33.2 Ci Sono Anch'io - Idrocarburi: facciamo il punto.

22/01/13

Nonostante alcuni interventi che hanno cercato di fare chiarezza sulle varie tipologie di idrocarburi presenti sul mercato, rileviamo ancora una notevole confusione nei termini utilizzati nel settore restauro, e con questo articolo cercheremo di riordinare un po’ le idee. Prima di tutto ricordiamo che il petrolio è una complessa miscela di centinaia di idrocarburi (e non solo), e che la sua composizione varia da giacimento a giacimento.
Gli idrocarburi sono ottenuti quindi dalla distillazione frazionata del petrolio: in parole povere, il petrolio, dopo essere estratto viene posto in un calderone e le sostanze suddivise in base al loro punto di ebollizione. Nel corso di questo processo non si ottengono sostanze pure, ma miscele di tanti componenti, con simili temperature di ebollizione. Ogni produttore confeziona queste miscele e le mette in commercio, con nomi di fantasia ed in base alle proprie esigenze di mercato, e non sempre un produttore ha nei propri listini una miscela esattamente corrispondente a quella di un altro produttore.

Quindi, prima di entrare nello specifico, è necessario distinguere tra:
  • -   denominazioni corrispondenti ad una precisa sostanza, ed identificabili in maniera univoca da un numero CAS (esempio: isottano, n-ottano, cicloesano, n-esano); ciascuno di questi termini è associabile ad una molecola con una sua formula di struttura, un suo punto di ebollizione, una sua tossicità e in generale parametri chimico-fisici ben precisi.
  • -   denominazioni relative a miscele di sostanze chimiche, con alcune proprietà chimico-fisiche come il punto di ebollizione simili, ma non identiche. Queste miscele cadranno così all’interno di un intervallo più o meno ampio di temperatura di ebollizione (per esempio con il termine "etere di petrolio” si identificano le frazioni che iniziano a bollire a circa 30°C, e terminano a circa 100°C, e che quindi comprendono quegli idrocarburi la cui Temperatura di ebollizione (Teb) ricade in quel dato intervallo).
Purtroppo sono proprio le denominazioni delle miscele a causare confusione: infatti troviamo termini come nafta, benzine (rettificate e non), ligroine, eteri di petrolio, essenza di petrolio, white spirit, acquaragia minerale, usati come sinonimi per indicare frazioni del petrolio stesso, oppure altri termini come "frazione di hydrotreating” usati per indicare l’eliminazione degli idrocarburi aromatici con trattamento riducente a idrogeno.
A complicare ulteriormente le cose ci si mette anche la legislazione italiana, che obbliga chi commercia gli idrocarburi potenzialmente utilizzabili come carburanti, a dotarsi di un oneroso registro di carico e scarico (norma UTIF), oppure a "tagliare" i solventi con additivi detti "denaturanti”, che ne impediscono l’utilizzo come carburanti. Questi devono essere selezionati da un ristretto elenco di solventi, molti dei quali ad elevata tossicità, come i clorurati. CTS ha scelto come denaturanti, quando possibile, degli acetati, a tossicità più bassa rispetto ai clorurati. Sono esentati da questa normativa gli idrocarburi per analisi, (i cosiddetti reagenti da laboratorio), che però hanno un costo molto elevato.
Questo rende impossibile associare un livello di tossicità ad una denominazione generica, come "etere di petrolio” o "white spirit”, dato che questo dipenderà dal taglio (ossia dall’intervallo di ebollizione), dalla presenza di aromatici, e dal denaturante utilizzato. Sicuramente vorremmo evitare solventi che riportano la denominazione Carc.Cat.II (che indica quindi la sospetta cancerogenità), a cui si associa la famigerata frase R45 "Può provocare il cancro”, o peggio Carc.Cat. 1A o Carc.Cat. 1B, che indicano, secondo la nuova normativa denominata GHS (Globally Harmonized Systems, http://www.unece.org/trans/danger/publi/ghs/ghs_rev03/English/03e_part3.pdf), sostanze cancerogene o presunte cancerogene.
Una prima valutazione potrà essere fatta in base alla quantità di due molecole particolarmente pericolose: il cancerogeno benzene, che bolle a 80°C (se inferiore allo 0,1% il rischio non è significativo, e viene a cadere la necessità dell’etichettatura con R45 e Carc.Cat.II.), ed il n-esano, tossico, presente negli eteri di petrolio più leggeri dato che ha Teb di 68°C, che comporta la frase di rischio R62 (Possibile rischio di ridotta fertilità).

