Sicurezza gas in laboratorio

I laboratori moderni utilizzano diversi gas all’interno delle loro attività quotidiane. Questo articolo descrive nel dettaglio due dei metodi più comuni di fornitura di gas per laboratori e i relativi rischi e vantaggi per la sicurezza.

Un certo numero di gas viene utilizzato nei laboratori per supportare varie applicazioni come la cromatografia (GC e LC-MS), la spettroscopia, l'ELSD e la preparazione dei campioni, solo per citarne alcune. Elio, idrogeno e azoto sono alcuni dei gas più comunemente utilizzati dai laboratori per tali applicazioni.

Generalmente, il gas viene fornito ai laboratori in uno dei tre modi seguenti:

• Dewar 
• Bombole
• Generatore di gas

Tradizionalmente, le bombole sono state il metodo più comune per la fornitura di gas e sono ancora ampiamente utilizzate nei laboratori di tutto il mondo. Se utilizzi le bombole nel tuo laboratorio, dovresti seguire i seguenti suggerimenti relativi alla sicurezza.

1. Le bombole devono essere conservate in un luogo fresco e asciutto, lontano da fonti di calore. Le bombole infiammabili devono essere conservate separatamente dalle bombole di ossigeno o idrogeno.

2. Bisogna fare attenzione quando si sposta la bombola e si rimuove il tappo della bombola. Il gas all'interno è altamente pressurizzato.

3. Le bombole in uso devono essere controllate una volta ogni tre anni. Le bombole contenenti gas corrosivi devono essere ispezionate ogni due anni e le bombole prive dei requisiti necessari non devono essere utilizzate.

4. Le bombole di idrogeno devono essere collocate in un luogo apposito lontano dal laboratorio, collegate al laboratorio con tubature in rame/acciaio inossidabile e fissate onde evitare manomissioni. Le tubature devono essere controllate regolarmente per evitare fughe di idrogeno importanti.

5. È buona norma non utilizzare l'intero contenuto della bombola di gas. Normalmente, l'ultimo 10% non viene utilizzato, poiché può contenere umidità, idrocarburi e altre impurità che possono causare la contaminazione degli strumenti. La pressione all'interno della bombola impedisce all'aria di entrare nella bombola, quindi è consigliabile garantire che la pressione residua non scenda mai al di sotto di 0.5 MP (70 psi).

6. Quando si utilizza il gas in bombola, è necessario utilizzare un regolatore a 2 stadi con valvola limitatrice di pressione. I gas infiammabili richiedono un regolatore con filettatura sinistra. È importante aprire e chiudere lentamente il regolatore di pressione e la valvola. Per prima cosa, si dovrebbe controllare la pressione della bombola e poi la fornitura all'applicazione dovrebbe essere regolata accuratamente fino a quando non si raggiunge la pressione di gas consigliata.

7. Quando si utilizza una bombola ad alta pressione, l'operatore non deve sostare in una posizione frontale rispetto al raccordo della bombola, per evitare potenziali infortuni. Una volta collegata, è necessario controllare regolarmente la presenza di perdite e prestare attenzione alle letture del manometro.

8. Le bombole di idrogeno devono essere dotate di regolatori speciali ed è severamente vietato il contatto con olii. Ci sono certi indumenti che l'operatore non deve indossare quando si trova nei pressi di queste bombole, come ad esempio quello fatti con materiali che possono diventare elettrostatici e causare scintille, poiché l'idrogeno è estremamente infiammabile. Per tutti i gas infiammabili e le bombole di gas di combustione, la distanza di stoccaggio da una fiamma libera deve essere maggiore di dieci metri. Se ciò non fosse possibile, bisogna utilizzare l'isolamento e altre misure di sicurezza.

Seguire questi suggerimenti dovrebbe garantire che l'uso delle bombole con gas sia il più sicuro possibile. Tuttavia, le bombole sono intrinsecamente pericolose e introducono molti rischi nell'ambiente di laboratorio. Questi rischi devono essere attentamente considerati quando si sceglie o si riesamina la fornitura di gas di un laboratorio.

Rischi per la sicurezza delle bombole di gas

La semplice gestione delle bombole di gas è un'attività rischiosa. Il personale di laboratorio è a rischio di infortuni ogni volta che deve spostare una bombola, e questa necessità può presentarsi spesso, a volte ogni settimana o ogni pochi giorni, a seconda dell'utilizzo del gas da parte del laboratorio. Le bombole di gas sono grandi e pesanti, quindi chiunque debba spostarle dovrebbe ricevere il giusto training per condurre queste operazioni in sicurezza, così da prevenire i comuni infortuni associati allo spostamento di materiali pesanti, come danni alla schiena o stiramenti muscolari. Quando si spostano le bombole di gas, è sempre necessario utilizzare un carrello portabombole adeguato. Se una bombola del gas cade o si danneggia durante lo spostamento, potrebbe provocare un infortunio alla persona che la sposta, e potrebbe anche rappresentare una grave minaccia per chiunque si trovi nelle vicinanze. Ad esempio, se una bombola di idrogeno viene danneggiata, potrebbe causare un'esplosione, o addirittura comportarsi come un razzo, sufficientemente pericoloso da essere proiettato anche attraverso uno spesso muro di cemento.

