In quanto ricercatore presso il laboratorio PC2A, mi occupo quotidianamente di flussi ridotti. Il laboratorio PC2A (PhysicoChimie des Processus de Combustion et de l’Atmosphère) è un’unità di ricerca pubblica multidisciplinare (CNRS/Università di Lille), le cui attività si concentrano sulla descrizione della fisica chimica dell’atmosfera e della combustione.

In linea generale, la fisica chimica è la chimica che si occupa delle proprietà fisico-chimiche
delle sostanze. Gli strumenti Bronkhorst svolgono un ruolo fondamentale nelle nostre
ricerche, specie nella misurazione e nel controllo di tali sostanze. In questo blog descriverò la nostra ricerca spiegando perché il controllo del flusso di massa è così fondamentale.

Attività di ricerca del laboratorio PC2A

Le attività di ricerca del laboratorio PC2A sono circoscritte principalmente all’ambiente e all’ambito energetico e sono condotte da circa sessanta operatori suddivisi in tre team di ricerca, ognuno con le proprie discipline:

Fisica chimica della combustione

Il nostro primo team di ricerca lavora sulla fisica chimica della combustione. L’obiettivo iniziale di questa ricerca è di comprendere la chimica della combustione, ad esempio, la composizione di agenti inquinanti come gli ossidi di azoto (NOx) e la fuliggine nelle fiamme. Sviluppiamo meccanismi cinetici dettagliati dell’ossidazione e dell’auto-ignizione di sostanze quali biocarburanti, idrogeno, carburanti sintetici, biomassa o carbone. Il tutto grazie alla nostra grande piattaforma sperimentale con fiamme, macchine a compressione rapida e tecniche di diagnostica laser.

Fisica chimica dell’atmosfera

Nel team di ricerca “Fisica chimica dell’atmosfera” studiamo la cinetica chimica delle reazioni a livello atmosferico. I due ambiti per noi principali all’interno di questa disciplina sono:

1. Reattività omogenea ed eterogenea nell’atmosfera, per comprendere la trasformazione dei gas e delle particelle inquinanti (pollini, fuliggine) nell’atmosfera;
2. Qualità dell’aria con descrizione sperimentale e simulazione numerica di ambienti interni ed esterni, fonti inquinanti e impatti sulla salute e sul clima.

Per questi esperimenti sviluppiamo strumenti di laboratorio che permettono di descrivere la reattività di specie importanti coinvolte nei processi chimici atmosferici, in particolare le specie reattive (radicali). Ai fini degli esperimenti, è fondamentale conoscere esattamente la quantità di gas offerto ai reattori del laboratorio e la concentrazione di reagenti presenti nel sistema chimico. Per applicazioni di questo tipo utilizziamo i regolatori del flusso di massa Bronkhorst (serie EL-FLOW Select). Grazie ai tempi di risposta rapidi e all’elevata ripetibilità, questi strumenti ci permettono di effettuare facilmente gli studi parametrici necessari. Inoltre, la regolarità del flusso è fondamentale per una misurazione precisa.

Sicurezza nucleare: cinetica chimica, combustione, reattività

Il nostro terzo team è un team di collaborazione tra il PC2A e il Pôle de Sûreté Nucléaire (PSN) dello IRSN (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire) che si occupa dei problemi relativi alla termodinamica e alla reattività chimica dei prodotti della fissione. L’obiettivo principale di questa ricerca è di convalidare le stime di emissione dei prodotti radio-contaminanti in caso di incidente nucleare attraverso lo sviluppo di modelli e la conduzione di studi sperimentali.

Regolatori del flusso di massa per la fisica chimica

Il laboratorio PC2A si serve di numerosi regolatori del flusso di massa prodotti da Bronkhorst. Ovviamente, non solo per specifiche quali i tempi di risposta rapidi e l’elevata ripetibilità, ma anche perché la facilità d’uso di questi regolatori li rende semplici da gestire unitamente al software Labview. La possibilità di esportare dati e la flessibilità di passaggio da un regolatore di flusso all’altro rende Bronkhorst una scelta ideale per le nostre esigenze. Gli strumenti di flusso che utilizziamo in laboratorio sono i regolatori del flusso di massa termica (serie EL-FLOW Select) e i regolatori di flusso con lievi cali di pressione (strumenti LOW-dP-FLOW).

Regolatore di flusso LOW-dP-FLOW con lieve calo di pressione