L’acqua non brucia mentre l’olio da frittura (anche usato) sì. Inoltre l’acqua e l’olio, in condizioni usuali non si mescolano.
Se fossimo in grado di mescolare in modo ottimale l’acqua e l’olio in modo da formare un liquido solo (emulsione), il calore sviluppato dalla combustione dell’olio potrebbe essere sufficiente a vaporizzare anche la componente non combustibile (acqua) e il risultato finale sarebbe molto simile (almeno visivamente) a quello ottenuto bruciando un solo componente.
La miscibilità di due liquidi dipende da vari fattori, tra i quali vi sono le caratteristiche di polarità della molecola. L’acqua è una molecola polare, per via dell’angolo di legame di 104,45° tra gli atomi di idrogeno e ossigeno, con l’atomo di ossigeno al vertice e i due atomi di idrogeno alle due estremità. Dato che l’ossigeno ha una elettronegatività maggiore, il vertice della molecola ospita una parziale carica elettrica negativa, mentre le estremità recano una parziale carica elettrica positiva.
Le molecole organiche sono tipicamente apolari (non polari). Per rendere miscibili l’acqua e un componente organico (l’olio alimentare in questo caso), si può aggiungere un terzo componente nella cui molecola vi siano contemporaneamente gruppi atomici con caratteristiche apolari e gruppi di tipo polare. E’ il caso dei cosiddetti tensioattivi, sostanze usate come detergenti in virtù della loro proprietà di solubilizzare la parte oleosa (grassa) dello sporco in un solvente polare (l’acqua). Essi sono costituiti da una parte organica, non polare, (“coda” apolare) e una parte polare (“testa” polare).
In genere la coda apolare può essere costituita da una lunga catena di atomi di carbonio (paraffina), mentre il gruppo polare può essere costituito da un gruppo amminico, o sulfonico.
E’ possibile utilizzare come carburante per autotrazione del gasolio miscelato con acqua e un agente stabilizzatore dell’emulsione: si tratta del cosiddetto “gasolio bianco”. La dicitura “gasolio bianco” e’ dovuta al colore bianco dell’emulsione risultante.
La miscelazione di acqua al gasolio è una pratica che è già stata adottata per alimentare i propulsori Diesel di alcuni mezzi pubblici per trasporto urbano.
L’obiettivo principale dell’utilizzo del gasolio bianco e’ di ridurre la presenza di sostanze inquinanti nocive nei gas di scarico.
L’utilizzo di questa emulsione come carburante comporta una riduzione delle temperature in camera di combustione (dovuta al calore sottratto dall’evaporazione dell’acqua) che ha come conseguenza la produzione di quantità minori di ossidi di azoto (NOx), ed una migliore combustione del gasolio stesso con conseguente aumento dei rendimenti energetici e miglioramento dei consumi specifici.
Ritornando all’esperimento di mescolare olio da fritture, acqua e un terzo componente, bisogna ricordare che l’olio alimentare e’ un combustibile (basta pensare alle lampade ad olio).
E’ molto probabile che l’ingrediente “segreto” aggiunto nell’esperimento televisivo fosse un composto organico con un comportamento simile a quello di un tensioattivo.
E’ chiaro che il calore sviluppato dalla combustione dipende dalla percentuale di acqua contenuta nella miscela: poiché l’acqua non brucia e pertanto non produce calore, ma anzi ne sottrae una parte considerevole a causa del valore elevato del suo calore latente di evaporazione, al di sopra di una certa percentuale di acqua la combustione diventa impossibile da mantenere. Bisogna però tenere presente che il terzo componente, probabilmente di natura organica, può essere in grado di bruciare fornendo calore, e quindi la combustione risulta possibile anche con una percentuale piuttosto elevata di acqua (un terzo in volume a quanto sembra dall’esperimento televisivo).