L’energia minima di accensione (MIE) è una misura della quantità minima di energia trasmessa da una scintilla elettrica che accenderà un combustibile disperso o un composto altrimenti bruciabile nell’aria. Le condizioni devono essere ideali affinché l’esplosione abbia luogo con i valori MIE, ma altrimenti potrebbero essere necessari solo valori di accensione leggermente più alti per accendere la miscela. La scintilla che provoca un’esplosione in questi casi può essere causata da una scarica elettrostatica (ESD) in cui esiste una differenza latente di potenziale elettrico tra due oggetti nelle immediate vicinanze, oppure può essere causata da un circuito elettrico sotto tensione che subisce un arco o un cortocircuito evento di scarica del circuito. Comprendere i processi chimici di combustione che portano a eventi energetici minimi di accensione è importante nel campo della lotta antincendio così come nelle industrie che comportano lo stoccaggio e l’uso di composti volatili, come nel funzionamento degli aerei.
Combustibili volatili e solventi e altre sostanze chimiche note per avere valori di energia di accensione minimi molto bassi includono acetilene e idrogeno a 0.017 millijoule, etilene a 0.08 millijoule e metano a 0.3 millijoule. Questi prodotti chimici devono essere maneggiati con estrema cura in spazi ristretti poiché tutti hanno anche bassi punti di evaporazione a pressione atmosferica e temperatura normali. Uno dei più costosi e mortali incidenti aerei commerciali statunitensi, il volo del TWA 800 12 minuti dopo il decollo da New York, New York, nel luglio 1996, è stato attribuito a una possibile esplosione di energia minima di accensione nel serbatoio del carburante dell’ala centrale . Circa 50 galloni (189 litri) di carburante per aviazione noto come Jet A che è stato immagazzinato nel serbatoio in quel momento è stato inavvertitamente riscaldato da unità di condizionamento dell’aria direttamente sotto l’area del serbatoio, che hanno vaporizzato parte del carburante. Quando l’aereo è salito di quota, la pressione dell’aria ridotta ha aumentato l’evaporazione al punto che la sovrapressione e una possibile condizione di scintilla sconosciuta hanno creato un’esplosione che ha rotto il serbatoio del carburante stesso e ha distrutto l’aereo.
Anche molti altri tipi di composti che vengono dispersi nell’aria sotto forma di particolato fine, dai metalli in polvere alla farina di cereali e combustibili solidi come carbone e zolfo, tendono ad avere valori minimi di energia di accensione bassi. Il MIE per l’alluminio è di 15 millijoule e il magnesio è di 40 millijoule. Il carbone varia da un valore di 30 a 60 millijoule e la farina a base di cereali si accenderà a 240 millijoule. Un’esplosione di polvere può anche verificarsi con una miscela casuale di residui del pavimento spazzati nell’aria se ben dispersi in un ambiente riscaldato, con la possibilità di incendiarsi in un intervallo da 0.2 millijoule a 10 joule se l’umidità è inferiore all’80% e la temperatura ambiente è da 59° a 77° Fahrenheit (da 15° a 25° Celsius).
Altri composti noti per avere bassi valori di energia di accensione minima ben al di sotto di 1 millijoule includono combustibili di tipo propano, polvere di ferro e solfuro di carbonio. Questi valori bassi sono significativi se confrontati con il livello di energia generato dalle comuni fonti di scintille. Una scintilla elettrica statica scarica tipicamente circa 22 millijoule di energia e una candela in un’automobile scaricherà circa 25 millijoule di energia ad ogni ciclo di combustione.