Lo sviluppo tecnologico, unito alle sempre più pressanti problematiche di approvvigionamento energetico, ha portato ad una crescente attenzione verso l'utilizzo a fini energetici dell'idrogeno. Tradizionalmente, l'idrogeno è stato usato abbondantemente nelle industrie petrolchimiche e chimiche e a livello minore nell'elettronica, nella produzione dell'acciaio, nell'arte vetraria e nelle industrie di idrogenazione degli alimenti. Nelle applicazioni energetiche l'unico uso significativo dell'idrogeno riguarda i programmi dell'industria spaziale. Quanto detto è in fase di cambiamento, data la possibilità reale che l'idrogeno possa essere introdotto nel sistema energetico come un efficiente vettore di energia e come un carburante con impatto ambientale minimo. Si stanno sviluppando sistemi che producono idrogeno da fonti di energia primaria quali l'energia solare, l'energia eolica, le biomasse e i combustibili fossili, per l'utilizzo nelle applicazioni energetiche per la climatizzazione di uffici e abitazioni, per la produzione di elettricità e in particolare per il settore dei trasporti (terrestri ma anche aerei).

Tale crescente interesse comporta una sempre maggiore necessità di un quadro normativo condiviso a livello internazionale, in particolare per alcuni settori non prettamente industriali, quali ad esempio i trasporti ed il comparto residenziale, ove l'utilizzo dell'idrogeno richiede una normativa di riferimento specifica, soprattutto per quanto riguarda tutti gli aspetti della sicurezza. Si è così costituito nei primi anni '90 il Comitato Tecnico 197 dell'Organizzazione internazionale per la normazione (ISO/TC 197 "Tecnologie dell’idrogeno") che si pone l'obiettivo di produrre norme riguardanti sistemi ed apparecchi per la produzione, lo stoccaggio, il trasporto, la rilevazione e l'utilizzo dell'idrogeno. Nella tabella seguente sono riassunte le norme sviluppate dal suddetto comitato tecnico, e quelle in corso di elaborazione.

Tra i documenti pubblicati si ricorda il Rapporto Tecnico 15916 (ISO/TR 15916) intitolato "Considerazioni di base per la sicurezza dei sistemi a idrogeno". Il documento è stato tradotto dal "Mirror Group" nazionale del ISO/TC 197, ovvero il Gruppo Consultivo 206 “Idrogeno” che si riunisce in seno al Comitato Termotecnico Italiano, ente federato all’UNI, e recentemente pubblicato come UNI ISO/TR 15916:2008.

ISO/TR 15916
Lo sviluppo delle norme tecniche internazionali, per eliminare le barriere del commercio internazionale e per facilitare l'arduo processo regolatore, fornendo norme tecniche specifiche sull'idrogeno al fine di permettere la tempestiva realizzazione delle tecnologie emergenti, è fra gli obiettivi primari nel Business Plan di ISO/TC 197. Questo rapporto tecnico è uno dei molti documenti che sono stati elaborati, o che sono in fase di elaborazione, in risposta alle esigenze espresse dal mercato.
Generalmente il pubblico non ha familiarità con i sistemi industriali a idrogeno, né ha alcuna esperienza sui nuovi sistemi a idrogeno attualmente in via di sviluppo. L'attenzione di questo rapporto tecnico è rivolta alle nuove applicazioni energetiche, con l'intenzione di fornire, a chi non abbia conoscenza delle tecnologie, una base con cui comprendere i problemi relativi alla sicurezza. Questo documento riguarda in particolare le applicazioni in cui hanno luogo reazioni dell'idrogeno di tipo chimico e/o elettrochimico, e non tratta le applicazioni in cui hanno luogo reazioni di tipo nucleare.
I requisiti di sicurezza più dettagliati, associati con le applicazioni specifiche dell'idrogeno, sono trattati in altre norme tecniche internazionali specifiche. Questo rapporto tecnico fornisce un riferimento informativo anche per le altre norme tecniche specifiche dedicate a particolari applicazioni, ponendosi come una fonte comune di informazioni relative alla sicurezza dell'idrogeno. Ciò dovrebbe determinare una riduzione della duplicazione e delle possibili contraddizioni in queste norme tecniche specifiche.
Un elemento chiave per il sicuro utilizzo dell'idrogeno è la comprensione delle sue peculiari proprietà relative alla sicurezza e il fatto che ci sono metodi condivisi in ingegneria per controllare i rischi connessi con il suo impiego. Il rapporto tecnico descrive i rischi connessi con l'uso e la presenza di idrogeno, ne analizza le proprietà relative alla sicurezza e fornisce una proposta generale sui metodi adottati per attenuare tali rischi. Lo scopo di questo rapporto tecnico è promuovere l'accettazione delle tecnologie dell'idrogeno, fornendo le informazioni chiave agli organismi regolatori ed istruendo la società sui problemi relativi alla sua sicurezza.

Principali rischi dell'idrogeno
Le proprietà peculiari dell'idrogeno, che lo rendono prezioso come vettore energetico o come carburante, richiedono una progettazione specifica ed un esercizio idoneo dei sistemi per evitare la generazione di rischi non voluti. La combinazione del comportamento dell'idrogeno e delle particolari caratteristiche dei sistemi ad idrogeno determina la natura dei rischi potenziali cui gli operatori vanno incontro. Per esempio, il fatto che il sistema funzioni con idrogeno ad alta pressione o funzioni a temperature criogeniche definisce la natura dei potenziali rischi. I principali rischi e problemi connessi con i sistemi ad idrogeno, possono essere suddivisi in categorie ed elencati secondo il seguente ordine di priorità:
a) combustione;
b) pressione;
c) basse temperature;
d) infragilimento di materiali (in particolare metalli) da idrogeno;
e) fuga e incendio.

Mitigazione dei rischi
Esistono principi generali, linee guida di riferimento e pratiche raccomandate che sono essenziali per l'utilizzo in sicurezza dell'idrogeno. Sebbene una specifica applicazione dell'idrogeno abbia il potenziale di essere una prima applicazione prototipale, alcune priorità possono essere identificate nell'applicazione di questi principi generali basati sull'esperienza e sulle lezioni apprese come risultato degli incidenti inerenti l'idrogeno. Il rapporto descrive come può essere affrontata la comprensione dei rischi dell'idrogeno e fornisce linee guida generali su come minimizzare questi rischi. Informazioni più specifiche sull'idrogeno sono state organizzate in sezioni inerenti la progettazione, l'infiammabilità e l'esplosività, la rilevazione, le installazioni, il funzionamento e le raccomandazioni per le organizzazioni. Il grado con cui ognuno di questi principi dovrebbe essere applicato varierà secondo le necessità. I sistemi a idrogeno sviluppati per essere utilizzati dal pubblico dovrebbero possedere caratteristiche intrinseche di progettazione in grado di garantire la sicurezza passiva con i minimi requisiti per ovviare alle sviste e con una minima necessità di apprendimento. I sistemi a idrogeno utilizzati nei processi industriali possono invece richiedere che si presti attenzione a tutte le considerazioni qui presentate, con un sistema di sicurezza a maggior contributo attivo.

Romano Borchiellini, Massimo Santarelli
Politecnico di Torino Dipartimento di Energetica
CTI - Comitato Termotecnico Italiano
Martino Dal Verme
CTI - Comitato Termotecnico Italiano