Cos’è un PID? I rilevatori a fotoionizzazione (PID) misurano i VOC e altri gas tossici in basse concentrazioni da 0,1 a 10.000 ppm. Un PID è un monitor ad ampio spettro estremamente sensibile, non diverso da un “monitor per LEL a basso livello”.

Un PID è simile ad un righello Un PID è simile ad un righello. Può indicare la quantità di gas o di vapore presente, ma siamo noi a dover determinare il tipo di gas o di vapore. Quando si vuole misurare una sostanza chimica sconosciuta, il PID è impostato sul gas di taratura isobutene. Una volta identificata la sostanza chimica attraverso un cartello, un elenco, una bolla di consegna o altro, la sensibilità del PID può essere impostata su quella sostanza specifica in modo che la lettura venga effettuata con una scala adeguata. Se ad esempio lo strumento viene tarato sull’isobutene e casualmente viene misurata una perdita di toluene di 1 ppm, il PID visualizza 2 ppm perché la sua sensibilità al toluene è doppia rispetto all’isobutene. Una volta identificata la perdita di toluene la scala del PID può essere impostata su un Fattore di Correzione del toluene e il PID esposto a 1 ppm di toluene leggerà esattamente 1 ppm.

Metano % in volume ppm ppb LIE 100% 5 50000 50000000 LIE 10% 0,5 5000 5000000 LIE 1% 0,05 500 500000 LIE 0,1% 0,005 50 Soglia olfattiva del Metilmercaptano 0,0000001 0,0001 0,1

Come funziona un PID? (Photo lonization Detector) Un PID utilizza una fonte di luce (foto = luce) ultravioletta (UV) per scomporre le sostanze chimiche in ioni positivi e negativi (ionizzazione) facilmente misurabili con un rilevatore. Il rilevatore misura la carica elettrica del gas ionizzato e converte il segnale in corrente. La corrente viene quindi amplificata e visualizzata sul contatore in “ppm”. Dopo la misurazione, gli riformano il gas o vapore originale. I PID non sono distruttivi, non “bruciano” né alterano permanentemente il gas campione, permettendo l’utilizzo per la raccolta di campioni. Lo strumento da valori in ppm o ppb da valutare dall’operatore ai fini della tossicita’ ( TWA STEL ) a differenza dei comuni esplosimetri che misurano l’infiammbilita’ %LEL o % VOL. Questo per gli operatori definisce la sicurezza nel modus operandi per le squadre che dovranno intervenire .

Potenziale di ionizzazione Tutti gli elementi e le sostanze chimiche possono essere ionizzati, ciò che li differenzia è la quantità di energia che richiedono. L’energia richiesta per rimuovere un elettrone e “ionizzare” una sostanza si chiama Potenziale di Ionizzazione (PI) ed è misurato in elettrovolt (eV). Anche l’energia luminosa emessa da una lampada UV è misurata in eV. Se il PI del gas campione è inferiore all’uscita in eV della lampada, il gas campione viene ionizzato.

Il benzene ha un PI di 9,24 eV e può essere rilevato da una lampada standard da 10,6 eV. Il cloruro di metilene ha un PI di 11,32 eV e può essere rilevato solo da una lampada da 11,7 eV. L’ossido di carbonio ha un PI di 14,01 eV e non può essere ionizzato dalla lampada di un PID

Che cosa si può misurare con un PID Il più grande gruppo di composti misurati dai PID è quello dei composti organici, cioè composti contenenti atomi di carbonio (C). Tra questi: Aromatici – contenenti un anello benzenico, inclusi: benzene, toluene, etilbenzene e xilene. Chetoni e aldeidi – composti con legame C=O, inclusi: acetone, metiletilchetone (MEK) e aldeide acetica. Ammine e ammidi – Composti di carbonio contenenti azoto, come la dietilammina. Idrocarburi clorinati – Tricloroetilene (TCE), tetracloroetilene (PERC) Composti di zolfo – Mercaptani, solfuri Idrocarburi non saturi – Come butadiene e isobutene Alcoli – come isopropanolo (IPA) e etanolo Idrocarburi saturi - come butano e ottano. Oltre che per i composti organici, i PID possono essere usati per misurare alcuni composti inorganici, ovvero composti senza carbonio, come: Ammoniaca Gas semiconduttori: arsina, fosfina Solfuro di idrogeno Ossido di azoto Bromo e iodio

