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Ossigeno O2

del 31/03/2011
CHE COS'È?

Ossigeno O2: definizione

L’ossigeno (O2) è un gas diffusissimo in natura, per poco meno del 21% in volume è presente nell’atmosfera e, combinato con l’idrogeno, forma l’acqua; i composti con altri elementi, inorganici e organici, sono moltissimi. L’O2 è il comburente (agisce come agente ossidante di un combustibile in una reazione di combustione) più comune. In natura allo stato libero è un gas biatomico, ma esiste anche in piccole quantità allo stato triatomico – l’ozono – che si forma mediante scariche elettriche naturali (fulmini) o artificiali. L’O2 è essenziale per la vita di tutti gli esseri viventi, animali e vegetali, anche per i pesci e le alghe che approfittano dell’ossigeno disciolto nell’acqua. L’acqua infatti può sciogliere, in quantità diverse secondo i casi, piccole quantità di gas: la solubilità dell’ossigeno in acqua è doppia di quella dell’azoto, con vantaggio della vita subacquea.

Dr. Ing. Enrico de Carli
Ordine degli Ingegneri di Brescia
Studio Tecnico Ing. Enrico de Carli


COME SI FA

Vi sono due tecniche di produzione dell’O2: separazione dall’aria mediante liquefazione di questa e successiva distillazione ed elettrolisi dell’acqua. La prima è quella di uso più generale ed è collegata alla produzione anche dell’azoto e dell’argon, la seconda è piuttosto un sottoprodotto della produzione dell’idrogeno, ma anche per questo scopo questa tecnica è pressoché abbandonata perché si applicano oggi tecniche meno costose.
Fino a non molto tempo fa, l’ossigeno si produceva in impianti anche piccoli, 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’O2 ha diversi usi industriali e medicali: i più importanti sono nella metallurgia, soprattutto nella decarbonatazione della ghisa fusa per produrre l’acciaio, nella meccanica media e pesante, nonché ovviamente in vari processi chimici. In medicina è usato per prevenire l’anossìa (insufficiente rifornimento di ossigeno ai tessuti).
Non è di difficile maneggio, ma può essere pericoloso per la facilità a provocare il fuoco e in modo violentissimo; a volte – per fortuna raramente – in modo imprevedibile, distruggendo anche materiali non combustibili e in un caso s’è sperimentata la distruzione di una valvola di acciaio inossidabile difettosa che entrava in vibrazione. Evitare rigorosamente eventuali contatti dell’ossigeno con panni unti: l’ignizione spontanea s’è verificata più di una volta, causando perfino la morte di operai che li indossavano.
In piccole quantità l’O2 si conserva e si maneggia in bombole, sciolte o in pacchi; per quantità su-periori 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.
Il trasporto come gas in grandissime quantità: vedere anche Gas tecnici: trasporto e maneggio.


CHI

Come in genere per tutti i gas, nell’uso dell’ossigeno è prudente affidarsi alla competenza di un e-sperto e, per uso massiccio, meglio ancora di un ingegnere, soprattutto in una fase iniziale quando ancora mancasse nel personale addetto un’esperienza specifica.


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