Perché prendiamo la scossa quando scendiamo dall’auto?

Quante volte ci è capitato di prendere la scossa scendendo dall'auto? Dobbiamo sapere che la scossa elettrica è causata da uno squilibrio di cariche fra due oggetti che si trovano a un diverso potenziale elettrico: nel caso dell'auto questa differenza può essere causata dall'attrito tra noi e il sedile o tra il vento e il telaio dell'auto. Ma quali sono i processi fisici in gioco? E c'è un modo per evitare di prendere la scossa? Scopriamolo insieme!

Cosa causa la scossa?

Come abbiamo anticipato, alla base della scossa che prendiamo quando tocchiamo l'auto c'è un trasferimento di cariche elettriche. Ma da cosa dipende questo trasferimento?

Il primo processo fisico che può portare a uno squilibrio di cariche è lo strofinamento di due materiali, chiamato effetto triboelettrico. Questo fenomeno é molto evidente quando si strofina un materiale conduttore con uno isolante: il conduttore tende a perdere degli elettroni caricandosi positivamente, mentre l'isolante cattura gli elettroni e si carica negativamente.
Di conseguenza, a causa della diversa densità elettronica fra i due oggetti, si genera una tensione.

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In auto questo fenomeno elettrostatico avviene in due modi:

1. A causa dello sfregamento fra i nostri vestiti e il sedile dell'auto – i  vestiti, tipicamente isolanti come capi sintetici e di pile, si caricano negativamente e il sedile positivamente;
2. A causa dell'attrito fra il vento e telaio dell'auto – cosa che avviene tipicamente nelle giornate secche.

La quantità di carica accumulata dipende sia dalle condizioni ambientali come umidità e ventosità che dalle proprietà dei materiali, come ad esempio la conducibilità e la resistenza elettrica. Nel caso del telaio dell'auto maggiore sarà l'umidità nell'aria, minore sarà la resistenza a terra e dunque minor carica accumulata.

Induzione elettrostatica

Il secondo processo fisico é l'induzione elettrostatica: questo accade quando un oggetto neutro, a causa della vicinanza con un oggetto carico elettricamente, si elettrizza a sua volta. La distribuzione di carica non omogenea del primo oggetto "induce" una ridistribuzione delle cariche anche nel secondo oggetto.
Ad esempio, a causa dell'accumulo di cariche negative sui nostri vestiti a contatto col sedile positivo, la nostra schiena si caricherà positivamente. Di conseguenza il nostro corpo si polarizza – ovvero nelle estremità opposte (mani e piedi) si concentreranno cariche negative.

Quando le mani cariche negativamente si avvicinano alle parti metalliche dell'auto (ma senza toccarle), inducono anche le cariche del veicolo a redistribuirsi per induzione elettrostatica.

I casi in cui prendiamo la scossa

Una volta capiti i due principali meccanismi che generano le polarità, vediamo i casi più comuni di scossa che possiamo sperimentare in auto.

1 – Scossa fra conducente seduto e telaio dell'auto

Nel momento in cui il conducente polarizzato e seduto all'interno del veicolo tocca il telaio metallico, le cariche negative addensate sulle mani vengono di fatto trasferite sul telaio. Ed ecco che il conducente prende la scossa.

2 – Scossa fra conducente a terra e telaio dell'auto

Immaginiamo che il conducente polarizzato l'abbia fatta franca scendendo dalla macchina senza toccare parti metalliche e dunque senza prendere la scossa. I suoi piedi, ancora carichi negativamente, ora si trovano a terra. Visto che le suole delle scarpe (seppur isolanti) tendono col tempo a scaricare la carica accumulata lungo il nostro corpo, il conducente non avverte la scossa poiché la corrente è passata attraverso i nostri piedi che sono da considerarsi sia una grande superficie che una grande resistenza.

Il conducente si trova ora con lo stesso potenziale del terreno, mentre il telaio è ancora carico e isolato a causa o del passaggio di cariche con il conducente seduto o dell'azione del vento. Ed ecco che, puntualmente, quando il conducente tocca il telaio metallico ancora carico prende la scossa. Il corpo umano diventa quindi un mezzo per scaricare a terra tutta la carica accumulata dal veicolo!

La soglia di percezione della scossa

Non sempre però avvertiamo la scossa. Com'è possibile? La percezione umana ha una soglia che dipende dal tipo di contatto e dalla sua resistenza. Tipicamente questo limite si aggira attorno ai 2 mA (milliampere) in corrente continua. Poiché la tensione corrisponde al prodotto fra resistenza e corrente, a parità di potenziale accumulato fra noi e il veicolo chi ha una resistenza maggiore sarà attraversato da una corrente inferiore e dunque percepirà una scossa più debole.
Per capirci, chi ad esempio ha i calli sulle mani sentirà meno la scossa mentre, al contrario, chi ha le mani bagnate o la pelle più sottile proverà più dolore.

Come evitare o ridurre la scossa?

Ecco alcuni consigli che potete applicare prima di uscire dall'auto per evitare di prendere la scossa:

• Quando siamo ancora seduti in auto possiamo aumentare la superficie di appoggio toccando il telaio metallico con tutto il palmo della mano. Il flusso di carica viene distribuito su una superficie più grande e dunque la sensazione spiacevole sarà ridotta.
• Possiamo evitare abiti sintetici e plastici aiutando ad ridurre l'accumulo di cariche elettriche dovute al contatto con il sedile. Sfortunatamente però al giorno d'oggi i sedili delle auto vengono prodotti con materiali plastici e conducono di più rispetto al passato, di conseguenza ci carichiamo di più e avvertiamo più spesso la scossa. Esiste comunque in commercio uno spray antistatico che si può applicare sul sedile per limitare questo effetto.
• Una volta coi piedi a terra chiudete la portiera con i gomiti o le spalle per aiutarvi ad aumentare la resistenza di contatto e dunque scaricare l'eventuale accumulo di carica dall'auto, generando una corrente di intensità più debole.

P.S.: In passato per scaricare continuamente il telaio a terra esisteva una cinghia statica, ovvero un cinturino in gomma con anima in metallo che pendeva fino a toccare terra. Ve lo ricordate? Oggigiorno non c'è praticamente più!

La scossa non solo in auto

Se vi state chiedendo se la scossa si manifesti anche su altri mezzi di trasporto la risposta è sì. Anche gli aerei possono soffrire dell'accumulo di carica sul telaio durante il volo. Infatti, vengono collegati a terra durante il rifornimento per scaricare eventuali cariche elettriche ed evitare incendi causati da una forte scarica elettrica. I treni, invece, sono sempre collegati a terra durante il funzionamento, per mezzo delle rotaie. L'attrito fra schiena e sedile, invece, rimane!