Con alcune bombole di gas il pericolo può essere meno palese. Ad esempio, se una bombola di azoto sviluppasse una perdita, ciò potrebbe provocare asfissia. Una normale bombola di azoto contiene circa 9000 litri di gas azoto ad alta pressione. Ciò significa che qualsiasi fuoriuscita potrebbe prendere rapidamente il posto dell’ossigeno nell'atmosfera circostante. Una percentuale di ossigeno nell'aria inferiore al 18% compromette la funzione cognitiva e se inferiore al 6% provoca svenimenti immediati e danni cerebrali.

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Vantaggi dell'utilizzo di un generatore di gas in termini di sicurezza

Fortunatamente, tutti questi rischi possono essere evitati utilizzando un generatore di gas al posto delle bombole.

I generatori producono gas a seconda del fabbisogno, come richiesto da ciascun strumento di laboratorio. Ciò significa che immagazzinano solo una quantità minima di gas alla volta. Un generatore di idrogeno non immagazzina abbastanza gas per raggiungere il limite inferiore di esplosività dell'idrogeno (LEL), che è del 4,1% nell'aria. In un normale laboratorio ci vorrebbero circa 2050 litri di idrogeno per raggiungere il limite inferiore di esplosività. Con una bombola di idrogeno che contiene, normalmente, 9000 litri di idrogeno, una perdita potrebbe causare il raggiungimento del LEL in pochi minuti. Invece, un generatore di gas di idrogeno PEAK Scientific genera solo 500 cc di idrogeno al minuto, il che significa che ci vorrebbero quasi 3 giorni per raggiungere il LEL di idrogeno nello stesso laboratorio, e solo se quel laboratorio fosse sigillato ermeticamente.

Questo evento è estremamente improbabile con un generatore di idrogeno PEAK Scientific poiché tutti i generatori di idrogeno PEAK  hanno le seguenti funzionalità di sicurezza:

• Controllo perdite interne all'avvio
• Rilevamento perdite esterne
• Monitoraggio della pressione per prevenire perdite e accumulo di pressione
• Spegnimento automatico della cella ad alta pressione
• Avvisi acustici/visivi

Inoltre, i generatori di gas non presentano alcun rischio associato allo spostamento o alla sostituzione delle bombole. Questo perché, una volta installati, non è necessario spostarli. Con una regolare manutenzione programmata, un generatore di gas produrrà una fornitura di gas costante, a differenza delle bombole di gas che si esauriscono e devono essere sostituite.

Se stai pensando di fare l’upgrade della tua fornitura di gas dalle bombole a un generatore di gas per migliorare la sicurezza nel tuo laboratorio, sarai lieto di sapere che, oltre ad essere molto più sicuri delle bombole, i generatori di gas sono anche più affidabili ed economici. I generatori di gas producono un gas a purezza costante, a differenza delle bombole di gas che possono avere una purezza non omogenea non solo da bombola a bombola, ma anche dal primo all'ultimo utilizzo all’interno di una singola bombola. Per questo motivo, si consiglia di sostituire le bombole una volta utilizzato il 90% della loro capacità, poiché il restante 10% può contenere elevati livelli di umidità e idrocarburi, che possono compromettere gli strumenti e le analisi.

Oltre agli ovvi vantaggi di un generatore di gas in termini di sicurezza, è anche possibile aspettarsi un recupero dell'investimento entro 18 mesi, il che rende un generatore una soluzione molto più economica rispetto al continuo noleggio di bombole di gas. I gas contenuti nelle bombole aumentano di prezzo anno dopo anno, così come i costi di consegna e noleggio. Le bombole del gas possono anche esaurirsi in momenti inopportuni e comportano frequenti tempi di fermo macchina dello strumento in fase di sostituzione.

 

Non solo i generatori di gas sono una soluzione più sicura per la fornitura di gas in laboratorio rispetto alle bombole, poiché non presentano nessuno dei rischi associati alla gestione delle bombole di gas e presentano un rischio notevolmente inferiore di esplosione o asfissia: è anche evidente che i generatori di gas sono un sistema più economico e affidabile per la fornitura di gas da laboratorio.

Per eliminare tutti i rischi e gli inconvenienti che sono parte integrante dell'utilizzo delle bombole di gas passando a un generatore di gas, contatta PEAK Scientific o visita il nostro sito per saperne di più.