Aprire la portiera di una macchina sott’acqua è possibile?

Nel periodo che va dal 2004 fino al 2007 compreso, negli Stati Uniti sono stati registrati 384 decessi medi annui dovuti ad annegamento in seguito ad un incidente con veicolo a motore. In realtà il numero è piuttosto basso se si considera che i decessi medi annui causati da incidenti stradali nello stesso periodo ammontavano a 36 946, quindi stiamo parlando di un 1% sui decessi totali. Tuttavia, benché poco probabile, l’eventualità di finire con la macchina sommersa sott’acqua non è di certo impossibile.

Quando una macchina finisce in acqua, contrariamente a quanto si possa pensare, si possono avere anche fino ad una manciata di minuti prima che questa cominci ad affondare. Se si riesce ad uscire prima che la portiera venga sommersa dall’acqua non ci sono grandi problemi, ma se per qualche motivo si perde questa finestra di tempo, allora c’è poco da fare, perché non avrete mai la forza necessaria per opporvi al carico idrostatico esercitato dall’acqua sulla vostra portiera. In questo caso, ammesso che si riesca a mantenere la lucidità, bisognerà attendere fino a che l’abitacolo si sarà completamente riempito d’acqua e a quel punto aprire la portiera sarà di nuovo possibile.

Perché la portiera non si apre quando la macchina è sommersa?

Per avere un’idea della forza che l’acqua è in grado di esercitare sulla portiera di una macchina possiamo affidarci alla meccanica dei fluidi. Immaginate che in seguito ad un incidente vi troviate all’interno della vostra macchina a tre metri sotto alla superficie di un lago. Per stimare la forza che l’acqua è in grado di esercitare sulla portiera della macchina assumiamo per semplicità una porta rettangolare da 1 m x 1,2 m e che l’acqua non si sia ancora infiltrata in modo considerevole all’interno dell’abitacolo, per cui la pressione interna alla macchina è circa quella atmosferica (101,325 KPa). La statica dei fluidi ci dice che la pressione in un liquido ad una certa profondità è generata dal peso stesso della colonna di liquido sovrastante più il contributo della pressione atmosferica, ma nel nostro caso possiamo utilizzare la pressione assoluta, ovvero la pressione esercitata unicamente dalla colonna d’acqua. In termini matematici ciò significa che la pressione p_G che l’acqua esercita nel baricentro della portiera vale

p_G = ρgh_G = γh_G

dove h_G è la profondità a cui si trova il baricentro della portiera a partire dalla superficie del lago e γ è il peso specifico del liquido che per l’acqua vale 9810 N/m³. In queste condizioni la pressione p_G nel baricentro della portiera risulta di 35,3 kPa. A questo punto calcolare la spinta idrostatica è semplice, basta moltiplicare la pressione nel baricentro per l’area della portiera trovando così una spinta pari a 42,4 kN. Per darvi un’idea dell’intensità della spinta idrostatica in questione, sappiate che è circa pari alla forza che eserciterebbero quattro FIAT Panda impilate l’una sopra l’altra!

Un uomo adulto è in grado di generare con entrambe le gambe una spinta massima di poco superiore ai 2 kN nelle condizioni più favorevoli, perciò è praticamente impossibile riuscire ad aprire la portiera affidandosi alla propria forza muscolare.

L’unica soluzione possibile in questo caso è quella di aspettare che l’acqua riempia l’abitacolo in modo tale che la pressione interna e quella esterna si annullino lasciandovi la possibilità di uscire dalla macchina senza particolari problemi. Questo fenomeno è anche stato dimostrato in passato nel noto programma televisivo di divulgazione scientifica Mythbusters in cui uno dei due conduttori, Adam Savage, ha tentato di uscire da un’automobile immersa in una piscina.

Articolo a cura di Axel Baruscotti