Le sigarette elettroniche attivano i rilevatori di fumo? Lo spieghiamo con un esperimento

Da qualche anno a questa parte la voce guida annuncia ai passeggeri che «A bordo dei treni è vietato far uso delle sigarette elettroniche» perché il loro fumo, lo "svapo" (che in realtà non è fumo, si tratta di aerosol), può attivare il sistema antincendio. I rilevatori sono una parte fondamentale dell'impianto antincendio cui sono collegati: servono infatti a segnalare la possibile presenza di un incendio all’interno dell’ambiente in cui si trovano e a mandare il segnale alla centralina dell'impianto, il tutto mentre emettono un segnale acustico. Abbiamo fatto quindi degli esperimenti per scoprire l'effetto dell'aerosol di una sigaretta elettronica su diverse tipologie di rilevatori di fumo: un rilevatore fotoelettrico, un rilevatore di calore e un rilevatore di monossido di carbonio. Le sigarette elettroniche attivano i rilevatori della prima tipologia ma non delle altre due. Ne abbiamo approfittato anche per capire come funzionano questi strumenti dal punto di vista scientifico e scoprire la chimica-fisica che c'è dietro.

Nel video qui sopra vedremo:

• un'introduzione ai rilevatori;
• l'esperimento con il rilevatore fotoelettrico;
• il test con il rilevatore di calore;
• il funzionamento del rilevatore di CO;
• confronto finale e conclusioni.

L'effetto dell'aerosol di sigaretta elettronica su un rilevatore fotoelettrico: come fa a scattare

Il rilevatore fotoelettrico, in sostanza, utilizza un laser per rilevare la presenza di aerosol come il fumo. Ha tre componenti principali: una camera, un laser e un sensore ottico. Il laser mira direttamente al sensore ottico; se la camera è vuota – o meglio, contiene solo aria – il laser passa indisturbato attraverso la camera e al sensore arriverà il fascio di luce sempre con una certa intensità. Questo dispositivo però è molto sensibile alle particelle sospese nell'aria, per cui nel momento in cui del fumo o un aerosol entra all’interno del dispositivo,  il sensore percepisce il laser a una intensità minore, perché le particelle del fumo disperdono la luce del laser.

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Come funzionano i rilevatori di fumo? Le tipologie di rilevamento nei sistemi antincendio

Questo fenomeno si chiama effetto Tyndall ed è lo stesso fenomeno che avviene per esempio in discoteca o sui palchi dei concerti: le macchine "sparano" il fumo bianco (anche in questo caso in realtà andrebbero chiamate macchine di aerosol, non "macchine del fumo" come sono comunemente conosciute), che disperde la luce dei laser scenici rendendoli visibili. Per cui sì, questa tipologia di rilevatore si attiverà con qualsiasi tipo di sigaretta, ed è efficace sia in presenza di fumo (aerosol solido, formato da particelle solide disperse in aria) che di svapo (aerosol liquido, formato da particelle liquide disperse in aria).

Questi rilevatori sono quelli che vengono utilizzati più di frequente nei sistemi antincendio pubblici, come sui treni, nelle stazioni, nei centri commerciali, ma anche in quelli domestici, spesso accoppiati ad altre tipologie di rilevatori, come quello di calore.

L'effetto dell'aerosol di sigaretta elettronica su un rilevatore di calore: quando scatta

Questa tipologia di rilevatori non viene utilizzata da sola, perché non sarebbe sufficiente perché si possa intervenire tempestivamente in caso di incendio, perché si allarma solo nel caso in cui l'ambiente raggiunga una determinata temperatura che varia in base all'apparecchio. Nel nostro caso si tratta di 57 °C, e lo abbiamo testato riscaldando dell'acqua fino a generare vapore a una temperatura di poco superiore.

Per cui il rilevatore di calore si potrebbe attivare anche senza la presenza di un incendio effettivo, soprattutto in ambienti dove ci potrebbero essere già alte temperature, per esempio una sala macchine, una sala server o più comunemente in una cucina. Quindi, anche se sicuramente questa tipologia di rilevatore non sarà mai allarmata dall'aerosol di una sigaretta elettronica o dal fumo di una sigaretta tradizionale, se c’è un rilevatore di calore verosimilmente accanto ce n'è anche uno per la rilevazione di fumo (come, appunto, il fotoelettrico) o per il monossido di carbonio.

L'effetto dell'aerosol di sigaretta elettronica su un rilevatore di monossido di carbonio

Questo strumento rileva appunto una sostanza, il monossido di carbonio (CO), che si sviluppa durante gli incendi e che quindi è presente solo nel fumo derivante da una combustione. Monitorare la concentrazione di monossido di carbonio potrebbe essere utile se in casa ad esempio si ha un camino o una stufa, questo perché, se non vengono usati correttamente, potrebbero sviluppare monossido di carbonio. E il monossido di carbonio è tossico ad alte concentrazioni: per esempio, due ore di esposizione a un ambiente con una concentrazione di monossido di carbonio sopra i 1600 ppm (parti per milione) potrebbe portare alla morte. Questo perché il monossido di carbonio si lega facilmente all’emoglobina, che quindi non riuscirebbe più a trasportare ossigeno. Questa tipologia di rilevatore è fondamentale in ambienti con stufe o camini, poiché il CO è inodore e incolore ma altamente tossico.

Ma, tornando al nostro esperimento: il rilevatore a monossido di carbonio si attiva con la sigaretta elettronica? E con le sigarette a tabacco riscaldato? La risposta è no, in quanto né nella sigaretta elettronica né in quelle a tabacco riscaldato avviene una combustione, di conseguenza in nessuno dei due aerosol prodotti a seguito di una "svapata" è presente del monossido di carbonio.

Fanno eccezione le sigarette tradizionali: possiamo immaginare l'accensione di una sigaretta come l'innesco di un piccolo incendio, sarà facile ricordarsi quindi che avviene una reazione di combustione e, quindi, della presenza di monossido di carbonio nel fumo di sigaretta.