Inertizzazione: cos'è, quando applicarla e come farlo

L'inertizzazione è un metodo impiegato in numerosi settori industriali, come quello logistico, chimico, alimentare o farmaceutico, per spostare l'ossigeno e limitare la presenza di umidità durante lo stoccaggio, la lavorazione o il trasporto della merce. Questo processo contribuisce a creare ambienti più sicuri, soprattutto negli impianti in cui sussistono rischi associati a sostanze infiammabili o soggette a deterioramento. L'inertizzazione aiuta a proteggere apparecchiature e prodotti dalla corrosione, dall'ossidazione e dalla contaminazione.

Questo articolo spiega che cos'è l'inertizzazione, quali sono i suoi vantaggi, le sue applicazioni e i metodi più comuni, nonché il suo ruolo nell'ambito della logistica e nei magazzini automatici.

Che cos'è l'inertizzazione?

L'inertizzazione è un processo che consiste nel ridurre la concentrazione di ossigeno in uno spazio chiuso mediante gas inerti come azoto, anidride carbonica o argon. Viene utilizzata per evitare combustioni indesiderate e proteggere i prodotti sensibili dall'ossigeno e dall'umidità. Il significato dell'inertizzazione è quindi legato alla creazione di ambienti più sicuri e stabili per lo stoccaggio, il trasporto o la lavorazione di determinati materiali.

Questo procedimento viene utilizzato abitualmente nelle industrie in cui vengono stoccate o manipolate sostanze infiammabili, merci sensibili all'umidità o materiali che possono degradarsi a contatto con l'aria, come combustibili, prodotti chimici, alimenti, medicinali o componenti elettronici. L'inertizzazione viene applicata, ad esempio, in serbatoi e depositi che contengono sostanze infiammabili, nelle tubazioni in cui circolano gas o prodotti chimici, nei reattori industriali in cui si svolgono processi sensibili all'ossigeno e nei magazzini automatici e celle di stoccaggio a freddo.

L'inertizzazione si basa su uno dei principi del cosiddetto triangolo del fuoco, secondo il quale per generare una combustione sono necessari tre elementi: combustibile, ossigeno e una fonte di calore (o di ignizione). Riducendo il livello di ossigeno, l'inertizzazione neutralizza una delle tre condizioni necessarie affinché il fuoco possa svilupparsi o propagarsi.

L'aria atmosferica contiene circa il 21% di ossigeno, ma quando questo livello scende al di sotto di una determinata soglia, denominata concentrazione limite di ossigeno o LOC (limiting oxygen concentration), la combustione diventa impossibile. Questo valore non è fisso: dipende dal materiale stoccato o manipolato, dal gas utilizzato per inertizzare, nonché dalla temperatura, dalla pressione e dalle condizioni specifiche dell'impianto. Per questo motivo, nei progetti industriali la concentrazione di ossigeno ammissibile viene definita sulla base dell'analisi dei rischi, delle proprietà del combustibile e delle normative tecniche applicabili.

Vantaggi dell'inertizzazione

L'inertizzazione offre numerosi vantaggi negli ambienti industriali e logistici in cui vengono stoccate o manipolate sostanze sensibili o infiammabili:

• Prevenzione di incendi ed esplosioni. L'inertizzazione applica uno dei principi fisici del soffocamento dell'incendio: ridurre la concentrazione di ossigeno al di sotto dei livelli necessari all'avvio della combustione.
• Protezione dei prodotti sensibili. Evita l'ossidazione, l'umidità e altre reazioni che possono deteriorare alimenti, medicinali, componenti elettronici o prodotti chimici.
• Conservazione di apparecchiature e impianti. Riduce al minimo la corrosione e i danni provocati da reazioni chimiche indesiderate nei magazzini, nelle tubazioni o negli impianti industriali.
• Maggiore sicurezza operativa. Riduce il rischio di perdite, emissioni pericolose o atmosfere esplosive che potrebbero mettere in pericolo persone, impianti o ambiente.

