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Gli estintori a biossido di carbonio contengono biossido di carbonio allo stato liquefatto. Per questo motivo la bombola dell’estintore è progettata per resistere alla forte pressione esercitata dal gas ed è costituita da un unico pezzo e non ha saldature. Per evitare esplosioni accidentali, che possono essere causate ad esempio dall’aumento della temperatura, gli estintori a biossido di carbonio sono muniti di valvola di sicurezza contro le sovrapressioni. All’atto di utilizzo, la leva di comando aziona una valvola a spillo che permette la fuoriuscita del biossido di carbonio contenuto nel corpo dell’estintore, attraverso il cono erogatore tipico di questo estintore. L’espulsione del gas causa un rapido abbassamento della temperatura provocando, oltre al raffreddamento, la condensazione del biossido di carbonio sotto forma di piccole particelle chiamate neve carbonica o ghiaccio carbonico che avvolgono la fiamma causandone l’estinzione. Va precisato, comunque, che per ottenere l’azione desiderata e cioè il completo spegnimento dell’incendio, mediante l’utilizzo di questo estintore, è necessario che il gas resti nella zona dell’incendio e, quindi, l’operazione è necessario che avvenga in assenza di ventilazione. Vista la riduzione di efficacia in queste condizioni, l’uso degli estintori a biossido di carbonio è sconsigliato in luoghi aperti e in presenza di vento. Gli estintori a biossido di carbonio sono idonei all'estinzione di fuochi che coinvolgono apparecchiature elettriche sotto tensione quali trasformatori, generatori e quadri elettrici.