Prof. Ing. Andrea Giuseppe CAPODAGLIO. Prof. Ing. Arianna CALLEGARI

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1 RIDUZIONE IMPATTO AMBIENTALE CERTIFICATI DI VALIDAZIONE DIFFUSIONE DELLE EMISSIONI ODORIGENE DAL CANALE DI INGRESSO DELL IMPIANTO DI NOSEDO: STUDIO DIFFUSIONALE DI CONFRONTO TRA RISULTATI DEL SISTEMA ODOWATCH E SIMULAZIONE CON IL MODELLO CALPUFF Prof. Ing. Andrea Giuseppe CAPODAGLIO Prof. Ing. Arianna CALLEGARI 1

2 RIDUZIONE IMPATTO AMBIENTALE CERTIFICATI DI VALIDAZIONE SOMMARIO E stato svolto uno studio diffusionale delle emissioni odorigene in atmosfera dal canale di adduzione all impianto di trattamento reflui urbani di Nosedo, alla periferia sud di Milano. La finalità dello studio è quella di valutare l impatto delle suddette emissioni sulla qualità dell aria locale, e in particolare di effettuare un confronto con alcune situazioni critiche osservate in passato e rappresentate dal modello di diffusione che costituisce una parte integrante del sistema di campionamento e controllo delle emissioni odorose Odowatch, installato presso l impianto stesso. I calcoli di diffusione sono stati condotti utilizzando modelli numerici di provata affidabilità (CALMET/CALPUFF, sviluppato e distribuito dall Atmospheric Studies Group della TRC Solutions, sulla base delle specifiche ricavate dai dati di emissione registrati nell archivio del sistema Odowatch attivo presso l impianto, e sulla base di dati meteorologici provenienti dalla stazione di monitoraggio sita presso l impianto stesso. Il sistema Calmet/Calpuff ben rappresenta la situazione di ricaduta al suolo dell odore in termini quantitativi di U.O. con la stessa affidabilità e rappresentatività di una misurazione effettuata in campo e valutata in laboratorio olfattometrico secondo le metodiche in uso I risultati dei calcoli di diffusione sono evidenziati in forma grafica (mappe di concentrazioni medie al suolo dei parametri studiati). Dalle simulazioni svolte, relative al parametro U.O., risulta che le emissioni del canale, trattato come una sorgente lineare, danno luogo a pennacchi di forma sostanzialmente analoga (e quindi sovrapponibili in modo quasi perfetto) a quella calcolata dal modello incorporato nel sistema Odowatch, per le situazioni critiche considerate.. Questo conferma che il modello di diffusione incorporato nel sistema Odowatch, è perfettamente adeguato alla rappresentazione della diffusione degli odori da installazioni di trattamento di acque e rifiuti e che esso dimostra, per lo meno relativamente agli scopi per cui è utilizzato dal sistma Odowatch, un affidabilità di risposta almeno pari a quella di modelli più complessi, quali il sistema Calmet/Calpuff. In conclusione, il sistema Odowatch è in grado non solo di consentire il monitoraggio in continuo degli odori emessi da impianti di ingegneria ambientale, ma anche una modellazione dei fenomeni di diffusione di tali odori perfettamente adeguata ai fini di descrizione dei fenomeni. 2

3 RIDUZIONE IMPATTO AMBIENTALE CERTIFICATI DI VALIDAZIONE MODELLO DI CALCOLO CALMET/CALPUFF Il modello di calcolo utilizzato per determinare le concentrazioni al suolo delle sostanze odorigene è costituito dal codice CALMET/CALPUFF (versione 5.8 aggiornata giugno 2007), sviluppato dalla Earth Tech, Inc. di Concord (Mass., USA ora TRC solutions, Inc.), implementato per l applicazione in oggetto. L utilizzo del codice di calcolo per la diffusione di inquinanti in atmosfera CALMET/CALPUFF è suggerito dalle agenzie di controllo ambientale in molti paesi del mondo, tra cui Stati Uniti, Canada, Australia, e diversi paesi in Europa, tra cui l Italia (nel nostro paese esso viene utilizzato, tra l altro, dai servizi tecnici delle Regioni Lombardia ed Emilia-Romagna). Il codice di simulazione è costituito da due modelli che operano in serie: il modello CALMET, meteorologico, che genera, a partire da osservazioni meteorologiche in una o più stazioni a terra ed una o più stazioni in quota, il campo di vento (direzione e velocità del vento, a diverse quote e per ogni ora del periodo di simulazione) responsabile del trasporto e diffusione delle emissioni, ed il modello CALPUFF in cui, a partire dai campi di vento calcolati e dalla sorgente (o sorgenti) nota di emissione, vengono calcolate le concentrazioni in ogni punto dell area di studio delle sostanze emesse. Il modello CALPUFF è un modello del tipo a puff, che si differenzia dai modelli di tipo gaussiano per il maggior realismo e la maggior precisione nel calcolo delle sostanze trasportate dal vento; esso è in grado inoltre di simulare le cosiddette calme di vento, ovvero quei periodi in cui la velocità del vento è inferiore a circa 0.3 m/ora, che - incidentalmente - costituiscono una porzione significativa delle condizioni meteorologiche della zona interessata dallo studio. Il modello calcola quindi, a partire dai dati osservati, le velocità e direzioni del vento per ogni punto della griglia di calcolo, tenendo conto degli effetti della conformazione superficiale del terreno e pesando i dati disponibili in funzione della distanza dal punto di origine della griglia di calcolo. I dati relativi alla topografia del terreno sono stati dedotti dalla cartografia disponibile (Tavole IGM) su una griglia di calcolo, approssimativamente centrata sull impianto di trattamento di Nosedo, costituita da 80x80 celle quadrate di lato pari a 25 m, per un estensione complessiva di 4 km 2. Il codice CALPUFF è stato quindi implementato sulla medesima griglia di calcolo con le specifiche di emissione riportate in seguito. Al fine di ottenere dei risultati più realistici,anzichè simulare la sola ora critica determinata dall archivio del sistema Odowatch si è simulato un periodo di 24 ore centrato sull evento critico. 3

