LA DEFINIZIONE DILINEE GUIDA PER LA CARATTERIZZAZIONE E L’AUTORIZZAZIONE DELLE EMISSIONI GASSOSE AD IMPATTO ODORIGENO

Convegno22.03.2013Sala 8C pad. 8SEP - PadovaFiere

Casi Studio:applicazione delle linee guida di Regione Lombardia

Laura Capelli Politecnico di Milano

laura.capelli@polimi.it

2L’approccio modellistico per la valutazione di impatto olfattivo

UK: IPPC - Horizontal Guidance for Odour Part 1 – Regulation and Permitting (2002)I limiti di concentrazione di odore al 98° percentile sono fissati a 1.5 ouE/m3, 3.0 ouE/m3 o 6.0 ouE/m3, nel caso rispettivamente di tipologie industriali ad “elevato”, “medio” o “basso” potenziale di molestia

Francia: JORF du 22 Avril 2008 (per impianti di compostaggio):La concentrazione di odore imputabile all’impianto, valutata entro un raggio di 3000 m dai confini dell’impianto stesso, non deve superare il limite di 5 ouE/m3 per più di 175 ore all’anno, corrispondenti ad una frequenza del 2% (98° percentile)

Regione Lombardia: DGR 15 febbraio 2012 – n. IX/3018“Dovranno essere redatte delle mappe di impatto dove devono essere riportati i valori di concentrazione orarie di picco di odore al 98° percentile su base annuale, così come risultanti dalla simulazione a 1, 3 e 5 ouE/m3”

3

Valutazioni previsionali di impatto olfattivo di due impianti in progetto:

Casi studiati

Applicazione del modello di dispersione per valutare come differenti scelte impiantistiche e progettuali influiscano sull’impatto olfattivo complessivo dell’impianto

Impianto digestione anaerobica + compostaggio Allevamento avicolo

4Caso studio 1Impianto di digestione anaerobica e compostaggio di FORSU e verde in progetto a Faedo (TN)

Coordinate impianto:Lat: 46°13'27" NordLong: 11° 9'48" Est

Modello utilizzato:CALPUFF

5

6Dati di input del modello

Dati meteorologici: reperiti dalla Provincia Autonoma di Trento tramite lestazioni meteorologiche di Roverè della Luna (TN) e Salorno (BZ).

Dati orografici: Corografie, cartografie e dati orografici sono statiestrapolati da Google Earth. Griglia 4km x 4km, con un punto ogni 100 m(40 x 40 = 1600 recettori).

Dati emissivi: ipotizzati sulla base dei dati di progetto e dei valori diconcentrazione e portata di odore relativi ad impianti analoghi. Portata,caratteristiche fisiche e geometriche delle sorgenti e dettagli sulfunzionamento sono stati forniti dai progettisti.

Parametro meteorologico Tipo di elaborazione Unità di misura PeriodoTemperatura dell'aria media su 1 h °CVelocità del vento media su 1 h m/sDirezione del vento prevalente su 1 h gradi sessagesimaliRadiazione solare globale media su 1 h MJ/m2

Umidità relativa dell’aria media su 1 h %Precipitazione totale su 1 h mm

dal 01/01/2009al 31/12/2009

7Rosa generale dei venti

0.0%

2.0%

4.0%

6.0%

8.0%

10.0%

12.0%

14.0%

16.0%

18.0%

N(0,0°)

NNE(22,5°)

NE(45°)

ENE(67,5°)

E(90°)

ESE(112,5°)

SE(135°)

SSE(157,5°)

S(180°)

SSW(202,5°)

SW(225,5°)

WSW(247,5°)

W(270,0°)

WNW(292,5°)

NW(315,0°)

NNW(337,5°) Due direzioni

prevalenti del vento, una diretta da est verso ovest, e l’altra in direzione opposta

8Le sorgenti emissive considerate Biofiltro:

Portata 90000 m3/h; T media 30°C;Superficie 670 m2

Fumi del gruppo di cogenerazione:Portata 3500 Nm3/h; T 180 °C;Camino di altezza 10 m e diam. 0.4 m

