Metodo semplificativo per lo studio di ricaduta degli ...

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COMMITTENTE

Italplafer s.r.l. Impianto di recupero rifiuti non

pericolosi Comune di Giulianova

Zona Industriale Colleranesco

OGGETTO

APPLICAZIONE METODO SEMPLIFICATIVO PER STUDIO

DI RICADUTA INQUINANTI

Verifica di assoggettabilità

Modifica sostanziale (ex Italfer di Sfoglia Giovina)

(Det. n. DR4/24 del 06/05/2009 e modifica sost. DA21/102 del

24/06/2014)

RIFERIMENTI

NORMATIVI

D.lgs n. 4 del 16.01.08 art. 20 “Verifica di assoggettabilità”

Allegato IV alla parte II punto 7 – Progetti di infrastrutture, lettera zb

Impianto rifiuti non pericolosi

art. 208 d.lgs 152/06 “Procedure Ordinarie”

DATA E N. DI

REVISIONE

Revisione di Giugno 2016

IL PROGETTISTA

ING. Mariavittoria BRONICO


INDICE

0. Premessa ____________________________________________________________ 1

1. Sistemi di aspirazione e convogliamento polveri dalle linee di macinazione __________ 1

2. valutazione degli impatti in atmosfera e studio di ricaduta degli inquinanti __________ 2

2.1 Ubicazione dei punti di emissione _________________________________________ 3

2.2 Applicazione del modello Gaussiano Plume _________________________________ 4

2.3 Calcolo dell’innalzamento del pennacchio __________________________________ 7

2.4 Calcolo della distanza a cui si verifica la concentrazione massima, della concentrazione massima e della distanza a cui il pennacchio tocca il suolo ___________ 8

2.5 Calcolo della concentrazione nei punti “critici” ______________________________ 12


1

0. PREMESSA

Visto il II Giudizio di sospensione n. 2660 del 19/05/2016 (vedi ALL. 1) nel quale si richiede una

valutazione degli impatti in atmosfera con studio di ricaduta degli inquinanti e l’installazione di un

sistema di aspirazione e convogliamento delle polveri sulla linea di macinazione al camino che

denomineremo E3, si redige la presente relazione con lo scopo di fornire un metodo semplificativo

ai fini della valutazione della dispersione delle polveri in atmosfera emessi dai tre camini in esame.

1. SISTEMI DI ASPIRAZIONE E CONVOGLIAMENTO POLVERI DALLE LINEE DI MACINAZIONE

Per quanto concerne le polveri prodotte durante le attività di triturazione della plastica, sono previsti

e adottati sistemi di mitigazione:

Linea 1 lavorazione della plastica: il mulino è totalmente incapsulato con un box in lamiera

prefabbricato in modo da evitare la dispersione delle polveri e ridurre anche la rumorosità.

Dal box il materiale macinato viene prelevato per depressione all’interno di una centrifuga dotata di

un sistema automatico di insacco che abbassa ulteriormente la dispersione delle polveri in

atmosfera. L’aria prelevata dal box-mulino trascina le polveri generate e le convoglia in un impianto

di filtrazione a 49 maniche filtranti prima di immettere in atmosfera attraverso il punto E1.

Il punto di emissione è autorizzato alle emissioni in atmosfera secondo quanto previsto dall’art. 269

del Dlg.s 152/2006 e sottoposto a controlli periodici per la determinazione della concentrazione delle

polveri e il rispetto dei limiti previsti dal D.Lgs 152/06.

Linea 2 lavorazione della plastica: L’intera linea di triturazione è coperta da box prefabbricato in

lamiera che limita la dispersione delle polveri in atmosfera e l’impatto del rumore.

Tale linea sarà dotata di un sistema di aspirazione suddiviso in n° 4 linee separate che convogliano

in un unico camino E2, di cui:

1. una a servizio del mulino macinatore.

2. una a servizio del separatore magnetico a nastro e la coclea per la raccolta dei

materiali ferrosi.

