Studi modellistici delle emissioni: l'importanza nella valutazione degli impatti industriali

Cosa sono gli studi modellistici delle emissioni atmosferiche

I modelli di dispersione atmosferica sono algoritmi matematici che simulano il trasporto, la diffusione e la deposizione degli inquinanti emessi da sorgenti puntuali, lineari, areali o volumetriche.

Essi integrano i dati emissivi associati ad una o più sorgenti, con dati meteorologici e topografici, con lo scopo di definire le concentrazioni di ricaduta al suolo di inquinanti specifici, permettendo quindi di valutare i trend di propagazione e la conformità dell’impatto con i valori limiti o i valori soglia per la qualità dell’aria e/o per la salute umana.

I modelli, ciascuno in base alle proprie specifiche, permettono quindi di valutare l’effetto della diffusione in ambiente di inquinanti, sia in fase vapore, sia in fase particellare (verificando per questi ultimi anche i tassi di deposizione secca), con dettagli di calcolo sulla micro-, meso- e macro-scala temporale.

Come per ogni sistema che intenda modellare il comportamento di variabili ambientali, siano esse naturali o antropogeniche, bisogna ricordare che i modelli di dispersione sono una rappresentazione il più verosimile possibile di comportamenti reali e la loro attendibilità dipende in massima parte dalla qualità dei dati che vanno a costituire l’architettura del modello stesso.

Per tale motivo, nella costruzione di un modello di dispersione atmosferica è fondamentale potersi riferire ad un campo meteorologico costruito sulla base di dati affidabili e su un orizzonte temporale sufficientemente lungo, in modo da poter intercettare eventuali fenomeni naturali che vanno a costituire la normale ed attendibile variabilità meteorologica di una data area di analisi.

Generalmente tali dati richiedono un database molto corposo, che viene elaborato da sistemi software prognostici, che restituiscono l’output dei dati meteorologici nel formato compatibile con il modello di calcolo utilizzato. I dati di ingresso dovrebbero essere scelti tra quelli certificabili (ad es. reti meteorologiche dell’aeronautica civile, reti meteorologiche regionali delle varie A.R.P.A. locali, ecc.) e da stazioni meteo con altezza dell’anemometro pari almeno a 10 m (per evitare che il campo meteorologico sia influenzato dal terreno).

Ulteriormente anche i dati topografici, utilizzati per costruire la base del terreno, richiedono lo stesso grado di attendibilità, in quanto i migliori modelli di calcolo producono risultati che tengono in opportuna considerazione le diverse quote di sorgenti e recettori e le particolari conformazioni geomorfologiche che possono comportare particolari modalità di microcircolazione del vento su scala locale.

Perché la modellistica emissiva è cruciale per le autorizzazioni ambientali (VIA e AIA)

L’utilizzo di modelli matematici è un buon sistema per poter prevedere, a costi e tempi sostenibili, l’effetto dell’attivazione di sorgenti con potenziale impatto atmosferico od odorigeno, nelle fasi di progettazione, nell’intento di valutare le migliori alternative possibili nella definizione di un intervento, sia esso costituito (a titolo di esempio), da una nuova installazione industriale, da una nuova infrastruttura viaria, da una nuova installazione agro-zootecnica ecc..

In alcuni casi, per particolari parametri, la via modellistica è inoltre l’unica perseguibile per poter verificare i valori soglia imposti dalla normativa. È questo ad esempio il caso della valutazione dell’impatto odorigeno, il cui parametro di riferimento è costituito dal 98° percentile della concentrazione di picco su base annua.

In termini più semplici il parametro di riferimento è costituito dal livello che viene superato per il 2% di ore dell’anno, considerando la concentrazione media di odore aumentata di un fattore (peak-to-mean ratio).

Appare evidente che per poter valutare un parametro così costruito è necessario disporre di dati con cadenza almeno oraria e per un periodo di tempo lunghissimo (base annua), che rende di fatto economicamente non perseguibile la misurazione diretta (servirebbe effettuare campionamenti orari per periodi di mesi).

Oltre all’opportunità tecnica di coniugare attendibilità scientifica, con tempi di realizzazione contenuti e costi accessibili, l’utilizzo dei modelli diventa molto importante negli ambiti di sviluppo antropico sottoposti a Valutazione di Impatto Ambientale e/o Autorizzazione Integrata Ambientale, ovverosia per quei progetti per cui la tipologia, la dimensione, la localizzazione, li rende potenzialmente più delicati per il loro inserimento sostenibile nel contesto ambientale di riferimento.