Stoccaggio compost raffinato su platea:Superficie 1000 m2 ; altezza 3,5 metri

Emissione Coord. UTM E

Coord. UTM N

Altezza(m)

Superf.(m2)

Diam. eq. (m)

Altezzas.l.m. (m)

Temp.(K)

Portata(Nm3/h)

Velocità(m/s)

OER(ouE/s)

Biofiltro 666.839 5121.301 8 670 29.21 241 303 90000 0.040047 7500Camino cogenerazione 666.839 5121.301 10 0.126 0.40 243 453 3500 8.30349 1565

Cumuli compost 666.839 5121.301 2 1000 35.68 235 293 _ _ 6000

cod = 300 ouE/m3

(cfr. limite austriaco Norma S 2205-1)

cod = 1500 ouE/m3

(da dati del Laboratorio Olfattometrico)

OEF = 7.5·106 ouE/t(Sironi et al. Atmos Environ (2006) 7632-43)

25000 t/y -> 6000 ouE/s

Sono state considerate nulle le emissioni derivanti dai cumuli di verde (cippatoligneo), e i transitori di accensione della torcia a servizio del digestore nei casi, non programmati di fermo motore

9Risultati: Ipotesi 1

98° percentile su base annua della concentrazione di picco di odore, considerando lo stoccaggio dei cumuli di compost all’aperto:

OER = 6000 ouE/s

10Risultati: Ipotesi 2

98° percentile su base annua della concentrazione di picco di odore, considerando lo stoccaggio dei cumuli di compost al chiuso, e trascurabili le emissioni fuggitive dal capannone:

OER = 0 ouE/s

11Risultati: Ipotesi 3

98° percentile su base annua della concentrazione di picco di odore, considerando lo stoccaggio dei cumuli in un capannone chiuso su tre lati, ipotizzando una velocità di efflusso per effetto diffusivo di 0.1 m/s:

OER 3460 ouE/s

12Caso studio 2

Considerazione di due diverse soluzioni impiantistiche: Emissioni orizzontali: estrattori dei capannoni orientati

orizzontalmente, come normalmente avviene in impianti di questa tipologia.

Emissioni verticali (progetto innovativo in questo settore): convogliamento delle emissioni verso l’alto, al fine di incrementare la velocità ascensionale delle stesse.

Allevamento avicolo in progetto in Lombardia

13Dati di input del modello

Dati meteorologici: reperiti dall’OSMER (Osservatorio Meteorologico Regionale) dell’ARPA della Lombardia.

Dati orografici: corografie, cartografie e dati orografici sono stati estrapolati da Google Earth. Griglia 4km x 4km, con un punto ogni 100 m (40 x 40 = 1600 recettori).

Dati di emissione: stima delle portate e delle caratteristiche delle sorgenti sulla base dei dati di progetto dell’impianto; i valori di concentrazione di sono stati ipotizzati sulla base di dati del nostro Laboratorio.

Parametro meteorologico Tipo di elaborazione Unità di misura PeriodoTemperatura dell'aria media su 1 h °CVelocità del vento media su 1 h m/sDirezione del vento prevalente su 1 h gradi sessagesimaliRadiazione solare netta media su 1 h W/m2

Umidità relativa dell’aria media su 1 h %Precipitazioni totale su 1 h mm

dal 01/01/2010al 31/12/2010

14Analisi delle rose dei venti

Presenza di una direzione prevalente del vento, diretta verso sud-sud-ovest e di una seconda direzione prevalente, meno marcata, in direzione opposta, ossia verso nord-est.

Nelle ore notturne (22÷03) e mattutine (04÷09), il vento spira prevalentemente verso sud-sud-ovest, mentre nelle ore centrali del giorno (ore10÷21) il vento spira prevalentemente, anche se non in maniera marcata, nella direzione opposta, ossia verso nord-est.

