Come scegliere un gas di calibrazione o una miscela per il mio strumento scientifico?

Che cos'è una miscela di gas di calibrazione?

Una miscela di gas di calibrazione è una miscela gassosa di riferimento dalla composizione certificata e stabile, utilizzata come standard per regolare o verificare la precisione di uno strumento di misura o apparecchiatura di laboratorio . La sua scelta è critica, poiché l'uso di un gas inadeguato porta direttamente a risultati di analisi errati, danni materiali e gravi rischi di non conformità o sicurezza. Questo articolo ti guiderà nella definizione del gas di calibrazione ideale per garantire le prestazioni delle tue analisi.

Ruolo del gas di calibrazione negli strumenti di misura

In laboratorio o nel punto in cui è posizionato l'analizzatore (per le analisi in campo come le emissioni industriali), il gas di calibrazione è lo standard che indica al tuo analizzatore cosa deve misurare. Il suo ruolo principale è confermare che il tuo strumento fornisca una risposta precisa, accurata e riproducibile. Viene utilizzato principalmente per due operazioni distinte: la calibrazione, la regolazione e il controllo.

• La calibrazione rappresenta l'impostazione completa dello strumento. Si utilizza un "gas zero" (un gas puro, come la nostra gamma ALPHAGAZ 1 azoto o aria zero, garantito privo della componente da misurare) per definire la linea di base (il "punto zero"). Successivamente, si utilizzano uno o più gas "di scala" (span) a concentrazioni note per impostare la sensibilità e l'intervallo di misura dell'analizzatore.
• La regolazione e il controllo, particolarmente vitale per i rilevatori di sicurezza, è una verifica funzionale rapida (spesso chiamata bump test). Si espone brevemente il sensore al gas target per assicurarsi che reagisca e che gli allarmi scattino correttamente.

Infine, l'utilizzo di diverse miscele di gas a varie concentrazioni permette di validare la linearità della curva di risposta dello strumento, garantendo che le misure rimangano affidabili su tutto l'intervallo di rilevamento.

In Air Liquide, le miscele di gas tecnici sono definite in base a tre pilastri essenziali:

1. La composizione: natura e numero dei componenti nella miscela. La nostra competenza ci permette di fornire miscele complesse da 2 a oltre 60 componenti, con concentrazioni controllate che vanno dalla percentuale (%) fino ai livelli di tracce più bassi (ppm, o persino ppb).
2. La precisione: è il criterio più critico, che definisce l'adeguatezza della miscela alla tua applicazione. La precisione si basa su due parametri chiave:
   • La tolleranza realizzativa (TR): lo scarto massimo tollerato tra la concentrazione nominale richiesta e la concentrazione effettivamente prodotta in fase di riempimento.
   • L'incertezza di analisi (IA): lo scarto possibile tra la concentrazione misurata (quella riportata sul certificato di analisi) e il valore "reale" della miscela. La calcoliamo con un intervallo di confidenza del 95 %, in conformità alla norma ISO 6141.
3. 3. Le garanzie: il nostro impegno sulla tracciabilità e sulle prestazioni del prodotto nel tempo. Ogni miscela viene consegnata con un certificato che ne garantisce la conformità. La sua stabilità, che può arrivare fino a 3 anni, è assicurata da specifici trattamenti interni delle nostre bombole.

Conseguenze di una scelta errata del gas di calibrazione

Utilizzare un gas di calibrazione inadeguato, di scarsa qualità o con una stabilità compromessa non è mai un dettaglio trascurabile. Le conseguenze possono essere critiche e molto costose per il tuo laboratorio:

1. Risultati di analisi errati: è la conseguenza più diretta. Se il tuo standard è errato, tutte le misurazioni dei tuoi campioni saranno falsate. Ciò può comportare decisioni di produzione sbagliate, richiami di lotti o false dichiarazioni di non conformità.
2. Danni alla strumentazione: impurità critiche (come l'umidità, l'ossigeno o gli idrocarburi) possono "avvelenare" rilevatori estremamente sensibili (come gli ECD) o degradare irreversibilmente le colonne cromatografiche.
3. Non conformità: durante un audit (ad esempio ISO 17025), l'assenza di un certificato di analisi conforme o di una chiara tracciabilità metrologica del tuo standard può causare una non conformità maggiore.
4. Rischi per la sicurezza: è lo scenario più grave. Se un rilevatore di gas tossici (idrogeno solforato (H2S), monossido di carbonio (CO)...) viene regolato o calibrato con una miscela errata, potrebbe non reagire in caso di fuga reale, mettendo in pericolo la vita dei tuoi collaboratori.

