Cosa succede a un corpo umano sottoposto a grandi accelerazioni?

L’accelerazione di gravità

Con la diffusione degli aerei come mezzi di trasporto e, soprattutto, come armi militari, l’uomo si è dovuto scontrare con una nuova sensazione: un’accelerazione mai provata prima.

Tipicamente, l’accelerazione si misura in m/s² (metri al secondo quadrato), ma in alcuni casi viene espressa in “g”, ovvero in rapporto all’accelerazione di gravità. In numeri, “1g” vale circa 9,81 m/s² , che è appunto l’accelerazione che un corpo subisce normalmente sulla Terra per effetto della gravità.

Il problema degli aerei si è presentato sin dall’inizio, perché a causa dell’improvvisa variazione di velocità i piloti subivano di conseguenza una forte accelerazione. Quando l’accelerazione diventava eccessiva, si arrivava al punto in cui i piloti perdevano conoscenza.

Effetti dell’accelerazione sul corpo umano

Fino a quale accelerazione si può spingere un corpo prima di perdere conoscenza? Una persona in genere riesce a sopportare un’accelerazione positiva di 5g (cioè 5 volte l’accelerazione di gravità) senza riportare danni, se ci si è sottoposti per pochi secondi; ma i piloti che indossano le speciali tute anti-g riescono a sopportare un’accelerazione addirittura di 10g, senza contare che vengono temprati con un addestramento mirato.

Quando si è sottoposti a un’accelerazione di gravità insolita, il sangue affluisce dalla testa ai piedi. Proprio perché il cuore non riesce a pompare sangue a sufficienza al cervello, un’esposizione prolungata a un’accelerazione di 5g porta presto alla perdita di conoscenza.

L’ossigeno è trasportato dal sangue: valori superiori ai 5g possono portare in breve alla morte per mancanza di ossigenazione al cervello.

E se andiamo ancora oltre? John Stapp, pilota della US Air Force, ha subito un’accelerazione di ben 35g. Le conseguenze sono state devastanti: ossa rotte e otturazioni saltate. John Stapp, nonostante tutto, è sopravvissuto.

Alcune curiosità sull’accelerazione di gravità

– L’accelerazione di gravità non è uguale in tutti i punti della Terra, perché il nostro pianeta non è perfettamente sferico. Il valore di 9,81 m/s² (per la precisione 9,80665 m/s²) è stato preso come convenzione in quanto si tratta di un valore medio.

– Un aumento di g “corrisponde” a un aumento di peso. Se si subisce un’accelerazione positiva di 2g, il peso del nostro corpo sarà raddoppiato. Immaginate di trovarvi su un aereo e di salire perfettamente in verticale (cosa che non accade sui normali aerei di linea) a una velocità di 2g: il vostro corpo causerà una forza peso contro lo schienale pari al doppio del vostro peso normale. Nell’esperimento visto sopra, John Stapp è passato da una velocità di circa 1000 km all’ora a una velocità prossima allo zero nel giro di pochi attimi: per un secondo, il suo peso si è avvicinato ai 3.500 kg!

– Esistono due tipi di accelerazione: quella positiva e quella negativa. L’accelerazione positiva è quella che proviene dal basso verso l’alto (se il soggetto è dritto in piedi), mentre quella negativa la avvertiamo dal punto opposto, cioè dall’alto verso il basso. I valori che abbiamo usato in questo articolo si riferiscono all’accelerazione positiva. Quella negativa è più dura da sopportare: se, come abbiamo detto, un uomo in genere sopporta fino a 5g di accelerazione positiva, non riesce comunque a sopportare oltre i 3g di accelerazione negativa. Tra i 2g e i 3g di accelerazione, infatti, il campo visivo dell’individuo diventa rosso, fino ad arrivare alla perdita di conoscenza.