Benché l'inertizzazione comporti numerosi vantaggi in termini di sicurezza, presenta anche alcuni vincoli tecnici, come i costi di installazione e manutenzione, la necessità di monitorare continuamente la concentrazione di ossigeno o l'importanza di garantire la tenuta del locale.

Applicazioni dell'inertizzazione

L'inertizzazione è presente in numerosi settori industriali e la sua applicazione varia in funzione del tipo di impianto, delle sostanze manipolate e del livello di sicurezza richiesto.

• Industria chimica e petrolchimica. Viene utilizzata in serbatoi, depositi, reattori e tubazioni che stoccano o trasportano sostanze infiammabili. Ridurre l'ossigeno evita la formazione di atmosfere esplosive e, di conseguenza, il rischio di combustione.
• Industria alimentare e farmaceutica. Il processo di inertizzazione contribuisce a prolungare la durata dei prodotti e a mantenerne le proprietà. Viene inoltre utilizzato durante il confezionamento di alimenti, medicinali e altri articoli delicati per rallentare l'ossidazione e impedirne il deterioramento.
• Elettronica. Viene utilizzata durante la fabbricazione dei semiconduttori e la saldatura delle schede elettroniche per ridurre l'umidità, evitare l'ossidazione e annullare quasi del tutto il rischio di surriscaldamento o incendio.
• Logistica. In determinati magazzini automatici e celle frigorifere, l'inertizzazione previene gli incendi e aumenta la sicurezza in ambienti in cui la propagazione del fuoco e le operazioni di spegnimento possono risultare più complesse, come accade negli impianti di grande altezza dotati di sistemi di stoccaggio compatto.
• Polveri combustibili. Nei silos in cui vengono stoccate o manipolate materie prime come farina, zucchero, cereali o polvere di legno, l'inertizzazione riduce al minimo il rischio di esplosioni provocate da particelle sospese nell'aria.
• Stoccaggio a freddo. Le celle frigorifere e i tunnel di congelamento ricorrono all'inertizzazione per mantenere livelli di ossigeno controllati e limitare la propagazione del fuoco negli impianti sottoposti a temperature inferiori allo zero. Questo tipo di sistema utilizza generalmente azoto per creare un'atmosfera controllata e rafforzare la protezione antincendio in ambienti ad alta tenuta e ad alta densità di stoccaggio.

Metodi di inertizzazione

Esistono diverse tecniche di inertizzazione per ridurre la concentrazione di ossigeno fino a livelli che impediscano il verificarsi di una combustione o di un'esplosione:

• Blanketing. Consiste nel creare uno strato protettivo di gas inerte sopra un prodotto stoccato per evitare il contatto con l'ossigeno e l'umidità. Questo sistema contribuisce a mantenere condizioni stabili per la merce.
• Sparging. Consiste nell'introdurre piccole bolle di gas inerte attraverso un liquido per eliminare l'ossigeno disciolto o altri gas indesiderati. Questa tecnica viene utilizzata, ad esempio, nei processi chimici e alimentari o nel trattamento delle acque.
• Spurgo. Un gas inerte viene iniettato in un impianto, un serbatoio o una tubazione per spostare o diluire l'ossigeno presente al suo interno. I gas più comuni sono generalmente azoto, anidride carbonica o argon, a seconda del rischio di incendio, delle caratteristiche del prodotto, dei costi o della disponibilità. Esistono diversi tipi di spurgo in base al modo in cui il gas inerte sostituisce l'aria nel sistema:
  • Spurgo per diluizione. Il gas inerte viene introdotto in serbatoi, tubazioni o impianti chiusi e si mescola con l'aria presente fino a far diminuire progressivamente la concentrazione di ossigeno.
  • Spurgo per spostamento. Il gas inerte sposta l'aria o i gas presenti all'interno di serbatoi o tubazioni senza mescolarsi completamente con essi. Questo metodo richiede generalmente una quantità inferiore di gas per raggiungere il livello di ossigeno desiderato.
  • Spurgo a pressione. Consiste nell'introdurre gas inerte sotto pressione in serbatoi o impianti industriali per favorire la miscelazione e lo spostamento dell'ossigeno. Viene utilizzato in sistemi in grado di sopportare variazioni moderate di pressione.
  • Spurgo sotto vuoto. Prima si estrae l'aria dall'interno di serbatoi o impianti chiusi e poi si introduce un gas inerte. Questo consente di raggiungere livelli di ossigeno molto bassi con un consumo ridotto di gas, ma richiede apparecchiature predisposte per operare a bassa pressione.

