e “chimicamente censurabile” la legge di Raoult, si calcola che la tensione di vapore presente nella boccetta igienizzante, lasciata sola-soletta al sole, sarà pari a circa 34.000 Pa.

Questo numero, messo lì così, probabilmente ci dice poco.

34.000 Pa, tuttavia, significa una “pressione” di evaporazione di 10.000 Pa maggiore rispetto a quella dell’acetone a temperatura ambiente e molto simile a quella del Ciclopentano o del Cloruro di acetile. Detto in altro modo, la tendenza ad evaporare dell’etanolo a 60°C è di 8 volte superiore al suo valore a temperatura ambiente (circa 6.000 Pa) e molto superiore al liquido infiammabile di riferimento che è l’acetone.

L’etanolo caldo evapora otto volte più velocemente formando, potenzialmente, piccole nubi infiammabili, soprattutto se utilizzato in ambienti chiusi, privi di ventilazione, surriscaldati e pieni zeppi di materiali combustibili (forse un abitacolo di automobile?)

Vi ho convinto?

No?

Ci riprovo con un altro argomento.

L’etanolo possiede una certa tendenza all’innesco. Tecnicamente la minima energia della scarica elettrostatica sufficiente ad accendere una miscela infiammabile è definita minima energia di accensione (MIE) ed è uguale, per l’alcol etilico, a circa 0,23 mJ a temperatura ambiente (Fonte NFPA 77:2019).

L’energia è estremamente bassa equivalendo, meccanicamente, ad uno spillo che cade da un’altezza di circa 40 cm.

Spillo + 40 cm = (~) 0,2 mJ

Il piccolo plasma generato da una scarica elettrostatica necessario ad innescare i vapori di etanolo deve avere, cioè, un’energia non inferiore quella indicata[2]. Per avere un ulteriore termine di paragone, la scossa elettrostatica che avvertiamo in occasione di una giornata secca chiudendo lo sportello dell’automobile può arrivare a 15 mJ, circa 65 volte la MIE dell’etanolo a temperatura ambiente.

Tale MIE diventa, tuttavia, ancor più piccina all’aumentare della temperatura. A circa 60°C sarà infatti pari a circa 0,15 mJ, inferiore alla MIE dell’acetone, dell’acetaldeide, del dimetiletere (valori, questi ultimi, rilevati a temperatura ambiente).

Ci siamo?

Il liquido presente nel flaconcino di gel igienizzante, se utilizzato ad alta temperatura (50-60°C), è più pericoloso di uno dei più problematici liquidi infiammabili ad uso industriale in circolazione: l’acetone.

Quindi, consiglierei:

• evitiamo di lasciare in auto flaconcini di gel igienizzante;
• evitiamo di igienizzarci la mani con un gel igienizzante caldo;
• evitiamo di farlo in luogo di volume limitato e privo di ventilazione come l’abitacolo caldo dell’auto;
• evitiamo di toccare qualsiasi superficie prima di avere le mani asciutte.

Certo, rimane sempre l’opzione di igienizzarsi le mani con le fiamme di alcol etilico innescate da una scarica elettrostatica. Fiamma peraltro molto chic essendo COMPLETAMENTE trasparente.

Vogliamo mettere l’effetto…

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[1] 60°C all’interno dell’abitacolo appaiono un parametro credibile per una valutazione worst case scenario.

[2] Lo so. Esiste il secondo principio della termodinamica, l’exergia e molto altro.