Rivelatori di monossido di carbonio

Gli uomini e gli animali sono esseri che hanno evoluto alcuni dei loro organi sensoriali a seconda del loro habitat  per difendersi dalle minacce di predatori o avvenimenti che possono accadere.

Il chimico, in particolare, deve affinare vista, udito e olfatto in quanto è a contatto con sostanze dannose o tossiche e innesca reazioni che a volte non decorrono secondo le aspettative che possono essere pericolose. Neanche il miglior chimico, tuttavia è in grado di percepire il monossido di carbonio, sostanza che si sprigiona dalla combustione incompleta e che è un gas inodore, insapore, incolore e non irritante quindi “invisibile”.

La sua pericolosità è dovuta al fatto che reagisce con l’emoglobina del sangue per dare la carbossiemoglobina che impedisce l’ossigenazione dei tessuti pertanto l’inalazione di monossido di carbonio in ambienti contenenti 440-500 ppm di tale gas porta alla morte.

Le cause accidentali di produzione di tale gas sono legate all’utilizzo di impianti di riscaldamento  o scaldabagni a gas difettosi, camini e stufe presenti in ambienti non sufficientemente areati motivo per il quale il monossido di carbonio. Solo in Italia si calcola che ogni anni vi sono centinaia di casi di intossicazione, anche grave, e diversi casi di morte.

A questo punto, per evitare che il monossido di carbonio, detto anche killer silente,  arrechi danni letali la chimica entra in azione.

In commercio vi  sono di diversi tipi  di rivelatori di CO che danno lo stesso risultato anche se funzionano in modo diverso: vi sono i rilevatori detti biomimetici e i più costosi rilevatori elettronici. Nelle sue parti fondamentali il rivelatore di CO contiene

1)      un microchip al silicio che invia un segnale alle altre parti del rivelatore

2)      LED che utilizzano la luce per mostrare se l’unità è in funzione e se necessita della sostituzione della batteria. Alcuni rilevatori hanno anche un display a cristalli liquidi che mostra una lettura di livelli di CO

3)      Una camera di rilevamento che ospita il sensore di CO che identifica e misura la concentrazione del gas presente in ppm

Quando il sensore avverte un concentrazione di gas elevata invia un impulso elettrico all’allarme e quanto maggiore è la concentrazione tanto più rapidamente l’allarme risponde.

I rivelatori di monossido di carbonio utilizzano diversi tipi di sensori:

1)

Sensori biomimetici che riproducono gli effetti dell’emoglobina nel sangue in cui un gel, in genere gel di silice, cambia colore quando assorbe CO. Il gel di silice è impregnato di un catalizzatore costituito da sali di metalli di transizione tra cui il palladio o il molibdeno sotto forma di solfato di palladio o il molibdato di ammonio. Quando il monossido di carbonio tocca il rivelatore avviene una reazione di ossidoriduzione in cui il monossido di carbonio viene ossidato a biossido di carbonio e i sali vengono ridotti a composti di colore nero.

Un sensore separato capta la variazione di colore e avverte il processore del rivelatore con conseguente suono dell’allarme.

2)

Sensori contenenti l’ossido di un metallo come stagno o platino: a contatto con il monossido di carbonio avviene, anche in questo caso una reazione di ossidoriduzione in cui CO viene convertito a CO2 mentre il metallo presente nell’ossido sotto forma ionica viene convertito a metallo. La reazione è esotermica e quindi avviene con produzione di calore che viene rilevato da un circuito elettronico che emette l’allarme.

3)

Un terzo tipo di sensore di tipo elettrochimico funziona come una batteria: vi sono due elettrodi di platino immersi in una soluzione. A contatto con il monossido di carbonio vi è passaggio di corrente elettrica che viene rivelata con conseguente emissione di allarme. Questo tipo di sensori sono i più sensibile ma anche i più costosi e necessitano di un’alimentazione elettrica: sono quindi inefficaci nel caso in cui c’è mancanza di corrente elettrica.

Quello che il chimico non può fare, può essere realizzato da i suoi studi sempre rivolti a migliorare le condizioni dell’umanità

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Author: Chimicamo

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