Come funziona l'inertizzazione?

A cosa serve l'inertizzazione?

La funzione principale dell'inertizzazione è sostituire un'atmosfera in aria oppure caricata con vapori infiammabili o particelle in sospensione, con un'atmosfera inerte.
L'inertizzazione ha due scopi principali:

• Una protezione di tipo qualitativo di un prodotto sensibile alla presenza di ossigeno (O₂) o umidità (H₂O), 
• Una protezione di sicurezza (in zone ATEX) al fine di proteggere un impianto dai rischi di accensione ed evitare esplosioni.

Principali modalità di inertizzazione

Le 4 modalità principali o sistemi di inertizzazione sono:

Inertizzazione per effetto pistone
Questa modalità di inertizzazione consiste nell'iniettare un gas inerte nella parte inferiore del volume da inertizzare e nell'espellere l'atmosfera presente attraverso uno sfiato situato nella parte superiore di tale volume.
L'esecuzione di un'inertizzazione per effetto pistone richiede il rispetto e il controllo di specifiche condizioni di iniezione in termini di velocità e natura del gas utilizzato. L'obiettivo è sostituire 1 volume di atmosfera con 1 volume di gas inerte.
Per un migliore effetto, l'utilizzo di gas pesanti come argon (Ar) o biossido di carbonio (CO₂) è preferibile.

Inertizzazione per diluizione
Questa modalità di inertizzazione consiste nell'iniettare il gas neutro attraverso un orifizio e nell'evacuare l'atmosfera presente tramite un secondo foro di evacuazione (o sfiato) generalmente situato nella parte superiore dell'impianto.
Il gas inerte iniettato, di solito azoto, viene quindi diluito con l'atmosfera da espellere e sostituirà progressivamente questa atmosfera fino all'ottenimento del livello di ossigeno (O₂) residuo o del contenuto di H₂O (acqua) desiderato. 
A titolo esemplificativo, per l'inertizzazione del cielo gassoso di un serbatoio di accumulo di liquido infiammabile, l'iniezione e lo sfiato saranno situati sulla parte superiore del serbatoio, il più lontano possibile l'uno dall'altro.
La portata di iniezione del gas di protezione definisce quindi il tempo di iniezione per raggiungere il livello di ossigeno target. Maggiore è la portata di gas, più la durata di iniezione sarà ridotta.
Il vantaggio di questa applicazione di inertizzazione è la sua semplicità di applicazione per assicurare una buona qualità di inertizzazione. Si utilizzano spesso questi impianti per l'inertizzazione di serbatoi di accumulo all'esterno, in un ambiente soggetto alle intemperie.

Inertizzazione per compressione/decompressione (C/D)
Il principio di questa modalità di inertizzazione è eseguire un processo che permette di effettuare più cicli di compressione con un gas neutro, seguiti da una decompressione alla pressione atmosferica dell'apparecchiatura da inertizzare.
La pressione di gonfiaggio e il numero di cicli completi (C/D) definiscono il contenuto residuo di O2 o H2O.
Si utilizza questa modalità operativa su impianti a tenuta stagna e in grado di sopportare pressioni sufficientemente elevate da limitare, fra l'altro, il numero di cicli.
Questi due cicli di compressione e decompressione possono essere eseguiti attraverso lo stesso orifizio.
Inoltre ciò consente una migliore evacuazione dell'umidità attaccata alle pareti interne dell'apparecchiatura da spurgare.

Inertizzazione per vuoto/compressione/decompressione (V/C/D)
Questa modalità di inertizzazione è simile alla modalità (C/D) con l'aggiunta di una fase di messa in sottovuoto dell'apparecchiatura. 
Per l'esecuzione di questa modalità di inertizzazione, l'apparecchiatura da inertizzare deve essere a tenuta stagna e resistere a pressioni positive e negative. I mezzi tecnici necessari per l'applicazione di queste modalità operative (C/D e V/C/D) sono spesso di grande complessità.
Il contenuto residuo di O₂ e H₂O dipenderà quindi dalla pressione e della depressione applicate nonché dal numero di cicli completi (V/C/D) effettuati.
Questa particolare modalità di inertizzazione viene utilizzata a titolo esemplificativo per lo spurgo di bombole di gas prima di riempirle.

Esempi di utilizzo dell'inertizzazione

L'inertizzazione di qualità o l'inertizzazione di sicurezza non sono una novità. Sono molto comuni nei processi industriali. Alcuni esempi:

• Sapevi che per spurgare l'umidità e l'ossigeno in un forno di trattamento termico per la ricottura di tubi in acciaio inossidabile ad alta temperatura, la tecnica di inertizzazione avviene per diluizione con azoto puro?
• Nell’industria alimentare, l'azoto (N₂) viene utilizzato per l'inertizzazione di qualità di serbatoi di vino o olio… ma anche per l'inertizzazione di sicurezza di silos di cereali.
• Nell'industria farmaceutica, l'azoto permette di proteggere le materie prime sensibili all'ossigeno che rientrano nella produzione di farmaci o di garantire la sicurezza durante reazioni chimiche o stoccaggio di prodotti infiammabili o tossici.