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Freitag, 30. März 2012

Von verpufften Explosionen

Da sind sie wieder, die apokalyptischen Reiter mit ihren Weltuntergangsphantasien. Einmal losgelassen, hält sie kein Fakt und physikalisches Grundschulwissen auf. "Nur etwa hundert Meter von der Stelle entfernt, an sich hochexplosives Methangas in die Luft absetzt, brennt eine Fackel überschüssiges Gas ab", berichtet die zum Einzelverkaufspreis von täglich zwei Euro angebotene Süddeutsche Zeitung ihren Lesern. Die Angst vor einer nahen Explosion geht auch bei den Rheinischen Post, dem "Stern" und derzeit knapp 1.500 weiteren deutschen Qualitätsperiodika um. Selbst EU-Energiekommissar Günther Oettinger, zuletzt monatelang im Bedeutungsloch abgetaucht, macht emsig mit. Er forderte Plattform-Betreiber Total auf, das Leck "in den nächsten Tagen zu stoppen". Und damit war nicht das gigantische Gasleck gemeint, das seit 1990 in der Nordsee sprudelt. Sondern das viel kleinere und erst vier Tage alte an der Plattform Elgin. Denn dort könne "die Gefahr einer Explosion rasch zunehmen, wenn sich die derzeit günstigen Windverhältnisse änderten", teilte Oettinger sein nicht vorhandenes Wissen im Deutschlandfunk bereitwillig mit allen, die ihre Ohren nicht schnell genug zuhalten konnten.

Niemanden drängt es nach Aufklärung, denn Katastrophe macht Quote, nicht ein Exkurs in Explosionskunde. Der würde nur allzu schnell deutlich machen, dass es Explosionen immer dort schwer haben, wo explosive Stoffe keine geschlossenen Räume um sich finden - wie etwa auf der offenen Nordsee. Denn schon nach der einfachsten Definition benötigt jede Explosion als Voraussetzung eine explosionsfähige Atmosphäre, das heißt ein Gemisch aus brennbaren Stoffen mit Sauerstoff, das auch noch die Möglichkeit hat, seine Temperatur und seinen Druck in kurzer Zeit erheblich ansteigen zu lassen.

Schwierig auf offener See, wo das brennbare Gas im Zweifel verweht, ehe sich eine stöchiometrische Mischung bildet, die alle Eigenschaften mitbringt, sich "durch einen einzigen Funken zu entzünden", wie ein ARD-Kommentator zur besten Sendezeit zum Besten gab. Die Wahrscheinlichkeit ist also gering, geringer aber ist noch die, dass ein Zündfunke wirklich zu einer Explosion und nicht nur zu einer Verpuffung führt. Für Nicht-Feuerwerker: Verpuffung heißen Explosionen, bei denen der Explosionsdruck nur durch die entstehenden und sich ausdehnenden Gase hervorgerufen wird. Kein Gefäß knallt, weil keines da ist. Keine Mauern stürzen ein, kein Tank explodiert. Die sogenannte Deflagration (von lateinisch deflagrare = abbrennen) ist ein schneller Verbrennungsvorgang, bei dem die Zündung des unverbrannten Gas-Sauerstoff-Gemisches durch Aufheizung in der Flammenfront. Bei einer Detonation hingegen, die von SZ, Oettinger und der Restpresse erwartet wird, braucht es zwingend neben Hitze auch Druck, Druck aber braucht Grenzen - ein Silvesterknaller explodiert nicht, wenn er vorher aufgeschnitten wird.

Bei Total wissen sie das, bei der "Tagesschau" nicht. Während der ARD-Mann noch auf dem Balkon steht und auf den großen Knall wartet, hat die Morgenpost einen Online-Text mit der vielversprechenden Schlagzeile "Situation rund um Gasleck in Nordsee eskaliert" erst mal wieder aus dem Angebot genommen. Greenpeace rudert auch weiter und redet nicht mehr von drohenden Welterschütterungsexplosionen, sondern fordert jetzt von Total "Auskunft darüber, wie viel Gas noch in dem Reservoir der havarierten Plattform Elgin" sei. Wenn es bis zu sechs Monate dauern könne, bis das Leck verschlossen ist und. Würde während dieser Zeit weiter Methangas austreten, "wären die Folgen für das Klima unabsehbar", heißt es.

