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Esafluoruro di zolfo (SF6): rischio ambiente e salute / Note

Esafluoruo di zolfo SF6 rischio ambiente e salute

Esafluoruro di zolfo (SF6): rischio ambiente e salute / Note Marzo 2023

ID 19316 | 27.03.2023 / Note complete in allegato

L’Esafluoruro di zolfo, CAS 2551-62-4, è un gas di sintesi formato da 6 atomi di fluoro raccolti attorno ad un atomo di zolfo in posizione centrale: tale struttura rende il gas SF6 molto stabile dal punto di vista chimico e termico. Grazie alle sue proprietà chimiche e fisiche, l’esafluoruro di zolfo è un ottimo gas isolante inerte e non tossico, la cui rigidità dielettrica è pari a circa 2,5 volte quella dell’aria. Il suo principale utilizzo è quello di isolante e di spegnimento d’arco negli apparecchi di manovra di alta tensione elettrica.

Il gas speciale SF6 è trasparente, inodore, non tossico, non infiammabile (in condizioni standard), inerte e isolante con alta resistenza elettrica e stabilità termica, molto utilizzato nei sistemi elettrici a media e alta tensione grazie alle eccellenti proprietà elettriche, termiche e chimiche.

Tipicamente l’esafluoruro di zolfo è utilizzato come dielettrico, isolante termico e nella fabbricazione di semiconduttori e nei processi di fusione del magnesio e delle sue leghe.

Da oltre 50 anni, il gas SF6 è utilizzato con successo in varie applicazioni industriali. La maggior parte del volume è usato negli interruttori e sezionatori sulle linee di trasmissione e distribuzione di energia elettrica. Viene anche usato negli acceleratori di particelle, nei radar e nell’industria elettronica. In campo medico, il gas SF6 è usato nelle macchine di diagnostica a risonanza magnetica e nella chirurgia dell’occhio.

In passato era anche utilizzato negli pneumatici, nelle palline da tennis, in alcune tipologie di scarpe da ginnastica e come isolante nei doppi vetri. Il suo uso in queste applicazioni è bandito dal 2007.

Nelle apparecchiature elettriche di media e alta tensione, le proprietà dell’SF6 non sono seconde a nessun altro gas per l’isolamento e lo smorzamento di archi elettrici a causa della sua elevata resistenza dielettrica e la sua capacità di ricombinazione. Grazie a queste proprietà, molto superiori ad altri fluidi come aria o azoto, le sottostazioni elettriche possono essere costruite con dimensioni molto più compatte.

L’esafluoruro di zolfo o, in breve, SF6 è il più potente gas serra conosciuto. Il suo impatto climatico è 22.800 volte maggiore rispetto all’anidride carbonica e il suo tempo di permanenza nell’atmosfera è di circa 3.200 anni.

A causa delle sue specifiche proprietà il gas SF6 viene utilizzato in applicazioni industriali. Per prevenire i pericolosi effetti sul clima l’utilizzo del gas è stato proibito fin dal 4 Luglio 2007 per la maggior parte delle applicazioni. Esse includono, ad esempio, l’utilizzo per le insonorizzazioni delle finestre, le scarpe sportive e come gas per i pneumatici degli autoveicoli.

Nella maggior parte delle applicazioni industriali, tuttavia, non c’è ancora stata alcuna alternativa ragionevole e applicabile; ecco perché il gas SF6 continua ad essere utilizzato. Il campo applicativo principale sono gli interruttori e sezionatori nella trasmissione e distribuzione di elettricità. Nelle centrali con attrezzature isolate il gas serve come fluido isolante e per prevenire la formazione dell’arco elettrico durante il processo di commutazione degli interruttori e sezionatori.

Il suo impatto sul clima è 22.800 volte superiore a quella dell’anidride carbonica e il suo tempo di permanenza nell’atmosfera è di circa 3.200 anni. In tutto il mondo esistono regole severe per la riduzione delle emissioni di gas SF6 in atmosfera. Nell’Unione Europea, il regolamento F-Gas, (CE) n. 517/2014, sulla limitazione delle emissioni di gas serra, è entrato in vigore nel 2014. Nel regolamento sono stati stabiliti i requisiti generali per il trattamento del gas SF6 e di altri gas fluorurati.