4 IPOTESI DI CALCOLO E RISULTATI - Dati meteo utilizzati: anno 2008, 3 periodi: 3-4 Luglio, 5-6 Luglio, 7-8 luglio. Stazione meteo dell impianto di Nosedo (risp. scenari 1, 2 e 3) o è stato simulato SOLO il canale di adduzione (nella parte a cielo aperto) come sorgente lineare con valore di emissione pari a quello medio misurato nel periodo dagli analizzatori Odowatch - NON si sono considerate sorgenti esterne, quali: traffico stradale e ferroviario, impianti industriali terzi, impianti di riscaldamento e termogenerazione, agricoltura e sorgenti diffuse - NON si sono considerati i valori di background generati esternamente all area di simulazione e trasportati dal vento all interno della stessa Sono stati visualizzati i risultati delle concentrazioni massime orarie in corrispondenza delle ore critiche già identificate tramite i risultati del modello Odowatch. Come si evince dalle figure, la forma del pennacchio è sostanzialmente simile nei due casi, con alcune differenze date dalla maggiore ampiezza del pennacchio calcolato dal modello Calpuff. Ciò è dovuto sostanzialmente a due motivi: - la diversa discretizzazione del dominio di calcolo, con conseguente diversa interpolazione della forma dei pennacchi, e - la struttura stessa dei codici di calcolo utilizzati: mentre il modello Odowatch è un modello gaussiano (che rappresenta quindi un susseguirsi di situazioni istantanee indipendenti tra di loro, CALPUFF è un modello a puff che quindi rappresenta una condizione in evoluzione continua in cui viene mantenuta la memoria di situazioni precedenti (le simulazioni con CALPUFF sono infatti state svolte su periodi di 24 ore, centrati sull ora critica). 4

5 CONCLUSIONI Pur con le differenze precedentemente discusse, i risultati ottenuti mediante i due sistemi di modellazione sono sostanzialmente analoghi. Il modello di diffusione contenuto nel sistema Odowatch si dimostra quindi perfettamente idoneo alla simulazione della diffusione degli odori da installazioni di ingegneria ambientale, comprovando, per lo meno relativamente agli scopi per cui è utilizzato dal sistma Odowatch, una affidabilità di risposta almeno pari a quella di modelli più complessi, quali il sistema Calmet/Calpuff. Nello specifico il sistema Calmet/Calpuff ben rappresenta la situazione di ricaduta al suolo dell odore in termini quantitativi di U.O. con la stessa affidabilità e rappresentatività di una misurazione effettuata in campo e valutata in laboratorio olfattometrico secondo le metodiche in uso. In conclusione, il sistema Odowatch è in grado non solo di consentire il monitoraggio in continuo degli odori emessi da impianti di ingegneria ambientale, ma anche una modellazione dei fenomeni di diffusione di tali odori perfettamente adeguata ai fini di descrizione dei fenomeni. 5

6 SCENARIO 1: Pennacchio delle ore 23:00 del 3/7/2008. Il riquadro rosso indica il dominio di calcolo utilizzato con Calpuff. I risultati del modello Calpuff (linee colorate) sono sovrapposti al pennacchio calcolato del modelli diffusionale di Odowatch. 6

7 SCENARIO 2: Pennacchio delle ore 11:00 del 6/7/

8 SCENARIO 3: Pennacchio delle ore 4:00 del 9/7/

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