Allein in den ersten drei Tagen sind aus dem Loch unter Elgin 20 Tonnen Methangas ausgetreten. Beim Mobil-Oil-Loch, das seit stolzen 22 Jahren sprudelt, waren es in derselben Zeit - nach Angaben des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften - 260.000 Tonnen.

Kommentare:

derherold hat gesagt…

Wie war das noch mit der "Giftschlamm-Katastrophe" in Ungarn ?

Das tatsächliche Problem, die Rückstände an Natronlauge aus der Verarbeitung von Bauxit, interessierte offenbar nicht, sodaß lieber von Schwermetallen, von Quecksilber und Arsen geschrieben wurde.

Friedrich hat gesagt…

Inzwischen kenne ich keine lesenswerte Zeitung oder irgendein lesenswerte politische Zeitschrift aus Deutschland.

Es gibt noch ein paar interessante Zeitschriften wie GEO und NG (wenn man es denn etrragen kann in jedem Bericht über-was-weiß-ich-auch-immer) auf den verheerenden Einfluss der Menschen und des ganz und gar bösen Klimawandels) hingewiesen zu werden.

Anonym hat gesagt…

Stöchiometrie: Das Mischungsverhältnis mit Luft, bei dem eine Explosion/Verpuffung auftreten kann, ist bei einem leichtentzündlichen Gas sehr breit, von wenigen Prozent Gasanteil bis wenige Prozent Luftanteil.
Explosible Gasgemische in der freien Wildbahn sind praktisch immer weit hinein unstöchiometrisch und trotzdem gefährlich.
Nur der Vollständigkeit halber. Das soll nicht andeuten, dass die Presseleute, die jetzt bibbernd im Atombunker sitzen, bis das Leck wieder zu ist, davon auch nur im Ansatz etwas ahnten.

Volker hat gesagt…

Für die Stöchiometrieinteressierten hier eine Tabelle.
Bei den üblichen Gasen rummst´s ab 4%.

Noch ein Hinweis.
Eine Detonation braucht nicht unbedingt Begrenzung. Auch ein unverdämmter TNT-Sprengkörper detoniert (Reaktion breitet sich mit Überschallgeschwindigkeit aus)

Da nebenbei. An der Nordseegas-Sache ändert das natürlich gar nichts.

Volker hat gesagt…

Die fantastischsten Verbrennungschemiker sitzen übrigens nicht in den Universitäten und Instituten. Auch nicht in den Redaktionen der gleichgeschalteten MSM. Sie sitzen – im BGH.
Doch, doch. Kann jeder nachlesen:

„Hierzu brachte sie noch am selben Tag gegen 15.00 Uhr aus einem Kanister Ottokraftstoff auf dem Fußboden der Wohnung aus, entzündete diesen und verließ sodann das Gebäude. Einen Teil der versandfertigen DVDs nahm sie mit. Die sich entwickelnden Benzindämpfe führten zu einer Verpuffung, die große Teile des Mauerwerks des Gebäudes zum Einsturz brachte"

So muss es gewesen sein. Alles andere würde nämlich bedeuten, dass die BGH-Fuzzis die totalen Spinner sind. Und das wäre ja … die Wahrheit.

ppq hat gesagt…

volker - bei TNT ist aber der sprengstoff selbst verdichtet. knubbel aus 50 gramm 10000 kleine krümelchen, leg sie nebeneinander aus

da wartest du ewig auf eine explosion

Anonym hat gesagt…

Bei einer Detonation muss durch die Initialzündung eine Mindestmenge des Sprengstoffes umgesetzt werden, damit sich die Detonation selbst aufrechterhalten kann. Bei TNT sind das in der Tat ein paar Gramm, bei Bleiazid ein paar Milligramm, bei reinem Ammonsalpeter ein paar Dutzend Kilogramm. Eine Verdämmung ist aus physikalischen Gründen (klingt gut, oder) keine Voraussetzung.

Volker hat gesagt…

Das mit den vielen kleinen Krümelchen habe ich noch nicht versucht. TNT ist ein wenig giftig und unter Aufsicht des Kompaniechefs hat man nicht unendlich viel Zeit zum experimentieren.

