Rivelazione gas: istruzioni per l’uso

di Massimiliano Paternoster - Titolare SFERA sicurezza e antincendio, Consigliere e membro fondatore RIFS 

Accostarsi al mondo della rilevazione gas presuppone la conoscenza di diverse nozioni di base: cos’è un gas innanzitutto, ma anche quali tipologie esistono, come si comportano nell’ambiente e come si possono rilevare con i sistemi presenti sul mercato sia in ambito civile, sia industriale. 

1 Cos’è un gas 

Il termine gas fu coniato da un chimico belga (Jean Baptiste van Elmont) e deriva dal greco chaos, perché il gas è composto da milioni di particelle che si muovono in modo casuale e caotico. Per questo, se il gas viene disperso anche in piccole quantità, si diffonde rapidamente nell’ambiente (caratteristica dei gas e dei vapori che si sprigionano dall’evaporazione dei liquidi infiammabili).

2 Come si misura

Il volume dei gas si misura in %Volume per le alte concentrazioni e in ppmV per le basse concentrazioni.

3 Tipologie di gas

Possiamo suddividere le sostanze da monitorare con sensori gas in tre categorie: tossiche, infiammabili ed inerti.

a) I gas tossici sono quelli che, a contatto con l’essere umano, possono recare  effetti fisici dannosi o addirittura letali (fosfina, ossido di carbonio, cloro ammoniaca etc.)

b) I gas infiammabili sono sostanze liquide che hanno un punto di accensione uguale o più basso di quello della temperatura ambiente e gas di cui, a temperatura ambiente, si può definire una concentrazione di esplosività (LIE limite inferiore di esplosività). Queste sostanze vanno monitorate con rilevatori di sostanze esplosive, per evitare che si inneschi il “triangolo dell’esplosione” formato da energia di accensione (termica o di tipo elettrico), combustibile (gas,vapori o polvere) e comburente (ossigeno, aria). Esempi di sostanze infiammabili: metano, propano, idrogeno etc..

c) Le sostanze inerti (argon, elio, azoto etc.) di solito non richiedono sensori per il monitoraggio, tranne in situazioni specifiche dove la fuoriuscita di un gas inerte, spostando l’ossigeno, potrebbe rendere l’aria non più respirabile. In questi ambienti si utilizzano sensori di carenza di ossigeno o arricchimento di ossigeno, che incrementa notevolmente l’infiammabilità dei materiali.

4 I sensori gas

La tecnologia dei sensori cambia in base al gas da rilevare: per i gas infiammabili i sensori possono essere catalitici, termoconduttivi, infrarosso semiconduttore, elettrochimici; per i gas tossici possono essere elettochimici, semiconduttore, infrarosso; per l’ossigeno elettrochimici.

I sensori catalitici funzionano basandosi sul principio fisico dell’ossidazione del gas infiammabile su superficie di un elemento catalitico (pellistore) riscaldato elettricamente: sono di questo tipo quasi tutti i sensori utilizzati in ambito domestico ed industriale.

I sensori infrarossi (avendo gas infiammabili e tossici delle bande di assorbimento della luce all’infrarosso) si basano sul principio della differenza di attenuazione, in una specifica lunghezza d’onda, tra un segnale di riferimento ed il segnale prodotto dal passaggio della luce nella sostanza da rilevare.

I sensori elettrochimici funzionano sul principio dell’ossidazione dovuto al contatto del gas da rilevare con l’elettrolita e l’applicazione di una tensione polarizzata agli elettrodi: questo genera una corrente elettrica linearmente proporzionale a quella del gas

5 Come scegliere l’impianto da realizzare

Per la corretta installazione/progettazione di un sistema di rilevazione gas occorre seguire alcuni criteri di scelta: quali gas deve rilevare, a protezione di cosa si installa l’apparato (controllo aree, sicurezza persone o controllo perdite), come sono classificate le zone (tipo 0,1,2), quali sono le condizioni ambientali (1). 

6 Installazione dei rilevatori

I sensori per gas tossici vanno installati per la maggior parte ad altezza naso, quelli infiammabili devono essere installati in modo che sia possibile il monitoraggio delle aree in cui i gas infiammabili possono accumularsi. Il sistema, che comprende centrale di gestione e sensori, deve inoltre garantire le seguente azioni in caso di rilevamento gas: evacuazione delle zone, arresto dei processi e degli impianti e controllo della ventilazione.

7 Verifiche periodiche (controllo/manutenzione)

Le verifiche periodiche del sistema di rilevazione gas sono un fattore importante che influisce sulla sua affidabilità e devono sempre essere operate da personale specializzato e in accordo con quanto stabilito dal produttore. La frequenza dei controlli è trimestrale per gli ambienti con emissione di primo grado e semestrale per quelli con emissioni di secondo grado.

(1) Altri fattori ambientali da considerare saranno oggetto di futuri approfondimenti.