0.0%

5.0%

10.0%

15.0%

20.0%

25.0%

N(0,0°)

NNE(22,5°)

NE(45°)

ENE(67,5°)

E(90°)

ESE(112,5°)

SE(135°)

SSE(157,5°)

S(180°)

SSW(202,5°)

SW(225,5°)

WSW(247,5°)

W(270,0°)

WNW(292,5°)

NW(315,0°)

NNW(337,5°)

0.0%

5.0%

10.0%

15.0%

20.0%

25.0%

30.0%

35.0%

N(0,0°)

NNE(22,5°)

NE(45°)

ENE(67,5°)

E(90°)

ESE(112,5°)

SE(135°)

SSE(157,5°)

S(180°)

SSW(202,5°)

SW(225,5°)

WSW(247,5°)

W(270,0°)

WNW(292,5°)

NW(315,0°)

NNW(337,5°)

Mattina 04-09 Pomeriggio 10-15 Sera 16-21 Notte 22-03

15Modello emissivo

Per la valutazione dei dati di emissione, essendo l’impianto ancora in fase di progetto sono state effettuate alcune assunzioni:

Stima delle portate e le caratteristiche delle sorgenti:Basata sui dati di progetto dell’impianto forniti dai progettisti.

Stima dei valori di concentrazione di odore:Data la scarsità di dati specifici di letteratura, sono stati ipotizzati sulla base di valori presenti nel database del nostro Laboratorio. La simulazione è stata ripetuta considerando tre diversi valori di concentrazione di odore alle emissioni, corrispondenti al range di valori misurati sperimentalmente dal nostro Laboratorio presso impianti analoghi a quello in oggetto: 150 ouE/m3, 200 ouE/m3 e 250 ouE/m3.

16Individuazione delle sorgenti

MeseVentilazione -

galline(m3/h/capo)

Ventilazione - pollastre

(m3/h/capo)Gennaio 2 1Febbraio 2 1Marzo 2.5 1.3Aprile 3.8 1.9Maggio 6 3Giugno 7.5 3.8Luglio 9.5 5Agosto 9.5 5Settembre 7.5 3.8Ottobre 4 2Novembre 2.8 1.4Dicembre 2 1

Le emissioni considerate sono gli estrattori per la ventilazione dei capannoni: 100 estrattori (36+36+28) ciascuno con una portata di 30000 m3/h.

I ventilatori non sono sempre tutti in funzione. La ventilazione è funzione delle condizioni esterne: in estate la ventilazione è maggiore che in inverno.

Le emissioni modellate sono 3:1. capannone pollastre (da tunnel per essicazione pollina)2. capannone galline (da tunnel per essicazione pollina)3. capannone galline (invio in atmosfera direttamente dal capannone)

3 capannoni: 2 per l’allevamento di galline ovaiole (ca. 110’000 capi ciascuno)+ 1 per l’allevamento di pollastre (ca. 115’000 capi)

17Ipotesi 1: Emissioni orizzontali La prima configurazione impiantistica prevede che gli estrattori siano disposti

sulle pareti dei capannoni, e che le emissioni siano pertanto orientate orizzontalmente.

Tale scelta, che comporta una ridottissima velocità ascensionale delle emissioni, è dettata dalla volontà di facilitare la deposizione delle polveri al suolo, ma ha come svantaggio una minore capacità dispersiva di composti inquinanti e odori.

18Ipotesi 2: Emissioni verticali La seconda configurazione impiantistica considerata che prevede di convogliare

le emissioni orizzontali verso l’alto, orientandole verticalmente, al fine di aumentare la velocità ascensionale delle emissioni, migliorandone la dispersione in atmosfera.

19

Nell’ipotesi 2 le velocità ascensionali sono aumentate di ca. un ordine di grandezza rispetto al caso in cui le emissioni sono orizzontali!!!

CASO 1

Mesecod

(ouE/m3)Q

(m3/h)Sez.(m2)

v(m/s)

OER(ouE/s)

Q(m3/h)

Sez.(m2)

v(m/s)

OER(ouE/s)

Q(m3/h)

Sez.(m2)

v(m/s)

OER(ouE/s)