Fase 4: garantire la stabilità e la purezza (bombola e valvola)

Avere una miscela precisa all'interno della bombola non serve a nulla se la sua concentrazione cambia nel tempo o se viene contaminata. Per i gas reattivi (ad es. il monossido di azoto (NO), il biossido di zolfo (SO2) e l'idrogeno solforato (H2S), la scelta della bombola è critica. Per garantire una stabilità ottimale del contenuto, le nostre bombole vengono sottoposte a un trattamento interno adeguato. Per preservare la purezza, le nostre bombole sono dotate di valvole a pressione residua (RPV) con valvola di non ritorno. Ciò previene qualsiasi inquinamento da parte dell'aria ambiente durante l'uso o lo stoccaggio, garantendo la purezza del gas. Assicuriamo inoltre l'utilizzo di valvole conformi alle normative (ad es. UNI 11144:2005) per garantire la sicurezza.

La checklist pratica in 4 fasi per definire la tua miscela

1. Cosa devo misurare e perché?

Definisco il contesto (settore di attività, applicazione) e lo scopo della mia misurazione, poiché questi fattori ne condizionano le caratteristiche.

• Qual è il mio settore di attività? Automotive, Petrolchimico, Ambientale, Biometano, ecc...?
  È importante identificare il settore perché aiuta a definire le norme, le regole o le regolamentazioni specifiche che determinano, in tutto o in parte, le caratteristiche della miscela di calibrazione necessaria.
• Qual è la mia applicazione?
  [ ] Regolazione, verifica quotidiana, controllo di conformità normativa.
  [ ] Controllo qualità delle materie prime o dei prodotti finiti.
  [ ] Rilevamento di sicurezza per i collaboratori.
  [ ] Regolazione dello strumento. [ ] Parte attiva nel processo produttivo.
• Per quale utilizzo serve la miscela?
  [ ] Regolazione o calibrazione di un analizzatore.
  [ ] Alimentazione dell'analizzatore (Gas strumentale: ad esempio, gas di fiamma per FID).
  [ ] Calibrazione per il controllo della conformità normativa, standard o omologazione.

2. Qual è la composizione della miscela desiderata?

Verifico cosa deve misurare il mio analizzatore. Indico l'elenco dei componenti attivi. Per ogni componente, specifico l'unità di misura (ppm, ppb, %).

• Quali sono i componenti target della miscela?
  Identifico ed elenco le molecole esatte (ad es. NO, CO, SO2, C3H8).
• Qual è la concentrazione (unità: %, ppm, ppb, etc..) per ogni componente nella mia bombola di miscela?
  Una miscela serve a fissare un punto di misura. Se misuro in ppm, non eseguo la calibrazione in %.
• Qual è la matrice della miscela, ovvero il gas di fondo?

La matrice: è il gas maggioritario che "trasporta" gli altri. Deve essere il più simile possibile al mio gas reale. Esempio: per una misura delle emissioni (camino), è spesso azoto (N2).

Tabella illustrativa per determinare la composizione della miscela

3. Quale precisione e quale certificato desidero per la mia miscela?

È la differenza tra una "miscela industriale" e uno "standard certificato". È spesso qui che si definiscono il prezzo e la conformità della fornitura.

• Qual è l'incertezza richiesta?
  L'incertezza analitica: è la garanzia sul valore reale (il certificato). Uso di processo: +/- 5 % o 10 % è spesso sufficiente. Uso legale/normativo: è necessario un valore di +/- 1 % o 2 %.
  [ ] Standard (+/- 2 % - 5 % relativo)
  [ ] Alta precisione (+/- 1 % relativo)
  [ ] Altissima precisione / Metrologia (< 1 % relativo)
  [ ] Indifferente (Uso di processo)
• Quale deviazione di misura accetto per la miscela?
  La deviazione di misura: è lo scarto autorizzato tra la concentrazione ordinata e la concentrazione reale consegnata. Se ordino 50 ppm, accetto di riceverne 45 ppm o 55 ppm (purché il valore sia certificato come esatto)? Se desideri avvicinarti di più a 50.0 ppm, il processo è più costoso e richiede tempi più lunghi.
  [ ] Standard (+/- 5 % - 10 % relativo)
  [ ] Concentrazione rigorosa richiesta (+/- 2 % - 5 % relativo)
  [ ] Su misura: ________ %
• Ho bisogno di un accreditamento?
  [ ] Cartellino: conformità semplice (nessuna misurazione specifica della bombola).
  [ ] Certificato di Analisi (gravimetrico o analitico): valore reale misurato sulla bombola + incertezza.
  [ ] Certificato Accreditato (ISO 17025 / ISO 17034 o altro): per la metrologia legale o accreditata.