3. una a servizio del separatore a correnti indotte.

4. un’ultima a servizio della coclea per la raccolta dell’alluminio.

Le emissioni di tutte le attività sopraindicate vengono convogliate in un sistema di filtrazione dotato

di 80 maniche filtranti e espulse in atmosfera dal camino denominato E2.


2

Linea 3 lavorazione della plastica: come richiesto in sede di comitato la linea 3 sarà dotata di un

sistema di aspirazione e filtrazione a servizio del trituratore, del mulino e del serbatoio di carico della

trafila. L’impianto di filtrazione sarà dotato di n. 12 cartucce filtranti in tessuto poliestere aventi

ciascuna superficie filtrante pari a 10 mq con un grado totale di filtrazione pari al 99,4%.

2. VALUTAZIONE DEGLI IMPATTI IN ATMOSFERA E STUDIO DI RICADUTA DEGLI INQUINANTI Come già evidenziato nelle precedenti relazioni, nel caso in esame le azioni progettuali che possono

determinare una variazione delle attuali condizioni dell’atmosfera sono:

- produzione ed impatto da polveri convogliate in camini;

- emissioni atmosferiche inquinanti dai mezzi di trasporto e movimentazione dei rifiuti e dai due

gruppi elettrogeni installati nell’area A2.

Le azioni che possono comportare impatto sono relative alla fase di movimentazione del materiale,

al passaggio dei mezzi, di utilizzo dei gruppi elettrogeni per la produzione di energia elettrica e di

utilizzo degli impianti di triturazione e compattazione.

Gli effetti più direttamente prodotti da questo impianto di recupero sono le emissioni di polveri.

Nel caso in esame non è possibile quantificare/discriminare l’apporto a priori di gas di scarico,

provenienti dai mezzi che trasportano e movimentano i rifiuti all’interno dell’impianto e dagli scarichi

dei due gruppi elettrogeni utilizzati per l’alimentazione elettrica dei macchinari; in ogni caso si ritiene

non particolarmente rilevante l’impatto dovuto alla gestione dell’impianto sulla qualità dell’aria.

Premesso quanto sopra, per lo studio degli inquinanti richiesto, prenderemo in esame le polveri

emesse dalle tre linee di macinazione.

Nella presente relazione si propone una valutazione teorica della dispersione delle polveri

generate dalle attività di macinazione dei rifiuti plastici dalla ditta Italplafer sulle tre linee di suddette,

basata sull’applicazione del “modello di tipo stazionario Gaussiano Plume”. Tale modello è

solitamente applicato a emissioni di gas o di particelle di dimensioni ridotte (es: max 10 µm). Nel

nostro caso, dato che le polveri sono prodotte da processi di macinazione meccanica, le particelle

risultanti saranno pesanti e dimensioni particellari non inferiori a 20 µm. Per questo motivo,

applicando questa teoria al nostro caso, avremo una importante sovrastima del fenomeno.

Tale modello di calcolo verrà applicato separatamente per ciascun camino al fine di determinare il

contributo in termini di emissione di ciascuno (determineremo la concentrazione massima e la

distanza rispetto al punto di emissione a cui questa si verifica), per poi sovrapporre gli effetti dei tre

camini verificandoli su alcuni punti che individueremo e considereremo “critici”.


3

2.1 Ubicazione dei punti di emissione Nella figura sottostante sono evidenziate le posizioni all’interno dello stabilimento dei tre camini in

esame :

Fig. 1 Localizzazione camini

Caratteristiche dei camini in esame:

Camino E1

hc= 5,50 m

Q= 6.500 Nmc/h = 7.309 mc/h (considerando una Tfumi=34°C)

E1

E2

E3

E1

E2

E3


4

Camino E2

hc= 4,60 m

Q= 9.500 Nmc/h= 10.682,5 mc/h (considerando una Tfumi=34°C)

Camino E3

hc= 6,20 m

Q= 6.000 Nmc/h = 6.746,84 mc/h (considerando una Tfumi=34°C)

