O que são gases inertes?

Os gases inertes são utilizados para proteger as instalações ou produtos de danos causados pela presença de oxigénio. Mas que gases são e como funcionam?

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Definição

Um gás inerte é um gás que não reage quimicamente com o seu ambiente em condições normais de pressão e temperatura.
Nas indústrias farmacêutica e química, estes gases são principalmente o azoto (N₂) e o árgon (Ar), componentes do ar.

É geralmente utilizado para substituir atmosferas contendo oxigénio (O2) ou humidade (H₂O) para proteger produtos sensíveis à presença destes dois componentes.

O gás inerte pode ser utilizado para aplicações relacionadas com a preservação da qualidade de um produto ou para garantir a segurança de instalações ou armazenamento de produtos inflamáveis ou vapores inflamáveis.
Devido às suas características químicas, os chamados gases inertes podem ser aplicados para expelir o ar atmosférico de um recipiente que pode ser de grande volume (por exemplo, cuba de armazenamento) ou menor volume, como lâmpadas, frascos ou ampolas.
O objetivo dos gases inertes é assim substituir uma grande parte do oxigénio presente no recipiente.
São utilizados para proteger diferentes produtos químicos, líquidos ou sólidos sensíveis à presença de oxigénio ou humidade.

Principais gases inertes

A molécula de azoto (N₂) é o principal gás inerte utilizado em aplicações, pois existe em grande quantidade no ar (78,3% da camada atmosférica).
Os gases nobres e monoatómicos de alta qualidade como o árgon (Ar), o hélio (He), o crípton (Kr), o xénon (Xe), o néon (Ne), à direita da tabela periódica de elementos, são também gases inertes. Estes elementos são gases raros e possuem características que lhes permitem ser utilizados para aplicações de nicho.
O dióxido de carbono (CO₂), uma molécula polar com um átomo de carbono e dois átomos de oxigénio, tem propriedades de um gás inerte, mas não é neutro. Pode ser tóxico com teores superiores a 1500 ppm. Forma um reduzido efeito ácido quando dissolvido na água.
É normalmente emitido por atividade industrial ou transporte. O CO₂ comercializado pelos fornecedores de gases provém de fontes de produção em que o CO₂ está presente em concentrações elevadas, como a indústria química ou a combustão. É separado, purificado e acondicionado. Está presente no ar, mas não é uma das suas substâncias naturais. Também pode ser retirado de poços de extração no subsolo da terra.
Estes elementos químicos estão todos na forma gasosa sob condições atmosféricas normais (temperatura de 15 °C e pressão de 1 atm). São incolores e inodoros.
Para os nossos cálculos, na ciência dos gases, o azoto é considerado um gás perfeito. Os cálculos de Pressão, Temperatura, Volume e número de Moles estão ligados pela lei de gás perfeito, cuja fórmula é:

PV = nRT
(sendo R a constante de gases perfeitos = 8,314 JK^-1mol^-1)

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Monitorizar

Por razões de segurança, é muito importante controlar o teor de oxigénio quando se utilizam estes gases. Deslocam ou diluem o oxigénio contido no ar do recipiente a ser inertizado, causando uma diminuição na sua concentração.
A atmosfera daí resultante é considerada deficiente em oxigénio ou suboxigenada.
Uma atmosfera com baixo teor de oxigénio pode causar riscos de asfixia (anoxia).
Abaixo de 18% de oxigénio no ar, os primeiros sintomas podem ser sentidos.
A medição do teor de oxigénio do local de trabalho é um processo preventivo essencial quando se trabalha em espaços confinados onde estão presentes gases inertes.

Exemplos de utilização de gases inertes

Sabia, por exemplo, que as lâmpadas incandescentes e as janelas com vidros duplos ou triplos contêm árgon ou crípton? No primeiro caso, o gás neutro permite proteger o filamento de tungsténio das lâmpadas e, no segundo caso, melhora os desempenhos de isolamento do edifício e reduz o consumo de energia para o aquecimento.
As indústrias alimentar, farmacêutica e metalurgia (soldadura e fabricação aditiva, por exemplo) são grandes utilizadoras de gases inertes, pois muitos dos seus produtos são sensíveis ao oxigénio.
Nestes mercados altamente regulamentados, os gases devem cumprir os requisitos específicos destes setores: segurança alimentar e Boas Práticas de Fabrico (BPF).

A Air Liquide criou soluções que satisfazem os mais elevados padrões de saúde e segurança.

PHARGALIS™ é a gama de gases e serviços Air Liquide para gases em contacto com medicamentos. Está em conformidade com as 3 farmacopeias europeia, japonesa e norte-americana, bem como com as BPF e BPD dos excipientes. A gama PHARGALIS™ é certificada Excipact.
ALIGAL™ é a gama premium de gases e serviços Air Liquide para gases em contacto com alimentos e bebidas. A gama ALIGAL™ é certificada ISO 22000 e FSSC 22000.
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