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L’azoto (N2) è un gas diffusissimo in natura, circa 78% in volume è presente nell’atmosfera ed è un elemento fondamentale della biosfera; i composti con altri elementi, inorganici e organici, sono moltissimi. È un gas inerte, fino a temperature di qualche centinaio di °C. In natura allo stato libero è un gas biatomico, ma esiste anche in varie combinazioni con l’ossigeno formando degli ossidi e anidridi, da cui acidi e sali importanti nei cicli vitali e anche in processi industriali. L’N2 è un gas asfissiante, ma meno pericoloso dell’anidride carbonica perché è più leggero dell’aria, per cui anche piccole perdite non si concentrano mai in luoghi confinati eventualmente praticati da persone o animali.
Dr. Ing. Enrico de Carli
Ordine degli Ingegneri di Brescia
Studio Tecnico Ing. Enrico de Carli
Vi sono due tecniche di produzione dell’N2: separazione dall’aria mediante liquefazione di questa e successiva distillazione, e sottrazione dell’ossigeno dall’aria mediante combustione. La prima è quella di uso più generale ed è collegata alla produzione anche dell’ossigeno e dell’argon, la seconda è oggi pressoché abbandonata.
Fino a non molto tempo fa, l’azoto si produceva in impianti anche piccoli, con capacità di qualche decina di Nm3/h fino ad alcune centinaia – o anche qualche migliaio – di Nm3/h, con un rilevante consumo di energia: ordine di grandezza 1 kWh/Nm3. Oggi la richiesta dei mercati è molto aumentata e gli impianti economicamente validi producono migliaia e anche decine di migliaia di Nm3/h con consumi di energia molto inferiori.
L’N2 ha diversi usi industriali: i più importanti sono nell’inertizzazione in alternativa all’anidride carbonica, ma la scelta va studiata accuratamente; nella metallurgia, nella meccanica per l’indurimento a caldo delle superfici, nonché ovviamente in vari processi chimici. Oggi s’è sviluppato un impiego massiccio per la surgelazione, per la bassissima temperatura (-196 °C) ottenibile e per la protezione dalle micro ossidazioni, che possono alterare il sapore di alcuni prodotti commestibili surgelati.
In piccole quantità l’N2 si conserva e si maneggia in bombole, sciolte o in pacchi; per quantità superiori ai 1.500 Kg si conserva liquido sotto moderata pressione in opportuni serbatoi criogenici isolati sotto vuoto spinto, oggi industrialmente prodotti in varie capacità, fino ad una capacità massima di 500.000 litri. Per capacità superiori sono stati costruiti sul posto serbatoi da milioni di litri, con isolamento non sotto vuoto, di spessore dell’ordine di 1,5 m.
Come in genere per tutti i gas, nell’uso dell’azoto è prudente affidarsi alla competenza di un esperto e, per uso massiccio, meglio ancora di un ingegnere, soprattutto in una fase iniziale quando ancora mancasse nel personale addetto un’esperienza specifica.
