• calorimetria adiabatica
• decomposizione termica
• ritardanti di fiamma bromurati
• tecniche combinate
• TG-FTIR

La formazione ed il rilascio di sostanze pericolose a seguito della perdita di controllo di sistemi chimici può dare luogo ad incidenti severi in impianti industriali. La valutazione dei rischi dovuti alla formazione indesiderata di prodotti pericolosi richiede lo sviluppo di metodologie specifiche basate su dati sperimentali. Il presente lavoro di tesi è stato quindi dedicato all’ulteriore sviluppo di tecniche sperimentali integrate per lo studio dei prodotti formati nella perdita di controllo di sistemi chimici industriali ed alla loro applicazione ad alcuni sistemi chimici di interesse industriale.
Nella prima parte del lavoro, è stata sviluppata l’integrazione di tecniche di analisi termica e calorimetria (quali termogravimetria, calorimetria differenziale a scansione, calorimetria adiabatica) con tecniche analitiche quali spettrometria FTIR, cromatografia e spettrometria di massa, per l’acquisizione di dati sui prodotti pericolosi formati in condizioni rappresentative della perdita di controllo di sistemi chimici industriali. Le tecniche combinate messe a punto hanno consentito, da un lato, la simulazione di condizioni incidentali, dall’altro, la valutazione delle tipologie e delle quantità di composti formati. In particolare, i metodi di analisi sperimentale dei dati ottenuti da tecniche TG-FTIR e dalla realizzazione di un circuito per il campionamento e l’analisi dei prodotti formati da prove di calorimetria adiabatica hanno permesso di ottenere dati quantitativi sui prodotti formati a seguito di reazioni di decomposizione termica.
Nella seconda parte del lavoro, le tecniche sviluppate sono state applicate e validate su diversi sistemi chimici di interesse industriale. In questo ambito è stato approfondito principalmente il comportamento in condizioni di degradazione termica di sistemi contenenti composti organobromurati, usati in qualità di ritardanti di fiamma in applicazioni industriali. L’indagine sperimentale effettuata ha consentito l’analisi dell’influenza di parametri quali temperatura, velocità di riscaldamento, pressione, composizione del sistema sui meccanismi di decomposizione, sui prodotti formati e sulle rese dei diversi prodotti. I risultati ottenuti, oltre a permettere una migliore comprensione dei meccanismi degradativi dei composti organobromurati, hanno contribuito in modo significativo a comprendere l’entità dei rischi potenziali associati ad incidenti derivanti dall’utilizzo di queste tipologie di sostanze in alcuni processi industriali.
Il presente lavoro rappresenta un primo tentativo di sviluppo di protocolli sperimentali specifici per l’identificazione e la quantificazione delle sostanze pericolose formate nella perdita di controllo di sistemi chimici industriali. L’impiego di tali protocolli può fornire dati utili sia per il controllo dei pericoli di incidente rilevante che per lo sviluppo di processi chimici intrinsecamente più sicuri.