Gennaio 250 115000 937.5 0.03 7986 293333 800 0.10 20370 146667 680 0.06 10185Febbraio 250 115000 937.5 0.03 7986 293333 800 0.10 20370 146667 680 0.06 10185Marzo 250 149500 937.5 0.04 10382 366667 800 0.13 25463 183333 680 0.07 12731Aprile 250 218500 937.5 0.06 15174 557333 800 0.19 38704 278667 680 0.11 19352Maggio 250 345000 937.5 0.10 23958 880000 800 0.31 61111 440000 680 0.18 30556Giugno 250 437000 937.5 0.13 30347 1100000 800 0.38 76389 550000 680 0.22 38194Luglio 250 575000 937.5 0.17 39931 1393333 800 0.48 96759 696667 680 0.28 48380Agosto 250 575000 937.5 0.17 39931 1393333 800 0.48 96759 696667 680 0.28 48380Settembre 250 437000 937.5 0.13 30347 1100000 800 0.38 76389 550000 680 0.22 38194Ottobre 250 230000 937.5 0.07 15972 586667 800 0.20 40741 293333 680 0.12 20370Novembre 250 161000 937.5 0.05 11181 410667 800 0.14 28519 205333 680 0.08 14259Dicembre 250 115000 937.5 0.03 7986 293333 800 0.10 20370 146667 680 0.06 10185

Emissione 1 Emissione 2 Emissione 3

CASO 2

Mesecod

(ouE/m3)Q

(m3/h)Sez.(m2)

v(m/s)

OER(ouE/s)

Q(m3/h)

Sez.(m2)

v(m/s)

OER(ouE/s)

Q(m3/h)

Sez.(m2)

v(m/s)

OER(ouE/s)

Gennaio 250 115000 74.8 0.43 7986 293333 160 0.51 20370 146667 37 1.10 10185Febbraio 250 115000 74.8 0.43 7986 293333 160 0.51 20370 146667 37 1.10 10185Marzo 250 149500 74.8 0.56 10382 366667 160 0.64 25463 183333 37 1.38 12731Aprile 250 218500 74.8 0.81 15174 557333 160 0.97 38704 278667 37 2.09 19352Maggio 250 345000 74.8 1.28 23958 880000 160 1.53 61111 440000 37 3.30 30556Giugno 250 437000 74.8 1.62 30347 1100000 160 1.91 76389 550000 37 4.13 38194Luglio 250 575000 74.8 2.14 39931 1393333 160 2.42 96759 696667 37 5.23 48380Agosto 250 575000 74.8 2.14 39931 1393333 160 2.42 96759 696667 37 5.23 48380Settembre 250 437000 74.8 1.62 30347 1100000 160 1.91 76389 550000 37 4.13 38194Ottobre 250 230000 74.8 0.85 15972 586667 160 1.02 40741 293333 37 2.20 20370Novembre 250 161000 74.8 0.60 11181 410667 160 0.71 28519 205333 37 1.54 14259Dicembre 250 115000 74.8 0.43 7986 293333 160 0.51 20370 146667 37 1.10 10185

Emissione 1 Emissione 2 Emissione 3

Confronto emissioni

Mappa del 98° percentile delle conc. di picco di odore a 200 ouE/m3

Ipotesi 1:Emissioni orizzontali

Ipotesi 2:Emissioni verticali

21Valutazione dei risultati

Considerando un’emissione di 150 ouE/m3, 200 ouE/m3 o 250 ouE/m3, nelle 2 ipotesi, al primo ricettore, la concentrazione oraria di picco di odore risulta essere pari rispettivamente a: Ipotesi 1: 3 ouE/m3 - 4 ouE/m3 - 5 ouE/m3

Ipotesi 2: 2 ouE/m3 - 2.5 ouE/m3 - 3 ouE/m3

Il convogliamento delle emissioni verso l’alto consente di aumentare la velocità ascensionale delle stesse, migliorandone la capacità di dispersione, e ha come conseguenza una significativa riduzione dell’impatto olfattivo.

Caso studio 2: allevamento avicolo

Caso studio 1: impianto di digestione anaerobica e compostaggio FORSU + verde

La sorgente odorigena maggiormente impattante dell’impianto è risultata essere lo stoccaggio del compost raffinato su platea

L’impatto olfattivo dell’impianto sul territorio può essere ridotto significativamente effettuando una chiusura anche solo parziale (capannone chiuso su 3 lati) dell’area di stoccaggio