Per questi interventi molto spesso il mero rispetto del limite di legge non è una condizione sufficiente a non determinare impatto, il cui grado dipende dallo stato dell’ambiente di una determinata area, o dalla particolare sensibilità della stessa (sia per qualità naturale, sia per la presenza diffusa di ambiti abitativi, scuole, ospedali o altri bersagli delicati). L’approccio modellistico è quindi l’unico che permette di valutare in termini quantitativi, riproducibili e confrontabili l’effetto potenziale di una o più sorgenti emissive, permettendo quindi (in un’ottica proattiva) di migliorare la progettazione verso criteri di reale (e misurabile) sostenibilità ambientale.

Questo tipo di approccio rivestirà un’importanza ancora maggiore se letta nell’ottica del recepimento e dell’attuazione delle più recenti direttive sulla qualità dell’aria in ambito europeo, che porteranno (già immediatamente nei prossimi anni) ad un dimezzamento netto di quelli che sono ad oggi i livelli di qualità dell’aria per il biossido di azoto ed il particolato sospeso (PM10 e PM2.5).

Si apre infatti una fase in cui i vari attori e soggetti emissivi (industriali, ma anche civili) saranno chiamati ad una profonda revisione delle proprie performance, in quanto gli obiettivi posti dalla Comunità Europea sono particolarmente ambiziosi. Sarà quindi un periodo di scelte, di strategie, che inevitabilmente (almeno nell’ambito industriale) avranno un riflesso diretto sulla competitività e sul posizionamento in un mercato sempre più attento alle tematiche di salvaguardia ambientale.

Ecco quindi che l’utilizzo di strumenti utili a guidare le scelte e prevederne gli effetti, diventa un preziosissimo tool di cui disporre.

Ottimizzazione dei processi e sostenibilità: l'approccio ingegneristico di E4F

Nel contesto sopra richiamato, E4F si inserisce come partner per l’implementazione delle tecniche modellistiche all’interno degli approcci ingegneristici connessi alle strategie di sviluppo industriale ed infrastrutturale, nell’ottica di coadiuvare i vari stakeholder nei processi di progettazione, autorizzazione e controllo di interventi aventi potenziali ricadute e impatti sulla matrice atmosferica.

Come introdotto nei paragrafi precedenti, la modellazione costituisce uno degli strumenti utili nelle fasi predittive e quindi nelle fasi di progettazione, permettendo di poter intercettare potenziali criticità, di verificare la validità delle alternative, di poter basare le scelte di sviluppo anche sulla base di approcci numerici quantitativi e (pertanto) più facilmente misurabili e confrontabili, permettendo anche la progettazione di strategie di monitoraggio e controllo periodico o continuativo degli effetti e l’eventuale implementazione di ulteriori azioni di miglioramento.

E4F fornisce quindi la propria professionalità specialistica nella modellazione di impatto atmosferico ed odorigeno:

• verificando la significatività delle sorgenti;

• provvedendo alla caratterizzazione chimica e (ove richiesto) odorigena delle emissioni per mezzo di partner qualificati e certificati, sulla base di creazione di piano di analisi calibrato caso per caso per le specifiche esigenze del cliente e sulla base degli obiettivi/necessità da doversi perseguire;

• implementando i principali modelli di calcolo (CALMET+CALPUFF, CALINE4) ad integrazione dei progetti soggetti a Valutazione di Impatto Ambientale ed Autorizzazione Integrata Ambientale e comunque in tutte i casi ove il dettaglio di calcolo numerico venga richiesto in un processo autorizzativo o di controllo;

• integrando gli approcci di calcolo di bilancio ESG con indicatori specifici per le emissioni, che possono essere rapportati anche all’effetto sull’ambiente circostante.

Si tratta quindi di voler abbracciare un approccio proattivo alla progettazione ed allo sviluppo industriale ed infrastrutturale, all’interno del quale dare maggiore importanza ad intercettare (ed eliminare o comunque contenere) sul nascere le possibili criticità, nella convinzione che una buona progettazione, che parta dagli obiettivi di sostenibilità e qualità ambientale, sia la più corretta strategia per indirizzare le scelte verso criteri di efficacia e sostenibilità, che nel lungo periodo permettono di contenere i costi degli investimenti e, soprattutto, consente realmente di poter perseguire uno sviluppo antropico più efficacemente in armonia e nel rispetto dell’ambiente in cui tutti noi viviamo.

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