Cosa sono i gas inerti?

I gas inerti vengono utilizzati per proteggere gli impianti o i prodotti da alterazioni dovute alla presenza di ossigeno. Ma di quali gas si tratta e come funzionano?

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Pharma Air Liquide

Definizione

Un gas inerte è un gas che non ha reazioni chimiche con il suo ambiente in normali condizioni di pressione e temperatura.
Nell'industria farmaceutica e in quella chimica, questi gas sono principalmente l'azoto (N2) e l'argon (Ar), che sono componenti dell'aria.

Generalmente un gas inerte, viene utilizzato in sostituzione di atmosfere contenenti ossigeno (O2) o umidità (N2O) al fine di proteggere i prodotti sensibili alla presenza di questi due componenti.

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Il gas inerte può essere utilizzato per applicazioni correlate alla conservazione della qualità di un prodotto o per garantire la sicurezza di impianti o stoccaggi di prodotti infiammabili o con vapori infiammabili.
Grazie alle loro caratteristiche chimiche, i gas inerti possono essere applicati per eliminare l'aria dal cielo gassoso di contenitori che possono essere di notevole volume (serbatoio di accumulo, ad esempio) o più piccoli come lampade, flaconi o provette. 
I gas inerti hanno quindi l'obiettivo di sostituire una grande parte dell'ossigeno presente nel contenitore. 
Sono utilizzati per proteggere diversi prodotti chimici, liquidi o solidi, sensibili alla presenza di ossigeno o umidità.

Principali gas inerti

La molecola di azoto (N2) è il principale gas inerte utilizzato nelle applicazioni, perché esiste in grande quantità nell'aria (78,3%).
Anche i gas nobili e monoatomici di alta qualità come argon, elio, crypton, xeno, neon, a destra nella tavola periodica degli elementi, sono gas inerti. Questi elementi sono gas rari utilizzati per applicazioni di nicchia.
Il biossido di carbonio (CO2), una molecola polare con un atomo di carbonio e due atomi di ossigeno, ha proprietà di gas inerte, ma non è neutro. Può essere tossico a livelli superiori a 1.500 ppm. Forma un debole effetto acido quando viene disciolto in acqua.
Di solito, è emesso dall'attività industriale o dai trasporti. La CO2 commercializzata dai fornitori di gas proviene da fonti di produzione dove la CO2 è presente in forte concentrazione, come l'industria chimica o la combustione. Viene separata, purificata e confezionata. È presente nell'aria ma non fa parte delle sostanze naturali. Può essere prelevata anche da pozzi di estrazione nel sottosuolo della terra.
Questi elementi chimici sono tutti in forma gassosa in condizioni atmosferiche standard (temperatura 15 °C, pressione 1 atm). Sono incolori e inodori. 
Per la scienza l'azoto è considerato come gas perfetto. I calcoli di Pressione, Temperatura, Volume e numero di Moli sono vincolati dalla legge dei gas perfetti, la cui formula è:

PV = nRT 
(R essendo la costante del gas perfetto = 8,314 JK-1 mole-1)

Monitorare

In materia di sicurezza, è molto importante per l'utilizzo di questi gas controllare il contenuto di ossigeno. Si sposta o diluisce l'ossigeno contenuto nell'aria del contenitore da inertizzare provocando una diminuzione della sua concentrazione. 
L'atmosfera che ne risulta viene detta carente di ossigeno o sottoossigenata.
Un'atmosfera bassa del contenuto di ossigeno può causare rischi di asfissia (anossia).
Al di sotto del 18% di ossigeno nell'aria, si possono avvertire i primi sintomi. 
La misurazione del contenuto di ossigeno della postazione di lavoro è un'azione preventiva indispensabile quando si lavora in spazi confinati dove sono presenti gas inerti.

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Esempi di utilizzo di gas inerti

Lo sapevi, ad esempio, che le lampade a incandescenza e le finestre con doppi o tripli vetri contengono argon o crypton? Nel primo caso, il gas neutro permette di proteggere il filamento di tungsteno delle lampade, mentre nel secondo migliora le prestazioni di isolamento dell'edificio e riduce il consumo di energia per il riscaldamento.

Le industrie alimentari e farmaceutiche fanno un grande uso di gas inerti perché molti dei loro prodotti sono sensibili all'ossigeno.
In questi mercati è necessario rispettare un elevato numero di norme e regolamenti, i gas infatti devono soddisfare le misure specifiche di questi settori inerenti la sicurezza alimentare e le buone pratiche di produzione (BPF).

Air Liquide ha progettato soluzioni che rispettano le norme di salute e sicurezza più rigorose.

  • PHARGALIS™ è la gamma di gas e servizi di Air Liquide destinati ai gas a contatto con i farmaci. È conforme alle 3 farmacopee europea, giapponese e americana, nonché alle BPF e BPD degli eccipienti. La gamma PHARGALIS™ è certificata EXCiPACT™.
  • ALIGAL™ è la gamma premium di gas e servizi di Air Liquide destinata ai gas a contatto con alimenti e bevande. La gamma ALIGAL™ è certificata ISO 22000 e FSSC 22000.

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