Liquidi criogenici: caratteristiche, applicazioni e sicurezza industriale

I liquidi criogenici rappresentano una risorsa fondamentale per numerosi settori industriali: dalla metallurgia alla ricerca scientifica, dall’alimentare alla farmaceutica. In Tecnogas li conosciamo bene: da anni li forniamo e supportiamo le aziende nella loro gestione in sicurezza, consapevoli delle sfide e delle opportunità che comportano. 

In questo articolo vogliamo fare chiarezza su cosa sono, quali sono i principali tipi di liquidi criogenici, come vengono trasportati e utilizzati, le normative da rispettare e le innovazioni che stanno trasformando questo settore. 

Cosa sono i liquidi criogenici

Quando parliamo di liquidi criogenici ci riferiamo a gas tecnici che vengono raffreddati fino a temperature estremamente basse, tanto da passare allo stato liquido. Si tratta di valori che scendono spesso al di sotto dei –150 °C e che richiedono, di conseguenza, contenitori dedicati e procedure di manipolazione molto precise. 

Questi liquidi hanno alcune caratteristiche particolari: 

• sono estremamente volatili 

• tendono a evaporare rapidamente 

• una volta tornati allo stato gassoso, aumentano di volume in maniera significativa 

Per questo devono essere mantenuti in serbatoi criogenici isolati termicamente e progettati per mantenere una pressione controllata, riducendo al minimo le perdite per ebollizione. 

La differenza rispetto ai gas tecnici “tradizionali” è sostanziale: mentre questi ultimi vengono forniti in bombole compresse già allo stato gassoso, i liquidi criogenici si presentano in forma liquida e vengono trasformati in gas solo al momento dell’utilizzo.
È proprio questa caratteristica a renderli così preziosi per numerose applicazioni industriali. 

Sai come gestire una bombola di gas e le sue componenti in modo sicuro?

Scoprilo nella nostra guida!

Principali tipi di liquidi criogenici

Ossigeno liquido (LOX): applicazioni industriali

L’ossigeno liquido è uno dei principali liquidi criogenici utilizzati in ambito industriale.
La sua caratteristica fondamentale è la capacità di alimentare processi di combustione ad alta efficienza, motivo per cui trova largo impiego nella metallurgia e nelle lavorazioni che richiedono elevate temperature. 

Viene impiegato, ad esempio, nei sistemi di taglio termico e nei forni industriali, dove l’apporto di ossigeno consente di ottenere una combustione più intensa e uniforme.
Inoltre, l’ossigeno liquido viene spesso stoccato in grandi quantità per garantire una fornitura continua di ossigeno gassoso all’interno degli impianti produttivi, grazie a sistemi di vaporizzazione che lo trasformano in gas pronto all’uso. 

Azoto liquido (LIN): raffreddamento, inertizzazione, conservazione

Tra tutti i liquidi criogenici, l’azoto liquido è senza dubbio quello più diffuso e versatile.
Grazie alle sue proprietà, trova applicazione in moltissimi settori industriali. 

• È fondamentale per il raffreddamento rapido di macchinari e materiali, abbassando drasticamente la temperatura in tempi brevissimi. 

• Viene utilizzato per l’inertizzazione di serbatoi e reattori chimici: l’azoto liquido, trasformato in gas, crea un’atmosfera priva di ossigeno che riduce il rischio di incendi ed esplosioni, garantendo condizioni di lavoro sicure. 

• Nel settore alimentare è protagonista nella surgelazione rapida e nel packaging in atmosfera protettiva, tecniche che permettono di conservare più a lungo la qualità e la freschezza degli alimenti. 

Argon liquido (LAR): protezione in saldatura ad arco, metallurgia

L’argon liquido trova impiego principalmente nella saldatura ad arco (MIG/TIG), dove protegge il bagno fuso dall’ossidazione.
È essenziale anche nella metallurgia per trattamenti di affinazione e nella produzione di acciai speciali. 

Altri gas criogenici: idrogeno liquido ed elio liquido (uso specialistico)

• Idrogeno liquido: applicazioni emergenti nell’energia e nel trasporto sostenibile. 

• Elio liquido: indispensabile per la ricerca scientifica, soprattutto in ambito criogenico e nelle apparecchiature di risonanza magnetica. 

Tabella comparativa 

Ecco una tabella comparativa che evidenzia le principali proprietà fisiche e le applicazioni tipiche dei gas criogenici citati nell’articolo (Ossigeno, Azoto, Argon, Idrogeno, Elio): 

Come vengono stoccati e trasportati

Lo stoccaggio e il trasporto dei liquidi criogenici richiedono attenzioni particolari, perché si tratta di prodotti che devono essere mantenuti a temperature estremamente basse e in condizioni di totale sicurezza. 