2.2 Applicazione del modello Gaussiano Plume Tale modello può essere applicato per stime di prima approssimazione quando:

€ il suolo è privo di orografia significativa: il territorio in esame si presenta per lo più

pianeggiante

€ le sorgenti sono ciminiere che emettono in modo pressoché continuo inquinanti poco reattivi:

trattasi di camini che verranno impiegati per 12 h al giorno

€ parametri meteorologici presentano una variazione temporale abbastanza lenta

Nella foto è riportato un plume di una ciminiera per il quale possono essere distinte tre zone differenti:

Fig. 2 Caratterizzazione del plume

Nella foto è riportato un plume di una ciminiera per il quale possono essere distinte tre zone differenti:

Zona 1 (ascensionale) : Il plume esce verticale dalla sorgente per piegarsi sottovento con baricentro

orizzontale. Se h è l’altezza fisica del camino e hm è la quota del baricentro del plume, si definisce

plume rise: ∆h = hm-hc


5

Zona 2 (dispersione senza interazione col suolo). Dopo il livellamento, il plume si dilata (più o meno

a seconda della turbolenza senza raggiungere il suolo).

Zona 3 (interazione col suolo). La parte bassa del plume giunge al suolo dove subisce una riflessione

totale o parziale a seconda del tipo di suolo e di inquinante.

Nel modello gaussiano plume i fumi emessi da una sorgente punto vengono:

€ trasportati dal vento nella direzione sottovento

€ dispersi in senso trasversale (y) e questa dispersione, di tipo gaussiano, è regolata dal

parametro σy

€ dispersi in senso verticale (z) e questa dispersione, di tipo gaussiano, è regolata dal

parametro σ z

In questi due parametri si vengono a riassumere tutte le interazioni che i fumi hanno con la

turbolenza.

La formula base del modello Gaussiano Stazionario, che descrive la concentrazione degli inquinanti

in funzione delle coordinate spaziali, è la seguente:

Dove:

€ Q= tasso di emissione (g/s)

€ U= La velocità media del vento (m/s) supposta costante in orizzontale e verticale

€ σz e σy= le deviazioni standard

€ hm= la quota di livellamento del plume

Consente di determinare la concentrazione dell’inquinante in un punto di coordinate (x,y,z)


6

Effettuando ulteriori semplificazioni:

€ concentrazione solo al livello del suolo

€ si trascurano tutte le riflessioni tranne quella al suolo

€ concentrazione al suolo e sottovento alla sorgente

L’ equazione della concentrazione al suolo si riduce, quindi, ad una espressione assai semplice che

ha solo bisogno di definire, preventivamente, l’altezza effettiva della ciminiera e delle condizioni di

stabilità o di instabilità dell’atmosfera. Il valore della velocità del vento in quota invece verrà ottenuta

da dati statistici; nel caso in esame faremo riferimento ai dati relativi alle misurazioni sperimentali

effettuate nella stazione metereologica più prossima all’area in esame (Giulianova Porto) tra il

01/2013 - 04/2016 giornalmente dalle 7 alle 19 orario locale.

Fig. 3 Localizzazione stazione meteo

Di seguito si riporta la tabella dei dati statistici presi in esame (fonte www.windfinder.com):

Zona Industriale Colleranesco

Stazione meteo


7

Considerando le mediane dei valori registrati nell’anno otteniamo un valore della velocità media del

vento= 4 Kts= 7.4 Km/h= 2 m/s

2.3 Calcolo dell’innalzamento del pennacchio Emissioni gassose con temperature vicine a quelle dell'atmosfera in cui si immettono e con una

velocità di emissione significativa possono essere trattate con i criteri di un effetto jet in un vento

incrociato. In tal caso, per la valutazione di Δh si può applicare l’ espressione di Briggs:

∆� = �, � ��

Dove

€ Vs = velocità di uscita dei gas dalla ciminiera (m/s)

€ U = velocità del vento (m/s). Si considera la velocità dei dati statistici sopra riportati e quindi

pari a 2 m/s

€ D= diametro interno della ciminiera (m).

