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I gas (o vapori) infiammabili sono quei gas che generano un’atmosfera esplosiva se mescolati all’aria in un determinato rapporto. I gas infiammabili comprendono soprattutto il metano (CH4), il componente principale del gas naturale. A seconda della qualità del gas naturale (L-gas o H-gas), il contenuto di metano varia da un buon 80% in volume (L-gas) fino al 97% in volume (H-gas). Il metano ha una densità relativa inferiore rispetto all’aria, è quindi più leggero e sale verso l’alto in un ambiente aperto.
Esempi di gas infiammabili: metano, propano e butano.
Oltre al metano, anche il propano (C3H8) e il butano (C4H10), spesso presenti allo stato liquido, sono gas infiammabili. In condizioni normali (pressione atmosferica, temperatura ambiente) sono allo stato gassoso, ma possono essere liquefatti a temperatura ambiente con una pressione relativamente bassa. Hanno una densità relativa superiore a quella dell’aria e quindi rimangono al suolo allo stato gassoso. Tutti e tre i gas, insieme all’etano (C2H6), un altro componente del gas naturale, appartengono agli idrocarburi, in quanto sono costituiti da uno o più atomi di carbonio, ciascuno con corrispondenti atomi di idrogeno.
Metano
Il metano è presente in abbondanza sulla terra e si forma continuamente, ad esempio durante i processi geologici. La concentrazione di metano nell’atmosfera terrestre è di poco inferiore a 2 ppm. Il metano si forma anche quando le sostanze organiche si decompongono in assenza di aria o durante la fermentazione anaerobica con l’anidride carbonica, ad esempio nelle paludi o durante i processi di decomposizione naturali. Per questa miscela si usano spesso anche termini come gas di pozzetto, gas di fermentazione, gas di fogna, gas di depurazione o gas di discarica, poiché può essere prodotta anche nelle discariche o nei tombini delle acque reflue o delle fognature. A differenza del gas naturale, tuttavia, queste miscele non contengono etano o idrocarburi superiori come propano e butano. Il biogas prodotto negli impianti di biogas contiene circa il 60% di metano e il 35% di anidride carbonica in volume.
Idrogeno: vettore energetico del futuro
Anche l’idrogeno (H2) è un gas infiammabile, ma raramente si trova in natura allo stato puro e gassoso. La maggior parte dell’idrogeno presente sulla terra è legato all’acqua e deve quindi essere prodotto artificialmente, ad esempio tramite elettrolisi dell’acqua. Poiché la combustione dell’idrogeno produce vapore acqueo puro (H2O) ma nessuna emissione di CO2, è considerato il vettore energetico del futuro nella lotta al cambiamento climatico.
L’idrogeno viene già aggiunto al gas naturale in quantità fino al 10% in volume. %. Sono in fase di sperimentazione miscele più elevate, con il 20% o 30% in volume di H2. Inoltre, per la fornitura di energia e per le stazioni di rifornimento di idrogeno per il settore dei trasporti vengono utilizzate reti di idrogeno puro (cioè 100% in volume di H2), spesso come piccole soluzioni isolate in prossimità di impianti di generazione o di grandi condotte di trasporto.
Proprietà dei gas infiammabili: limiti di esplosione e temperatura di innesco
Per i gas infiammabili, la temperatura e l’energia minime di innesco e l’intervallo di accensione sono caratteristiche importanti. Il campo di accensione o i limiti di esplosione indicano l’intervallo entro il quale può verificarsi l’innesco o l’esplosione in una miscela con aria o ossigeno.
Sono necessarie, inoltre, la temperatura e l’energia minime di accensione. Per questo motivo, per i gas infiammabili viene spesso citato il cosiddetto triangolo del fuoco, composto da combustibile, ossigeno e innesco.
Solo la combinazione di questi tre fattori può causare un’esplosione. In altre parole, in assenza di uno dei tre fattori non può verificarsi alcuna accensione o esplosione.
I limiti di esplosione sono denominati LEL (limite inferiore di esplosività) e UEL (limite superiore di esplosività). Il LEL del metano è è pari al 4,4% in volume, l’UEL al 17% in volume.
Per l’idrogeno, l’intervallo di innesco è molto più ampio, poiché il LEL è del 4% in volume, ma l’UEL è del 77 % in volume. Inoltre, l’energia di accensione dell’idrogeno è più di dieci volte inferiore a quella del metano. Per questo, l’idrogeno gassoso è così pericoloso ed è classificato nel gruppo di esplosione più elevato, IIC, rispetto al gruppo IIA del metano.
Altri gas infiammabili sono l’acetone, il benzene, l’etanolo, l’etilene, l’ossido di etilene, l’esano, l’i-propanolo, l’n-nonano, il metacrilato di metile e molti altri, che si trovano principalmente nelle applicazioni industriali.
Misure di sicurezza per la manipolazione dei gas infiammabili
La manipolazione di gas infiammabili richiede estrema prudenza. Per tale motivo, per la protezione personale si utilizzano rilevatori di gas fissi, mobili o portatili. La norma DGUV 113-004 richiede personale addestrato e competente in materia di dispositivi di misurazione, metodi di misurazione e sostanze pericolose da rilevare per le misure di bonifica in contenitori, silos e spazi confinati. Per implementare misure di sicurezza adeguate nella pratica e per proteggere i vostri dipendenti, vi offriamo un seminario sulle conoscenze tecniche per la misura di bonifica dell’aria interna.
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