I gas fluorurati - maggiori responsabili dell’inquinamento atmosferico - sono gli idrofluorocarburi (HFC), iperfluorocarburi (PFC) e l’esafluoruro di zolfo (SF6). Si tratta di gas estremamente persistenti nell’atmosfera, il che significa che i loro effetti durano a lungo dopo la loro emissione.

Una serie di regolamenti europei e nazionali si sono susseguiti in materia, l’ultimo Regolamento (CE) n. 517/2014 del 16 Aprile 2014 stabilisce le nuove soglie di obbligatorietà basandole sul CO2 equivalente del gas contenuto abbandonando la soglia del peso contenuto (3 kg. di gas florurati).

Gli apparecchi soggetti ai controlli hanno l’obbligo di avere un registro dell’apparecchiatura F-Gas in cui andranno annotate tutte le operazioni che coinvolgono il circuito gas della macchina, questo registro non va confuso con il libretto di impianto per la climatizzazione invernale e/o estiva che riguarda la manutenzione e l’efficienza energetica dell’impianto.

Regolamento (CE) n. 517/2014

Il Regolamento (CE) n. 517/2014 del 16 Aprile 2014 stabilisce:

Apparecchiature soggette ai controlli (articolo 4, paragrafi 1 e 2,)

Gli operatori di apparecchiature contenenti gas fluorurati a effetto serra in quantità pari o superiori a 5 tonnellate di CO2 equivalente non contenuti in schiume provvedono affinché le apparecchiature siano controllate per verificare la presenza di eventuali perdite.

Le apparecchiature ermeticamente sigillate contenenti gas fluorurati a effetto serra in quantità inferiori a 10 tonnellate di CO2 equivalente, non sono soggette ai controlli delle perdite di cui al presente articolo, purché le apparecchiature siano etichettate come ermeticamente sigillate.

I commutatori elettrici non sono soggetti a controlli delle perdite ai sensi del presente articolo purché rispettino una delle condizioni seguenti:

a) presentino un comprovato tasso di perdita annuale inferiore allo 0,1% riportato nelle specifiche tecniche del fabbricante e sono etichettati come tali;
b) siano muniti di un dispositivo di controllo della pressione o della densità; o
c) contengano meno di 6 kg di gas fluorurati a effetto serra.

Il paragrafo 1 si applica agli operatori delle seguenti apparecchiature contenenti gas fluorurati a effetto serra:

a) apparecchiature fisse di refrigerazione;
b) apparecchiature fisse di condizionamento d’aria;
c) pompe di calore fisse;
d) apparecchiature fisse di protezione antincendio;
e) celle frigorifero di autocarri e rimorchi frigorifero;
f) commutatori elettrici;
g) cicli Rankine a fluido organico.

Riguardo alle apparecchiature di cui al primo comma, lettere da a) a e), i controlli sono svolti da persone fisiche certificate conformemente alle norme di cui all’articolo 10. In deroga al paragrafo 1, primo comma, fino al 31 dicembre 2016 le apparecchiature contenenti meno di 3 kg di gas fluorurati a effetto serra o le apparecchiature ermeticamente sigillate, etichettate come tali e contenenti meno di 6 kg di gas fluorurati a effetto serra, non sono soggette a controlli delle perdite.

Frequenze dei controlli (articolo 4, paragrafo 3)

I controlli delle perdite di cui al paragrafo 1 sono effettuati con la seguente frequenza:

a) per le apparecchiature contenenti gas fluorurati a effetto serra in quantità pari o superiori a 5 tonnellate di CO2 equivalente ma inferiori a 50 tonnellate di CO2 equivalente: almeno ogni 12 mesi o, se è installato un sistema di rilevamento delle perdite, almeno ogni 24 mesi;

b) per le apparecchiature contenenti gas fluorurati a effetto serra in quantità pari o superiori a 50 tonnellate di CO2

equivalente ma inferiori a 500 tonnellate di CO2 equivalente: almeno ogni sei mesi o, se è installato un sistema di rilevamento delle perdite, almeno ogni 12 mesi;

c) per le apparecchiature contenenti gas fluorurati a effetto serra in quantità pari o superiori a 500 tonnellate di CO2 equivalente: almeno ogni tre mesi o, se è installato un sistema di rilevamento delle perdite, almeno ogni sei mesi.

