La scienza della pentola a pressione: come funziona e quali sono i rischi

La pentola a pressione è un utensile da cucina che sfrutta il legame tra pressione e temperatura per velocizzare la cottura e conservare meglio i sapori di quello che cuciniamo. La temperatura di ebollizione dell'acqua dipende infatti anche dalla pressione atmosferica: aumentando la pressione, aumenta anche la temperatura di ebollizione. La pentola a pressione sfrutta questo principio: chiudendosi ermeticamente, trattiene il vapore e aumenta la pressione interna. Questo fa sì che l’acqua bolla a circa 120°C. Tuttavia, se usata male, può essere pericolosa. Il componente chiave per la sicurezza è la valvola di sfogo, che evita il sovraccarico di pressione. Se si ostruisce o viene aperta troppo presto, possono verificarsi esplosioni. Studi internazionali segnalano migliaia di incidenti, spesso dovuti a errori dell’utente. Per evitarli, è fondamentale ispezionare e mantenere in buono stato valvole e guarnizioni.

La fisica dietro la pentola a pressione

Possiamo spiegare il funzionamento della pentola a pressione grazie alla fisica e alla legge di Clausius-Clapeyron che spiega la relazione tra la temperatura e la pressione durante i passaggi di stato, come appunto l'ebollizione. Attraverso questa legge, è possibile correlare la temperatura di ebollizione dell'acqua con la pressione esterna. Queste due variabili sono infatti tra loro direttamente proporzionali, cioè all'aumentare di una aumenta anche l'altra, e viceversa.

Torniamo alla nostra pentola d'acqua. Tutti sanno che l'acqua bolle a 100°C. Ma in realtà, questa è solo una verità parziale: l'ebollizione a 100°C avviene solo a livello del mare, dove la pressione atmosferica è di circa 1 atm. Bisogna immaginare la pressione atmosferica come una colonna d'aria che pesa su tutto ciò che si trova sulla superficie terrestre: più ci si trova in alto (come in montagna) più questa ipotetica colonna si assottiglia, e quindi la pressione diminuisce.

Ecco spiegato perché il passaggio dell'acqua allo stato vapore dipende anche dalla pressione atmosferica: l'ebollizione avviene quando tutte le molecole d'acqua acquisiscono (tramite calore) abbastanza energia cinetica da vincere la pressione esterna che le tiene "compresse" nello stato liquido.

Se la pressione è bassa, è più facile per le molecole liberarsi e diventare vapore, se invece è alta, avranno  bisogno di più energia (cioè più calore) per farlo. Non a caso, se vogliamo farci un piatto di pasta in alta montagna, noteremo che l'acqua bolle a temperature più basse dei classici 100°C.

Come funziona la pentola a pressione

È proprio grazie alla relazione fisica descritta poco fa che la pentola a pressione riesce a cuocere i cibi più velocemente: aumentando la pressione interna, l'acqua non bolle più a 100°C, ma a circa 120°C, accelerando tutti i processi di cottura.

Il funzionamento della pentola a pressione si basa su un principio semplice ma efficace. Il coperchio della pentola si chiude ermeticamente, grazie a una guarnizione: in questo modo quando la pentola viene riscaldata e l'acqua al suo interno inizia a evaporare, il vapore rimane intrappolato al suo interno, senza disperdersi nell'ambiente e aumentando la pressione interna. Questo permette un innalzamento della temperatura di ebollizione dell'acqua, permettendo una cottura più rapida degli alimenti, riducendo i tempi e mantenendo intatti sapori e aromi grazie alla chiusura ermetica.

I rischi della pentola a pressione

Sebbene la pentola a pressione sia uno strumento molto utilizzato in ambito domestico, l'uso improprio o la scarsa manutenzione possono comportare rischi significativi. Il componente fondamentale per la sicurezza è la valvola di sfogo, che regola la pressione interna rilasciando il vapore in eccesso. Se questa valvola si ostruisce o non funziona correttamente, la pressione può aumentare oltre i limiti di sicurezza, con il rischio di esplosioni.

Uno studio condotto in Turchia ha analizzato 32 casi di ustioni causate da esplosioni di pentole a vapore: nell'81% dei casi, l'incidente era attribuibile a errori dell'utente, come l'apertura prematura del coperchio. Negli Stati Uniti, un'analisi del National Electronic Injury Surveillance System (NEISS) ha stimato circa 28.000 infortuni legati all'uso di pentole a pressione tra il 2003 e il 2019.

Per ridurre i rischi è fondamentale controllare regolarmente la valvola di sicurezza, evitare di aprire la pentola finché il vapore interno non è stato completamente rilasciato e sostituire le parti usurate.

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