4. Dimensione e tipo di bombola:

• Quale autonomia desideri?
  La dimensione della bombola ne determina il volume e, di conseguenza, la quantità di gas a disposizione.
  [ ] Portatile: S05 (~0.75m3) o S11 (~1.6m3)
  [ ] Standard da laboratorio: M20 (~3m3)
  [ ] Grande capacità: L50 (~7.5m3)
  [ ] Pacco bombole: V16 (Struttura da 16 bombole collegate)
• Dovrò movimentare o trasportare questa bombola frequentemente?
  Ergonomia:
  - In laboratorio: bombola B20 o  B50 (pesante, per postazioni fisse).
  - In sito (camini, aree esterne): bombola portatile in alluminio o materiale composito (B5, B10 LABTOP™) ideale per facilitare gli spostamenti e le risalite su scale.
  [ ] Formato portatile (Leggero)
  [ ] Formato da laboratorio (Grande volume)
• Quale tipo di valvola o raccordo di uscita desideri sulla tua bombola?
  [ ] Standard in base alla norma del paese o dell’impianto (UNI / DIN / AFNOR...)
  [ ] Valvola con riduttore integrato LABTOP™ (Leva on/off + Manometro integrato + RPV), particolarmente indicata per l'uso di bombole "portatili".

Documenti di tracciabilità e conformità

Un gas di calibrazione è completo solo se accompagnato dalla sua documentazione. Ogni bombola di miscela viene consegnata con un documento di tracciabilità conforme alla norma ISO 6141. Questo documento può assumere due forme:

1. Scheda Prodotto: per le gamme Non certificate / Cartellino come BLUE e ALPHAGAZ™ Mix, certifica la conformità del prodotto alle specifiche contrattuali.
2. Certificato di Analisi (o di Composizione): per le gamme CRYSTAL, SAPHIR e DIAMOND, indica la composizione esatta (realizzata) della miscela, ottenuta tramite misurazione gravimetrica o analisi, insieme al suo livello di incertezza.

Questo certificato è un documento di tracciabilità che comprende dati obbligatori, quali l'identificazione univoca del certificato e del contenitore (bombola), il fornitore, i componenti target, la composizione, l'incertezza estesa e l'attacco della valvola.

A complemento dei certificati di analisi Air Liquide fornisce per tutte le miscele le Schede di Dati di Sicurezza (SDS), in conformità alla normativa vigente.

Expertise Center, esperti nelle Miscele Air Liquide, fornisce assistenza per definire la tua miscela su misura

La tua applicazione è unica e non trova corrispondenza nel nostro catalogo? La forza di Air Liquide risiede nella capacità di produrre miscele di gas personalizzate.

Il nostro Expertise Center è a tua disposizione per studiare le tue necessità. I nostri specialisti analizzano la fattibilità della tua richiesta (compatibilità fisica dei gas, sicurezza, stabilità) e ti guidano nella definizione della miscela perfetta.

Per definire la tua miscela di gas su misura, segui le istruzioni della nostra checklist. Inoltre, non dimenticare di:

1. Stimare il consumo per determinare la dimensione della bombola più adatta.
2. Identificare le necessità specifiche, che siano legate ai tempi di consegna, all'attacco della bombola o al certificato di analisi.

Per definire la miscela di gas di calibrazione adatta alla tua applicazione, ordinare i nostri gas puri ALPHAGAZ™, o ottenere uno studio per una miscela su misura, contatta subito i nostri esperti.

Domande frequenti su come scegliere i gas di taratura puri e le miscele di gas in laboratorio

• Come scegliere un gas di elevata purezza per il mio analizzatore?
• Le famiglie di gas e la sicurezza in laboratorio