Metodologie, limiti e metodi partendo dalle misure delle

Le misure olfattometriche permettono di valutare le concentrazioni di odore nel punto di emissione, ovvero in corrispondenza della sorgente, tuttavia, nessuna informazione può essere ricavata relativamente ai valori di immissioni.

A tal scopo risulta indispensabile l’utilizzo di modelli matematici, per la caratterizzazione dell’impatto sulla qualità dell’aria di una o più sorgenti inquinanti localizzate in un determinato sito. Tali modelli sono strumenti in grado di simulare il trasporto, la dispersione, le trasformazioni chimiche e la deposizione degli inquinanti emessi in atmosfera e di calcolarne le concentrazioni in aria e le deposizioni al suolo sul dominio di interesse.

L’utilizzo di un modello consente di valutare le interazioni ambientali di un’opera prima che questa venga realizzata, o determinare se una situazione emissiva reale è compatibile o meno con il rispetto dei valori

limite relativi alle concentrazioni di inquinanti nell’aria definiti dalla regolamentazione vigente.

Per le ipotesi e le limitazioni assunte nella UNI EN 13725:2004, l’odore (in termini di concentrazione di odore) è assimilabile, nell’ambito delle simulazioni di dispersione, ad un’unica pseudo-specie che si disperde nell’atmosfera in forma gassosa (quindi non particellare); pertanto nelle simulazioni di dispersione sono esclusi gli effetti di deposizione gravitazionale (Regione Lombardia, 2010).

I dati della simulazione modellistica

La concentrazione dell’odore che insiste su un’area è influenzata non solo dalla portata emessa ma anche dall’orografia e dalla meteorologia, di conseguenza, i modelli necessitano di dati di “input” relativi alle emissioni degli inquinanti considerati (numero, tipo e localizzazione delle sorgenti, quantità di odore emesso nell’unità di tempo, velocità di efflusso e temperatura dell’emissione, ecc.), delle caratteristiche meteodiffusive dell’atmosfera (velocità e direzione del vento, turbolenza, ecc.) e delle caratteristiche dell’area in esame (orografia, tipo di suolo, ecc.).

Dall’elaborazione matematica delle informazioni in ingresso al modello si perviene a dati di “output”, rappresentati in genere attraverso campi di concentrazione georeferenziati (mappe), che rappresentano il risultato finale della simulazione modellistica (Figura 2.22).

Figura 2.22 Dati di input ed output per la caratterizzazione dei modelli di

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Dati orografici.

I principali dati in ingresso relativi al territorio riguardano (Finzi, 2001):

• orografia: matrice delle quote altimetriche necessaria in modelli che tengono conto della tridimensionalità del campo di moto. La risoluzione spaziale varia molto a seconda della scala a cui il modello lavora (da 50 m per la microscala a 50 km per la grande scala);

• mappa di uso del suolo: necessaria nei modelli che tengono conto della diffusione e della deposizione/adsorbimento dell’inquinante in corrispondenza del terreno;

• cartografia: base su cui si riportano i dati al fine di spazializzare i risultati. Tale procedimento può essere automatizzato tramite l’impiego di sistemi di GIS.

L’operazione preliminare in uno studio di impatto olfattivo mediante simulazione della dispersione, consiste, dunque, nell’individuazione del dominio spaziale oggetto di studio; la dimensione del dominio dove essere scelta nel rispetto dei seguenti requisiti (Regione Lombardia, 2010):

• devono essere inclusi i ricettori compresi nel raggio minimo di 3 km dai confini dello stabilimento;

• devono essere inclusi tutti i ricettori presso cui sia da valutare l’impatto odorigeno;

• il passo della griglia di ricettori deve essere scelto in modo tale che, per i ricettori sensibili, la distanza fra il ricettore e il punto più prossimo del confine dell’impianto, deve essere maggiore o uguale al passo della griglia;

• fra i ricettori sensibili dovrebbe essere compresa l’abitazione o il locale ad uso collettivo (scuola, ospedale, ecc.) più prossimo all’impianto, anche se isolato;

• almeno un ricettore sensibile dovrebbe essere posto presso ciascuno dei centri abitati ubicati entro 3 km dall’impianto.

Dati meteorologici.

Secondo le raccomandazioni WMO (World Meteorological Organization) i principali dati in ingresso relativi alla meteorologia consistono in (Finzi, 2001):

• velocità e direzione del vento: tali dati sono monitorati al suolo ed in quota nel caso di modelli che ricostruiscono il campo di vento tridimensionale tramite preprocessori meteorologici;

• temperatura, umidità, pressione, radiazione solare al suolo, precipitazione:

servono per determinare il parametro di stabilità atmosferica in maniera indiretta quando non esistono misure più sofisticate di turbolenza atmosferica;

• gradiente termico verticale: per la determinazione della quota di inversione termica.