L'inertizzazione nel magazzino

La logistica integra l'inertizzazione nelle strategie di sicurezza e prevenzione dei rischi nel magazzino. A differenza di altri sistemi di protezione antincendio che entrano in funzione dopo l'inizio dell'incendio, l'inertizzazione mira a mantenere condizioni che ostacolino la combustione e riducano il rischio di incendio.

I sistemi tradizionali di protezione antincendio si concentrano generalmente sul rilevamento dell'incendio nelle sue prime fasi, sul suo spegnimento una volta sviluppatosi o sulla limitazione della sua propagazione mediante materiali e soluzioni resistenti alle fiamme. Nei magazzini ad alta densità, i sistemi antincendio per scaffalature metalliche e magazzini devono adattarsi a impianti di grande altezza, corsie strette e sistemi di stoccaggio compatti. L'inertizzazione agisce prima che si sviluppi la combustione.

Per riuscirci, l'inertizzazione ricorre generalmente all'azoto, un gas naturalmente presente nell'aria, stabile e non reattivo. Grazie a generatori di azoto, sensori di ossigeno e sistemi di controllo automatizzati, il magazzino mantiene un'atmosfera controllata in ogni momento.

Un esempio di applicazione di questa tecnologia è il magazzino automatico autoportante di Takeda in Polonia, un impianto alto 32,5 m dotato di un sistema di inertizzazione in grado di ridurre la concentrazione di ossigeno al di sotto del 15% mediante l'iniezione di azoto. Il progetto, destinato allo stoccaggio di prodotti farmaceutici, comprende anche un controllo della temperatura e dell'umidità, scaffalature a doppia profondità e sistemi automatizzati di movimentazione per gestire oltre 6.500 pallet.

Un altro esempio è il magazzino automatico frigorifero di Frigo Logistics, operatore 3PL specializzato in prodotti surgelati e nello stoccaggio a temperatura controllata. In Polonia, l'azienda dispone di un centro di distribuzione dotato di una soluzione integrale Mecalux che include un sistema di inertizzazione per rafforzare la protezione antincendio in un ambiente sottoposto a temperature inferiori allo zero e ad alta densità di stoccaggio.

Inertizzazione e protezione antincendio nei magazzini

L'inertizzazione è una soluzione per migliorare la sicurezza negli ambienti industriali e logistici in cui sussiste il rischio di incendio o deterioramento della merce. Grazie alla riduzione controllata dell'ossigeno, questo sistema consente di creare un'atmosfera più sicura e stabile in impianti come magazzini automatici o celle frigorifere.

Ecco alcune raccomandazioni e aspetti chiave da tenere in considerazione quando si applicano sistemi di inertizzazione nell'industria e nella logistica:

• La concentrazione di ossigeno deve essere controllata continuamente per garantire condizioni sicure e stabili.
• Il modo più comune per ridurre l'ossigeno consiste nell'utilizzare azoto, un gas inerte stabile e naturalmente presente nell'aria.
• La tenuta dell'impianto è fondamentale per mantenere un'atmosfera controllata ed evitare perdite di efficacia.
• Nei magazzini automatici, nelle celle frigorifere o negli impianti ad alta densità, l'inertizzazione può contribuire a rafforzare la protezione antincendio.
• L'inertizzazione deve essere integrata con sistemi di monitoraggio e misure di sicurezza aggiuntive per garantire la protezione delle persone e degli impianti.