Cos’è l’implosione e come avviene: la differenza con l’esplosione

Di solito siamo sempre abituati a sentir parlare di esplosioni, come ad esempio quella disastrosa di Beirut del 2020 o quelle durante la seconda guerra mondiale. L'implosione, invece, è un'evento molto più raro. È il caso del batiscafo Titan che a causa delle forti pressioni è letteralmente imploso. Ma cos'è e come avviene un'implosione? Qual è la differenza con le esplosioni? Scopriamolo insieme in questo articolo

Esplosione vs Implosione

Partiamo dalle parole stesse: "esplosione" inizia con il prefisso es-, che indica qualcosa che avviene verso l'esterno, mentre il prefisso im- di "implosione" verso  l'interno.

Infatti l'esplosione è un fenomeno che prevede l'espansione velocissima di gas. Questa espansione avviene grazie ad una differenza di pressione. Immaginiamoci di avere un contenitore chiuso nel quale avviene una reazione chimica che sviluppa dei gas: questi avranno una pressione molto maggiore rispetto alla pressione atmosferica (quella dell'aria che circonda il contenitore). Di conseguenza il gas eserciterà una forza enorme sulla superficie interna del contenitore, il quale potrebbe non reggere e dunque dare vita a un'esplosione.

Nell'implosione, invece, la differenza di pressione è esattamente al contrario. All'interno del contenitore (tecnicamente chiamato corpo cavo), per diversi motivi, potrebbe esserci una pressione minore rispetto a quella esterna (se siamo in aria, rispetto a quella atmosferica). Questo farà si che l'aria eserciterà una forza sulla superficie esterna del contenitore, causando un collasso: l'implosione.

Quindi abbiamo capito che la principale differenza sta nella pressione interna al contenitore: se è maggiore rispetto a quella esterna, potrebbe verificarsi una esplosione, se è minore potremmo assistere ad un'implosione.

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Quando avviene un'implosione

Dopo aver visto la spiegazione fisica che si cela dietro una implosione, vediamo in quali casi potrebbe verificarsi questo raro evento.

Potremmo assistere a questo evento sia sulla terra ferma, quindi attorniati dall'aria, che nel profondo degli abissi, quindi immersi nell'acqua.

Nel primo caso, l'implosione avverrebbe se all'interno del contenitore è presente una pressione minore rispetto a quella atmosferica. Questo può verificarsi ad esempio se la temperatura interna è molto più alta rispetto all'esterno. Nel video in cui spieghiamo l'implosione del Titan mostriamo anche un esperimento con una lattina in cui è facile capire come avviene l'implosione.

Nel secondo caso, invece, l'implosione avverrebbe a causa dell'enorme pressione esterna dovuta all'acqua. Più in profondità si scende e più la pressione aumenta (ed è per questo che sentiamo i timpani schiacciarsi quando ci immergiamo in profondità). Nello specifico, pressione aumenta di circa 1 atmosfera ogni 10 metri.

Se quindi un batiscafo, come il Titan, si trovava a 3500 metri di profondità, la pressione esterna era di 350 atmosfere. All'interno quindi la pressione era estremamente più bassa. Questa differenza di pressione ha causato una terribile implosione.

La spiegazione dell'implosione con un esperimento

Nel video in cui vi raccontiamo cos'è l'implosione, abbiamo anche effettuato un esperimento per capire come avviene un'implosione.

Abbiamo riempito una lattina vuota di vapore acqueo, ottenuto semplicemente scaldando dell’acqua con un bollitore. Dopodiché abbiamo inserito la lattina con il vapore caldo (a circa 100°C) all’interno di una bacinella di acqua fredda.

La lattina si è completamente accartocciata, è letteralmente implosa. Questo è dovuto alla differenza di pressione.

Cos’è successo? In pratica il vapore interno alla lattina, a contatto con l’acqua fredda, condensa rapidamente. Il volume all’interno diminuisce e di conseguenza diminuisce anche la pressione interna. All’esterno invece, la pressione atmosferica è molto più alta. L’aria esterna quindi ha esercitato una forza tale da causare l’implosione.

Come è imploso il Titan

Il Titan, secondo quanto riportato sul sito di OceanGate, era costituito da fibra di carbonio e titanio. È difficile fare una previsione accurata di come potrebbe essere imploso. Ad ogni modo, durante il collasso della struttura verso l'interno, potrebbe essersi frantumato parte del batiscafo rilasciando diversi frammenti. Vi lasciamo qui un articolo di approfondimento sulle possibili cause tecnico-ingegneristiche della sua implosione.