Nelle simulazione di dispersione tali dati devono essere introdotti a scansione oraria, per un’estensione minima del dominio temporale di simulazione pari ad un anno (Regione Lombardia, 2010).

I modelli di dispersione, oltre ai dati di base citati sopra, necessitano di altre variabili meteorologiche acquisibili con strumentazione avanzata o stimate da opportuni pre-processori meteorologici, quali:

• altezza dello strato di rimescolamento;

• categoria di stabilità atmosferica e/o più compiutamente le tre componenti della turbolenza;

• parametri di scala quali per esempio la velocità di attrito, la lunghezza di Monin-Obukhov e il flusso di calore sensibile;

• risalita verticale dei fumi caldi.

Dati di emissione.

I dati in ingresso relativi agli scenari emissivi consistono in:

• numero e localizzazione delle sorgenti;

• caratteristiche geometriche: altezza e diametro in caso di sorgenti puntuali, area e forma in caso di sorgenti areali estese;

• portata di odore (espressa in OU/s);

• temperatura e velocità dell’effluente nella sezione di sbocco;

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• altezza del punto di emissione rispetto al suolo; per un biofiltro è il colmo della struttura di contenimento del letto biofiltrante, che è maggiore dell’altezza della superficie superiore del letto biofiltrante.

Normalmente l’aeriforme emesso in atmosfera attraverso camini di espulsione (emissioni puntiformi convogliate) è soggetto al cosiddetto innalzamento del pennacchio (plume rise) la cui entità dovrebbe quindi essere considerata nelle simulazioni per lo studio di impatto. Nei casi di sorgenti areali o volumetriche la velocità effettiva di espulsione è tanto piccola da rendere trascurabile il plume rise ed è quindi da disattivare nel modello di dispersione l’algoritmo che calcola tale innalzamento (Regione Lombardia, 2010).

Inoltre un algoritmo per il calcolo del “building downwash” (interazione tra la piuma emessa dalla sorgente e gli edifici circostanti, che provoca un aumento di concentrazione al suolo in prossimità del punto di emissione) dovrebbe essere avviato nelle simulazioni se la minima delle altezze delle sorgenti di emissione rispetto al suolo è inferiore a 1,5 volte la massima delle altezze degli edifici all’interno dello stabilimento oppure all’esterno di esso, entro un raggio di 200 m dai punti di emissione (Regione Lombardia, 2010).

Elaborazione dei risultati.

Il modello di dispersione restituisce come dati di output le concentrazioni medie orarie di odore per ogni ricettore e per ciascuna delle ore del dominio temporale di simulazione.

Poiché la risposta dell’uomo ad uno stimolo olfattivo è dell’ordine di 3,6 secondi (il tempo medio di un respiro) è importante considerare gli effetti delle fluttuazioni di concentrazione di odore nell’arco del periodo considerato. È necessario, dunque, dedurre le concentrazioni orarie di picco (concentrazione che in un’ora è oltrepassata con probabilità 10^-3, cioè per più di 3,6 secondi), moltiplicando le concentrazioni medie orarie restituite dal modello per un coefficiente sperimentale (“peak-to-mean ratio”) pari a 2,3 (Capelli, 2010).

In Figura 2.23 è mostrato un confronto tra il risultato medio orario fornito dal modello e quello che in realtà può accadere durante quell’ora.

Figura 2.23 Predizione dell’odore secondo il modello di dispersione comparato con la realtà (Freeman et al., 2002)

I risultati della simulazione sono, infine, espressi attraverso il 98°

percentile su base annua della concentrazione di picco, in accordo con quanto indicato nella linea guida dell’Agenzia Ambientale del Regno Unito, relativa ai criteri per la valutazione dell’accettabilità di esposizione agli odori (Capelli, 2010).

La concentrazione di odore al 98° percentile rappresenta il valore percepito per il 2% delle ore in un anno: ad esempio, se presso un ricettore il 98° percentile delle concentrazioni orarie di picco è pari ai 3 OU/m³, significa che la concentrazione massima di odore simulata al suolo, avvertita presso quel recettore, risulta inferiore a 3 OU/m³ per il 98% delle ore dell’anno.

La rappresentazione dei risultati, dunque, deve avvenire attraverso:

• mappe di distribuzione al suolo relative al 98° percentile su base annua della concentrazione di picco di odore;

• mappe di sovrapposizione o confronto delle concentrazioni di odore provenienti da fonti differenti;

• grafici di confronto con le soglie di concentrazione di riferimento per la valutazione del livello di esposizione all’odore.

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2.10.4 Metodologie, limiti e metodi attraverso la misura delle