GAS INNATURALE - Tecnologia della
miscelazione del Nitrox. Di Robert Rossier.
Per quanto il nitrox possa risolvere alcuni problemi dell'immersione,
il procedimento attraverso cui vengono ottenute le
diverse miscele respiratorie presenta alcuni rischi. Il
principale è il pericolo di incendio ed esplosione.
Tutte le attrezzature che devono essere esposte a
concentrazioni di ossigeno superiori al 40% devono essere
rese ossigeno-compatibili, mediante la rimozione di ogni
sostanza che possa prendere fuoco esplodere se esposta ad
alte concentrazioni di ossigeno. Anche l'aria che deve
essere miscelata deve essere ossigeno-compatibile, cioè
non contenere nemmeno tracce di idrocarburi o altri
contaminanti pericolosi. In situazioni normali, la
abituale aria compressa respirabile viene ulteriormente
purificata attraverso un processo di iperfiltrazione per
essere compatibile per la miscelazione a Nitrox. Il
procedimento più diretto per la miscelazione è quello
per pressione parziale. Poiché comporta l'uso di
ossigeno puro, è potenzialmente pericoloso e deve essere
condotto da tecnici qualificati e con uso di strumenti e
procedure adatti. Si esegue caricando una bombola ad una
pressione predefinita con ossigeno puro. Se si inizia con
una bombola vuota, questo consente di operare con riserve
di ossigeno a pressione relativamente bassa, ma l'operazione
può anche essere iniziate su bombole parzialmente
cariche. Quando la carica di ossigeno è completata, la
bombola viene portata alla pressione di esercizio
desiderata con aria compressa ossigeno-compatibile. Prima
dell'uso, la concentrazione di ossigeno viene controllata
con un analizzatore e, se necessario, corretta. Dato che
viene utilizzato ossigeno puro, tutte le attrezzature, l'aria
compressa utilizzata e le bombole da caricare devono
essere assolutamente ossigeno-compatibili. Un secondo
procedimento è quello che comporta la miscelazione a
flusso continuo. Questo processo utilizza un sistema di
iniezione di precisione per miscelare ossigeno puro con
aria, nella proporzione desiderata, all'interno di un
sistema di compressione ad alta pressione senza olio.
Anche in questo caso aria e materiali devono essere
ossigeno-compatibili.
La tecnologia Pressure swing absorption (PSA), impiega
filtri molecolari che rimuovono selettivamente l'azoto da
un flusso di aria. Il procedimento può produrre ossigeno
fino al 95% di concentrazione ed è spesso utilizzato
come fonte di ossigeno per la miscelazione a flusso
continuo. Utilizzando la PSA per la produzione di nitrox
comporta due stadi operativi: la produzione di ossigeno
puro e la miscelazione a flusso continuo con aria fino ad
ottenere la miscela desiderata.
Un sistema PSA utilizza due filtri molecolari in
parallelo, operati da un compressore a bassa pressione
che fornisca aria a circa 4-6 ATA. L'ossigeno viene
prodotto ad una pressione di 3,5 - 4,5 ATA ed accumulato
in serbatoi, da cui passa al miscelatore nitrox, che lo
miscela con aria per ottenere la miscela desiderata, che
viene infine compressa alla pressione voluta. Il sistema
può produrre ossigeno puro a bassa pressione e aria o
nitrox ad alta pressione. I prossimi sistemi PSA saranno
in grado anche di produrre ossigeno ad alta pressione.
I sistemi PSA progettati per le necessità di centri o
barche da immersione, sono predisposti per produrre
elevati volumi di gas, ma si stanno sviluppando anche
sistemi portatili a portata inferiore. Il prezzo di
queste attrezzature è comparabile a quello di un sistema
equivalente di compressori d'aria ad alta pressione. Un
terzo modo di miscelare nitrox è la cosiddetta
tecnologia DNAx (DeNitrogenated Air). Come per la PSA, l'azoto
viene rimosso dall'aria per ottenere ossigeno, non con
filtri molecolari ma con separazione gassosa attraverso
membrane permeabili. Invece di produrre ossigeno puro,
questa tecnologia produce direttamente la miscela
desiderata, che viene poi compressa alla pressione
necessaria. I vantaggi del sistema DNAx sono di operare
con miscele a contenuto di ossigeno inferiore al 40% , di
non richiedere l'uso di gas o materiali ossigeno-compatibili
e di richiedere poca manutenzione, purché si utilizzi
aria pre-filtrata. Con poche accortezze il modulo-membrana
può durare anche più di 20 anni. Il sistema è compatto,
pesa poco (circa 130 x 55 x 40 cm e 65 Kg di peso ) e,
applicato ad un generatore nitrox, può produrre miscela
a 220 ATA. L'aria in entrata può essere fornita da
bombole SCUBA o compressori per aria respirabile. Sono
disponibili sia versioni elettriche che con motore a
scoppio. Il costo operativo è di poco superiore a quello
di un compressore d'aria portatile. Torna ad
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