Regolamento (CE) n. 517/2014

Articolo 13 Controllo dell’uso

1. È vietato l’uso di esafluoruro di zolfo nella pressofusione del magnesio e nel riciclaggio delle leghe di magnesio per pressofusione.

Alle installazioni che utilizzano una quantità di esafluoruro di zolfo inferiore a 850 kg l’anno, riguardo alla pressofusione del magnesio e al riciclaggio delle leghe di magnesio per pressofusione, il divieto si applica solo a decorrere dal 1° gennaio 2018.

2. È vietato l’uso di esafluoruro di zolfo per il riempimento di pneumatici di autoveicoli.

3. A decorrere dal 1° gennaio 2020, è vietato l’uso dei gas fluorurati a effetto serra con potenziale di riscaldamento globale pari o superiore a 2 500 per l’assistenza o la manutenzione delle apparecchiature di refrigerazione con dimensioni del carico di refrigerazione pari o superiori a 40 tonnellate di CO2 equivalente.

Il presente paragrafo non si applica al materiale militare o ad apparecchiature concepite per raffreddare prodotti a temperature inferiori a - 50 °C.

Fino al 1° gennaio 2030, il divieto di cui al primo comma non si applica alle seguenti categorie di gas fluorurati a effetto serra:

a) gas fluorurati a effetto serra rigenerati con potenziale di riscaldamento globale pari o superiore a 2 500 e utilizzati per la manutenzione o l’assistenza delle apparecchiature di refrigerazione esistenti, a condizione che siano stati etichettati conformemente all’articolo 12, paragrafo 6;

b) gas fluorurati a effetto serra riciclati con potenziale di riscaldamento globale pari o superiore a 2 500 e utilizzati per la manutenzione o la riparazione delle apparecchiature di refrigerazione esistenti, a condizione che siano stati recuperati da tali apparecchiature. Questi gas riciclati possono essere utilizzati 

ALLEGATO I

GAS FLUORURATI A EFFETTO SERRA DI CUI ALL’ARTICOLO 2, PUNTO 1

Esafluoruo di zolfo SF6 rischio ambiente e salute   Allegato I Reg  FGAS

(1) Sulla base della quarta relazione di valutazione adottata dal gruppo di esperti intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC), se non altrimenti indicato.

* «potenziale di riscaldamento globale» o «GWP», il potenziale di riscaldamento climatico di un gas a effetto serra in relazione a quello dell’anidride carbonica (CO2), calcolato in termini di potenziale di riscaldamento in 100 anni di un chilogrammo di un gas a effetto serra rispetto a un chilogrammo di CO2, di cui agli allegati I, II e IV o, nel caso delle miscele, calcolato a norma dell’allegato IV.

Formazione e certificazione

Ai fini dell’esercizio dell’installazione, assistenza, manutenzione o riparazione delle apparecchiature che contengono gas fluorurati a effetto serra o il cui funzionamento dipende da tali gas per cui è richiesto un certificato o un attestato, i gas fluorurati a effetto serra sono esclusivamente venduti a e acquistati da imprese in possesso dei certificati o degli attestati pertinenti o da imprese che impiegano persone in possesso di un certificato o di un attestato di formazione.

Il personale che svolge attività correlate all’esafluoruro di zolfo (SF6) deve ora essere formato e certificato in modo specifico.

Tra le attività pertinenti vi sono, in particolare:

- Installazione, assistenza, manutenzione, riparazione e fermo delle apparecchiature elettriche isolate
- Esecuzione di prove di tenuta su impianti che ricadono all’intero del regolamento F-Gas
- Recupero di gas SF6

Protocollo di Kyoto

Nell’atmosfera il gas SF6 è indesiderabile a causa del suo elevato potenziale di riscaldamento globale ed è stato elencato, insieme con altri cinque gas, nel Protocollo di Kyoto.