• Si utilizzano serbatoi criogenici e dewar, progettati con sistemi di isolamento sottovuoto per ridurre al minimo l’evaporazione e garantire stabilità nel tempo. 

• Per quantità più importanti vengono impiegati camion cisterna e unità mobili, che consentono di trasportare i liquidi criogenici direttamente presso gli impianti dei clienti nel pieno rispetto della normativa ADR. 

Una volta arrivati a destinazione, tramite specifici sistemi di evaporazione, il liquido viene trasformato in gas e reso pronto per l’utilizzo nei processi produttivi. 

Alla base di tutto c’è la gestione logistica: controlli periodici sui serbatoi, personale adeguatamente formato e procedure di emergenza ben definite. 

Solo così si può garantire una fornitura continua e sicura, senza interruzioni né rischi. 

Applicazioni industriali dei liquidi criogenici

I liquidi criogenici sono una risorsa trasversale, capace di trovare spazio in moltissimi settori produttivi. 

• Nell’industria metallurgica, ossigeno e argon liquido sono fondamentali per processi di saldatura e taglio ad alte prestazioni, perché garantiscono precisione e protezione del materiale lavorato. 

• Nei trattamenti termici e nella tempra criogenica dei metalli, l’impiego di azoto liquido permette di aumentare la durezza e la resistenza dei componenti. 

• Nel settore alimentare, l’uso dei criogenici è più visibile anche al grande pubblico: congelamento rapido (IQF), conservazione a lungo termine o confezionamento in atmosfera protettiva, tecniche che mantengono inalterata la qualità degli alimenti e ne prolungano la shelf life. 

• La chimica, la farmaceutica e la ricerca scientifica sfruttano i liquidi criogenici per applicazioni di precisione: dalla refrigerazione dei reattori alla conservazione di campioni biologici, fino allo sviluppo di nuove tecnologie che richiedono ambienti controllati a temperature bassissime. 

Sicurezza nella gestione dei liquidi criogenici

Lavorare con i liquidi criogenici significa avere a che fare con prodotti che, se non gestiti correttamente, possono diventare pericolosi. 

I rischi principali sono: 

• contatto diretto che può provocare ustioni da freddo e congelamento dei tessuti 

• pericolo di asfissia in ambienti chiusi, causato dallo spiazzamento dell’ossigeno 

• rischio di esplosioni di contenitori non idonei o non correttamente manutenuti 

La sicurezza è quindi un tema che non può mai passare in secondo piano. Noi di Tecnogas mettiamo sempre al centro tre aspetti chiave: 

• utilizzo di dispositivi di protezione individuale adeguati (guanti criogenici, visiere, grembiuli isolanti) 

• rispetto di procedure operative precise in fase di travaso e stoccaggio 

• formazione continua del personale 

Solo con competenza e aggiornamento costante si può garantire una gestione sicura ed efficiente di questi prodotti così delicati.

Normative di riferimento

La gestione dei liquidi criogenici non è solo una questione tecnica, ma anche normativa. 

• Il trasporto su strada è disciplinato dal Regolamento ADR, che definisce modalità, documentazione e requisiti dei mezzi autorizzati. 

• Le attrezzature a pressione sono soggette alla Direttiva PED (2014/68/UE), che stabilisce criteri di progettazione, costruzione e collaudo dei serbatoi criogenici. 

• All’interno degli stabilimenti, la sicurezza dei lavoratori è tutelata dal D.Lgs. 81/08, che impone misure specifiche per la prevenzione dei rischi legati alla manipolazione dei gas criogenici. 

• Non va dimenticato l’obbligo di una corretta etichettatura secondo il regolamento CLP e l’uso di una segnaletica di sicurezza chiara e visibile. 

Affidati a noi per la gestione dei liquidi criogenici 

I liquidi criogenici sono risorse preziose, ma vanno gestiti con competenza e sicurezza. 

Noi di Tecnogas mettiamo a disposizione esperienza, consulenza tecnica e forniture affidabili per ogni settore: dall’alimentare alla metallurgia, fino alla ricerca scientifica. 

Contattaci oggi stesso per ricevere una consulenza personalizzata o per richiedere un preventivo: ti guideremo nella scelta dei gas criogenici più adatti e nelle migliori soluzioni di stoccaggio e gestione.