Per cui si avrà:

hm = hc+ ∆� (m)

Il calcolo verrà effettuato per ciascun camino, per cui:

CAMINO E1

Q=6.500 Nmc/h = 7.309 mc/h

D=0,30 m

Vs=28,7 m/s


8

∆H1 = 1,5 �28.72 � 0,3 = 6,46 m

hm1 = hc+ ∆� (m)= 5,50 + 6,46 = 11,96 m

CAMINO E2

Q= 9.500 Nmc/h = 10.682 mc/h

D= 0,45 m

Vs= 18,7 m/s

∆H2 = 1,5 �18.72 � 0,45 = 6,31 m

hm2 = hc+ ∆� (m)= 4,60 + 6,31 = 10,91 m

CAMINO E3

Q= 6.000 Nmc/h = 6.746,84 mc/h

D= 0,35 m

Vs= 19,5 m/s

∆H2 = 1,5 �19,52 � 0,35 = 5,11 m

hm3 = hc+ ∆� (m)=6,20 + 5,11 = 11,31 m

2.4 Calcolo della distanza a cui si verifica la concentrazione massima, della concentrazione massima e della distanza a cui il pennacchio tocca il suolo

Sviluppi ulteriori del criterio di gaussiana applicata alla diffusione atmosferica dell’equazione di

Sutton consentono di ottenere semplici relazioni per il calcolo della concentrazione massima al

suolo, della distanza a qui tale massimo si verifica e del punto (in metri) a valle della emissione

secondo l’asse x, in cui il pennacchio tocca il suolo. Tale ultima equazione appare di uso immediato

per vedere e, nella zona ove noi vogliamo verificare l’inquinamento (ad esempio nell’applicazione di

casi di VIA) il pennacchio é arrivato al suolo o lo sta sorvolando (per quella specifica classe di

stabilita’ atmosferica, ovviamente)

Il problema è invece l’accurata scelta delle condizioni di stabilità atmosferica ossia delle classi di

Pasquill. Tali classi si possono desumere una volta che si abbia il valore del gradiente termico

ottenuto con i palloni sonda oppure, empiricamente, da semplici osservazioni visive del cielo

abbinate alla velocità del vento al suolo secondo al tabella seguente:


9

Cons

Tabella 1 – Categorie di stabilità proposte da Pasq uill – Fonte “Ecologia applicata” – Renato Vismara- Ed .

Hoepli

Nel caso in esame è stato considerato un valore del vento in quota derivante da dati statistici pari a

2 m/s. Considerando che la velocità del vento aumenta con la quota è possibile dedurre al suolo un

valore inferiore a 2 m/s ed entrare nella tabella con valori di velocità del vento al suolo <2. Definendo

un livello di insolazione moderato per l’area in esame la tabella restituisce classe A-B di stabilità

atmosferica .

Per i calcoli sarà considerata la classe A relativa a condizioni di forte instabilità per cui peggiorative.

A questo punto per ciascun camino è possibile determinare:

1. Distanza a cui si verifica la massima concentraz ione

É la distanza per la quale il valore di:

�� = ��√!

e la concentrazione massima r elati va é data da:

calcolando per gli hm ricavati per ciascun camino si ha:

"#1 = 8,45 m

"#2 = 7,71 m

"#3 = 7,99 m

Sapendo che :

σz= c*Xd +f

σy= aXb


10

Per ciascun camino si ricava :

$�%& = ((��()*+ *�/-

I coefficienti a,b,c,d, sono dati in funzione della classe di instabilità atmosferica considerata (Fonte

“Ecologia applicata” – Renato Vismara- Ed. Hoepli)