Il Protocollo di Kyoto, che fa seguito alla convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC), è uno dei più importanti strumenti giuridici internazionali volti a combattere i cambiamenti climatici. É il primo accordo internazionale che contiene gli impegni dei paesi industrializzati a ridurre le emissioni di alcuni gas ad effetto serra, responsabili del riscaldamento del pianeta. É stato adottato a Kyoto, Giappone, l’11 dicembre 1997 ed è entrato in vigore il 16 febbraio 2005.

Il protocollo di Kyoto concerne le emissioni di sei gas ad effetto serra:

biossido di carbonio (CO2);
metano (CH4);
protossido di azoto (N2O);
idrofluorocarburi (HFC);
perfluorocarburi (PFC);
esafluoro di zolfo (SF6).

La caratteristica principale del Protocollo di Kyoto è che stabilisce obiettivi vincolanti e quantificati di limitazione e riduzione dei gas ad effetto serra per i paesi aderenti (le Parti) ovvero 37 paesi industrializzati e la Comunità Europea. I paesi industrializzati (presenti nell’allegato I della UNFCCC), riconosciuti come principali responsabili dei livelli di gas ad effetto serra presenti in atmosfera, si impegnavano a ridurre le loro emissioni di gas ad effetto serra, nel periodo 2008-2012, di almeno il 5 % rispetto ai livelli del 1990.

Il protocollo di Kyoto prevede che i paesi debbano raggiungere i propri obiettivi di riduzione principalmente attraverso misure nazionali. Tuttavia, il protocollo consente di ridurre le emissioni di gas a effetto serra attraverso dei meccanismi basati sul mercato, i cosiddetti “Meccanismi Flessibili”. Questi sono:

Emission Trading Internazionale (ET): consente lo scambio di crediti di emissione tra Paesi industrializzati e ad economia in transizione; un paese che abbia conseguito una diminuzione delle proprie emissioni di gas serra superiore al proprio obiettivo può così cedere (ricorrendo all'ET) tali "crediti" a un paese che, al contrario, non sia stato in grado di rispettare i propri impegni di riduzione delle emissioni di gas-serra;

Meccanismo di Sviluppo Pulito (Clean Development Mechanism-CDM): consente ai Paesi industrializzati e ad economia in transizione di realizzare progetti nei Paesi in via di sviluppo, che producano benefici ambientali in termini di riduzione delle emissioni di gas-serra e di sviluppo economico e sociale dei Paesi ospiti e nello stesso tempo generino crediti di emissione (CER) per i Paesi che promuovono gli interventi;

Implementazione Congiunta (Joint Implementation-JI): consente ai Paesi industrializzati e ad economia in transizione di realizzare progetti per la riduzione delle emissioni di gas-serra in un altro paese dello stesso gruppo e di utilizzare i crediti derivanti (ERU), congiuntamente con il paese ospite.

Riutilizzo dello zolfo esafluoruro (SF6) e sue miscele in apparecchiature elettriche

CEI EN IEC 60480 (CEI 10-40)

Lo zolfo esafluoruro (SF6) e le sue miscele in azoto (N2) e carbonio tetrafluoruro (CF4) sono comunemente utilizzati nelle apparecchiature elettriche. Tenendo conto delle ripercussioni che queste sostanze possono avere sull’ambiente, deve essere prestata particolare attenzione ai criteri per un loro coretto riutilizzo e di questi aspetti si occupa una specifica norma, la CEI EN IEC 60480 (CEI 10-40) “Specifica per il riutilizzo dello zolfo esafluoruro (SF6) e sue miscele in apparecchiature elettriche”.

Questa Norma fornisce i criteri per il riutilizzo dello zolfo esafluoruro (SF6) e sue miscele dopo il recupero e la rigenerazione dalle apparecchiature elettriche (ad esempio per manutenzione, o a fine vita).

Il documento comprende numerosi allegati relativi alla descrizione dei diversi metodi di analisi, sui prodotti di decomposizione, sulla procedura per la valutazione dei potenziali effetti sulla salute derivanti dai prodotti di decomposizione, sulla rigenerazione criogenica di SF6 e sulle raccomandazioni di rigenerazione.