Ich glaube aber auch, dass es nicht sehr laut wird im Krümelchen-Fall. Das liegt daran, dass die ersten Mini-Detonationen den Rest einfach so weit in die Umgebung blasen/schubsen, dass die keinen (für die Initiierung notwendigen) Körperkontakt mehr zueinander haben.
Vermutung.
Man müsste es ausprobieren. Hat jemand Sprengstoff zuhause?

ppq hat gesagt…

suchen wir es mal - theoretisch - mit schwarzpulver. ist ja egal.

um eine explosion zu bekommen, reicht es nicht, ein häufchen davon aufzuschütten und anzuzünden. das brennt einfach nur ab, explosiv zwar, aber ohne die wucht, die es entwickelt, wenn der verbrennungsvorgang in einem geschlossenen raum passiert, in dem die entstehenden gase durch ihre volumenausdehnung druck entwickeln können.

anderes beispiel: benzin. eine explosion gibt es nur, wenn das zeug nicht auf der straße verschmiert oder in pfützen rumliegt, sondern wenn es gelegenheit bekommt, beim abbrennen druck aufzubauen.

jeder schweißer kennt das vom azethylengerät, da heißt das flammrückschlag oder so - passiert, wenn ein sauerstoff/azegemisch im schlauch vorliegt und die zündflamme nach innen springt. das knallt. außen kanllt es nicht, weil dasselbe gemisch eben verbrennt statt zu explodieren

Volker hat gesagt…

Ich bin auch kein Fachmann dafür. Nur die Basics hab ich mir gemerkt.

Eine Knallgas- oder Schwarzpulverexplosion bzw. Gas- oder Schwarzpulververbrennung ist was anderes als eine Sprengstoffdetonation. Dein Schwarzpulver-Gedankenexperiment ist zutreffend.
Das sieht man ja im Western, wo der Held eine Pulverspur zu Munitionsdepot schüttet, anzünden, schnell weglaufen, wumm.
Oder die Lakehurst-Katastrophe.

Das muss aber bei Sprengstoff nicht genauso sein. Schwarzpulver oder explosive Gas entwickeln eine schiebende Wirkung. Deshalb treibt die Treibladung die Patrone aus der Hülse und beschleunigt sie im Lauf. Es wird durch die Volumenausdehnung Druck entwickelt.
Das gleiche passiert bei dem bei Schweißern beliebten Flammenrückschlag im Aze-Schlauch.

Eine Patronenhülse mit Sprengstoff befüllt funktioniert nicht. Da geht die Hülse kaputt, die Patrone bleibt im Lauf (sofern sie bis dahin kommt) stecken. Sprengstoff wirkt nicht (oder nur wenig) durch Volumenausdehnung, sondern durch die zertrümmernde Wirkung.

Die Explosionswärme, Explosionstemperatur und das Schwadenvolumen von Schwarzpulver und TNT liegen im gleichen Bereich.
Die sehr unterschiedliche Wirkung kommt zustande durch die unterschiedlichen Detonationsgeschwindigkeiten. Schwarzpulver bringt (verdämmt) 400m/s, TNT 6900m/s.

Wikipedia

Dieser kleine Exkurs hat mit dem Nordsee-Dings nichts zu tun. Dort tritt Gas aus. Das ist schlecht, eine Umweltschweinerei. Aber so richtig gefährlich ist es nicht.

ppq hat gesagt…

das sage ich doch die ganze zeit. wobei eben die grundfrage die der verdichtung ist (die verdichtung, die bei TNT schon vorliegt, weil brennstoff UND oxidator hier eben in EINEM stoff verdichtet sind)

das ist bei einem gas-luftgemisch anders, da muss die verdichtung erst hergestellt werden, damit es richtig knallt. dass sich diese verdichtung - und das qar das grundanliegen des textes - auf offener see ohne räumliche begrenzung von allein herstellt...

hahahahahaha, wenn ich dagegen hätte wetten können, hätte ich auf eine quote von 2:1 alles gesetzt, was ich mir schnell hätte borgen können.

Volker hat gesagt…

Warum nur 2:1?

Volker hat gesagt…

Schade. Doch kein Weltuntergang. Die Flamme ging von alleine aus

ppq hat gesagt…

2:1 war nur willkürlich. hätte mir einem 10:1 geboten, wäre mir das natürlich leiber gewesen