Che cosa non si può misurare con un PID (Photo lonization Detector) Radiazioni Aria (N2, O2, CO2, H2O) Sostanze tossiche comuni (CO, HCN, SO2) Gas naturali (metano, etano) Gas acidi (HCl, HF, HNO3) Altri: Freon, ozono (O3), perossido d’idrogeno Non volatili: PCB, grassi

Quando pulire un PID Ogni tanto le lampade e i sensori dei PID devono essere puliti. In passato alcuni utilizzatori di PID pulivano le lampade tutti i giorni, spesso dimenticando il sensore e i componenti di campionamento prima del sensore. La pulitura frequente tuttavia non è necessaria e può condurre all’accidentale danneggiamento della lampada e del sensore del PID. Di seguito vengono fornite alcune indicazioni sui requisiti di pulitura dei PID: Pulire lampada e sensore del PID .quando il display sale dopo lo zero .quando il PID reagisce all’umidità .quando il movimento del PID produce una risposta sul display

Cos’è un fattore di correzione? I Fattori di Correzione (FC), anche conosciuti come Fattori di Risposta, sono un potente strumento nell’uso dei PID. Sono una misura della sensibilità del PID ad un gas in particolare. I FC permettono la taratura su un gas mentre si legge direttamente la concentrazione di un altro, eliminando quindi la necessità di usare molti gas di taratura. I produttori di PID determinano i fattori di correzione misurando la risposta di un rilevatore a una concentrazione nota del gas campione. I fattori di correzione tendono ad essere specifici per l’apparecchio e/o per il produttore, quindi è meglio utilizzare il FC del produttore di PID. Di conseguenza è preferibile scegliere un produttore con un elenco di FC il più ampio possibile.

0,5FC x 100 ppmiso = 50 ppm toluene Esempio di FC: ammoniaca Esempio di FC: toluene Se il PID legge 100 ppm di unità di isobutene in un’atmosfera di toluene l’effettiva concentrazione è di 50 ppm di unità di toluene 0,5FC x 100 ppmiso = 50 ppm toluene Esempio di FC: ammoniaca Se il PID legge 100 ppm di unità di isobutene in un’atmosfera di ammoniaca l’effettiva concentrazione è di 970 ppm di unità di ammoniaca 9,7FC x 100 ppmiso = 970 ppm ammoniaca

Soglia dei CWA e lampade raccomandate per il PID COMPOSTI TWA (ppm) Morte in 1 min. LC 50 (ppm-min) Lamp. eV Est. CF Lewisite 0,00035 140 10,6 ~ 1 Mustard 0,00046 Sopra 230 ~ 0,73 Phosgene 0,1 2 11,7 ~ 2 Sarin (GB) 0,000017 12 10,6/11,7 ~ 4,5/~ 1 Soman (GD) 0,000004 9 ~ 3 Tabun (GA) 0,000015 20 ~ 0,78 VX 0,00000091 2,7 ~ 0,5

FUNZIONAMENTO

GLI ALLARMI

·        Con allarme a 100 ppm : 44 sostanze chimiche, compresi i principali solventi come xilene, toluene, MEK, MPK, acetone ·        Con allarme a 50 ppm : 65  sostanze chimiche, dal sec-acetato di amile all’acetone ·        Con allarme a 25 ppm : 81 sostanze chimiche, dalla dietilammina all’acetone ·        Con allarme   a 10 ppm : 105 sostanze chimiche, dalla toluidina all’acetone   ·        Con allarme a 1 ppm : 140 sostanze chimiche, dalla dietilentriammina all’acetone (nota: l’uso di un ppb RAE è altamente raccomandato se si utilizza l’allarme a 1,0 ppm ur). Naturalmente, l’impostazione di un allarme su 1 ppm garantisce il massimo grado di protezione, ma produce anche il maggior numero di allarmi. Troppi allarmi hanno l’effetto di “gridare al lupo, al lupo”, riducendo la fiducia dell’utilizzatore nel PID. Un punto di allarme di 1 ppm sarebbe come indossare sempre il vestito della domenica. I PID RAE MultiRAE E ToxiRAE sono preimpostati con un allarme basso a 50 ppm su una scala di isobutylene. Questo punto di funzionamento dell’allarme fornisce protezione da alcune tra le sostanze chimiche più comuni nell’industria e costituisce un buon punto di equilibrio tra troppi allarmi e troppo pochi.