Non rientrano nel campo di applicazione di questa norma le procedure per il recupero e la rigenerazione dell’SF6 e sue miscele, né le procedure per il loro stoccaggio, il trasporto e lo smaltimento. Questi ultimi aspetti sono trattati dalla Norma CEI EN 62271-4 “Apparecchiatura ad alta tensione Parte 4: Procedure per la manipolazione del gas esafluoruro di zolfo (SF6) e delle sue miscele”.

Le procedure per determinare le perdite di SF6 sono infine descritte nella CEI EN 60068‑2‑17 “Prove ambientali Parte 2: Prove Prova Q: Tenuta”.

La nuova edizione 2019-10 sostituisce completamente precedente del 2005-10 che rimane applicabile fino al 09-05-2022.

Informazioni per l’utilizzo

-  Identificazione dei pericoli: gas sotto pressione (liquefatto);

Limiti di infiammabilità in aria: non infiammabile;

-  Esposizione personale: TLV-TWA (ACGIH): 1000 ppm

Misure di protezione individuale: indossare occhiali di sicurezza con protezione laterale. Indossare guanti  di sicurezza in cuoio e scarpe di sicurezza durante le operazioni di manipolazione di bombole;

- Compatibilità materiale: non corrosivo;

- Rischi per la salute: asfissiante in alte concentrazioni; il contatto con il liquido può causare ustioni da congelamento

Classificazione ed etichettatura secondo i criteri CLP

CE / Lista n.: 219-854-2

Numero CAS: 2551-62-4

Mol. formula: SF6

Esafluoruo di zolfo SF6 rischio ambiente e salute   Formula

[...]

Indicazioni di pericolo

H280: Contiene gas sotto pressione; può esplodere se riscaldato.

H336: Può provocare sonnolenza o vertigini.

H315: Provoca irritazione cutanea

H319: Provoca grave irritazione oculare

Esafluoruo di zolfo SF6 rischio ambiente e salute   Pittogrammi GHS

Consiglio di prudenza - Conservazione

P410 + P403

P410: Proteggere dai raggi solari.

P403: Conservare in luogo ben ventilato.

ADR N. ONU Esafluoruro di zolfo

ADR: UN 1080 Esafluoruro di zolfo

L’esafluoruro di zolfo, SF6, è un gas incolore, non infiammabile e liquefatto, che viene trasportato alla sua tensione di vapore pari a 2.2 kPa, ad una temperatura di 21°C.

Esafluoruo di zolfo SF6 rischio ambiente e salute   ADR

Gas asfissiante: gas non comburenti, non infiammabili e non tossici, che diluiscono o sostituiscono l’ossigeno normalmente presente nell’atmosfera.

Esenzione parziale

Riguarda i trasporti di determinate materie pericolose fino alla quantità massima prevista dall’ADR e si riferisce esclusivamente al trasporto in colli.

Tabella esenzione parziale 1.1.3.6

Esafluoruo di zolfo SF6 rischio ambiente e salute   Esenzione parziale

[...]

Etichettatura dei recipienti per Esafluoruro di zolfo (SF6)

Esafluoruo di zolfo SF6 rischio ambiente e salute   Immagine 1

Immagine - Bombola Esafluoruo di zolfo (SF6)

Etichettatura secondo ADR

Esafluoruo di zolfo SF6 rischio ambiente e salute   Pittogrammi ADR

Etichettatura secondo il Regolamento CE n. 1272/2008 CLP

Esafluoruo di zolfo (SF6) N. CE 219-854-2

Esafluoruo di zolfo SF6 rischio ambiente e salute   Etichetta

Colorazione dell’ogiva

La norma UNI EN 1089-3:2011 “Bombole trasportabili per gas - Identificazione della bombola (escluso GPL) - Parte 3: Codificazione del colore”, specifica un sistema di codificazione del colore per l'identificazione del contenuto delle bombole ad uso industriale o medico, con particolare riferimento alle proprietà del gas o della miscela di gas.

Esafluoruo di zolfo SF6 rischio ambiente e salute   Colorazione ogiva

[...] Segue in allegato

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