In seconda battuta dovranno essere assenti anche gli altri aromatici (toluene, xilene,….)

Nella tabella sottostante (un ampliamento di quella riportata nella nostra brochure "Solventi a Bassa Tossicità”), si riportano i punti di ebollizione ed i valori di tossicità delle più comuni frazioni del petrolio utilizzate nel restauro.  

Frazione (Teb, °C)              Prodotto            Teb (° C)        TLV/TWA (mg/m3)          Contenuto di benzene                               Note                     
                                                                                                                                      o n-esano                   


                                     Etere di petrolio*          30-50                   2000                                    No                                   Idrocarburi alifatici C5
                                     Etere di petrolio*          40-60                    n.d.                                     No                                   Idrocarburi alifatici C5-C8
                                                                                                                                                                                                     R62
                                     Benzina rettificata        55-85                    n.d.                              Benzene <0,1%                      Non più distribuita da CTS
                                                                                                                                               n-esano                                          R62                                  
 Eteri di                                n-esano                  68                       72                                100% n-esano                                       R62                             
petrolio                           Etere di petrolio*        60-80                     72                               Benzene <0,1 %                      Sostituisce la benzina           
o benzine                                                                                                                             n-esano                                rettificata 55-85. R62
(30-100)                           Cicloesano                 81                      1030                                      No                                   CTS: denaturato con il
                                                                                                                                                                                          10% di dicloropropano
                                    Benzina rettificata         80-100                 n.d.                               Benzene <0,1%                       Non più distribuita da CTS
                                                                                                                                            n-esano                                              R62
                                        Ligroina*                   90-100                   n.d.                                     No                                   Basso livello di tossicità
                                                                                                                                                                                         Ex benzina rett. 80-100


                                        Ligroina                    80-120                 176                             Benzene <0,1%                        Non più distribuita da CTS      
 Benzine                          Carlo Erba                100-140                                                    n-esano > 5 %                                       R62
o ligroine                         Ligroina CTS            100-140                890                             Benzene <0,1%                       Basso livello di tossicità
 (100-165)                      Essenza di                140-165                525                             Benzene <0,005%                   Denaturato con il 10% di   
                                          petrolio                                                                                                                                  isobutilacetato, che dà il
                                                                                                                                                                                        caratteristico odore


                                       White Spirit              145-250                 1200                          Se non specificato                      D40 CTS: è dearomatizzato      
White Spirit                          D40                                                                                     può contenere fino al                 (<0,1%) e denaturato con il    
  o nafta                                                                                                                           25% di aromatici.                      10% di acetato butildiglicole,
acquaragia                                                                                                                                                                        che dà il caratteristico odore
 minerale                          acquaragia               140-200                  188                                  15-20%                             sospetta cancerogenità per 
(130-250)                           minerale                                                                                                                                   l'alta % di aromatici
        
 * Gli eteri di petrolio sono reagenti da laboratorio Sigma-Aldrich e Fluka  


Tra le variazioni apportate al nostro catalogo dobbiamo registrare l’uscita delle benzine rettificate e delle ligroine Carlo Erba. Questi prodotti, per il loro contenuto di n-esano, permettevano di sciogliere prodotti come il Plexisol P550, cosa non possibile con miscele a bassa tossicità (senza n-esano), come le ligroine. Come sostituire allora questi solventi? Le strade sono due:
  1. utilizzare l’etere di petrolio 60-80 Sigma-Aldrich, che contenendo n-esano ha un potere solvente analogo ai vecchi prodotti, ma anche analoghi problemi di tossicità;
  2. partire da un idrocarburo della corretta volatilità (etere di petrolio, ligroina, essenza di petrolio) e aggiungere una piccola quantità (5-10%) di solvente polare, come acetone, Dowanol PM, MEK, acetato di butile o di etile….
 Altra nota importante: come si può vedere la cosiddetta acquaragia minerale, per il suo elevato contenuto di aromatici (fino al 20%), andrebbe eliminata dai nostri laboratori, o perlomeno usarla con estrema cautela
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