Calcoliamo i valori per la Classe A

a= 213

b= 0,894

c=459,7

d= 2,094

f= - 9,6

(Fonte “Ecologia applicata” – Renato Vismara- Ed. Hoepl i)

sostituendo tali valori nella formula, la distanza a cui si raggiunge la massima concentrazione

dell’inquinante per ciascun camino è di:

X1max= 213 m

X2max= 209 m

X3max= 210 m

2. la massima concentrazione

Il valore di tale concentrazione è pari a :

.�%& = !/01��! ��

�2

Dove Q (portata dell’emissione) viene assunta pari al flusso di massa massimo corrispondente ad

un limite di concentrazione pari a 50 mg/Nmc (limite definito nell’allegato IV alla Parte V del dlgs

152/06).

I dati relativi ai tre camini sono i seguenti:

Q1= 0,325 Kg/h = 0,09 g/s


11

Q2= 0,475 Kg/h = 0,13 g/s

Q3= 0,3 Kg/h = 0,083 g/s

Sapendo che

σy= aXb

"345 213 (0,213*6,789 = 53,45 :

"3;5213 (0,209*6,789 = 52,55 :

"3<5213 (0,210*6,789 = 52,77 :

"=1"34

= 0.158

"=2"3;

= 0.146

>?<>@< = 0.151

Sostituendo si ottiene:

C1max= 0,011 mg/mc

C2max= 0,019 mg/mc

C3max= 0,011 mg/mc

pari alla concentrazioni massime dell’inquinante sui tre camini.

Dal dato si evince che si tratta di concentrazioni molto piccole considerando inoltre che, per

calcolarle, è stato assunto un valore del flusso di massa di gran lunga sovradimensionato e relativo

ad una concentrazione emessa per ogni camino pari al valore limite di 50 mg/Nmc come da Dls

152/06.

3. Distanza a cui il pennacchio tocca il suolo (tou ching the ground)

Il valore della distanza (in metri) discende dalla definizione di gaussiana dell’andamento della

concentrazione dell’inquinante nel pennacchio. Poiché il pennacchio si espande ad un certo punto,

come é ovvio, dovrebbe toccare il suolo. Avendo assunto che il suo comportamento é gaussiano

possiamo assumere che il toccare il suolo corrisponde a quando il valore del punto della curva

corrisponde al 10% del valore massimo centrale. Questo si ha a 2.15 _ ossia alla distanza alla quale

:


12

"=5 AB;,4C

Quindi avremo:

"=645 44,8D;,4C 5 �,�E �

"=6;5 46,84;,4C 5 �,FG �

"=6<5 44,<4;,4C 5 C,;D �

$F� = ((��F�()*+ *�/- = �HE �

$F! = ((��F! − )*+ *�/- = �HJ �

$FJ = ((��FJ − )*+ *�/- = �HK, � �

pari alle distanze a cui i tre pennacchi toccano rispettivamente il suolo.

2.5 Calcolo della concentrazione nei punti “critici”

Con i valori di cui sopra, il passo successivo consiste nel verificare dove tali concentrazioni massime

ricadono e i valori delle concentrazioni in punti definiti “critici” ubicati come da figura sottostante:

Figura 4 – Localizzazione delle concentrazioni mass ime – Classe A

P1

P2


13

Nelle figure si evidenzia come i massimi per tutti e tre i camini interessino solo stabilimenti industriali

e comunque non recettori “sensibili”.

Nei punti P1 e P2, si registrerà la situazione peggiore poiché qui è possibile considerare una

sovrapposizione delle tre concentrazioni massime sopra calcolate.

Quindi si avrà un valore di concentrazione totale pari a :

.LMLN�, N! = F, F�� + F, F�H + F, F�� = F. FK� �P/�+

Volendo calcolare i valori presso i più prossimi ricettori sensibili (indicati con R1-R3 in figura si

ottiene:

Ricettore R1 (abitazione privata)

Contributo del camino E1

X1= 384 m

σz= c*Xd +f= 459.7 (0.384*;.689 − 9,6 = 52,35 :

σy= aXb = 213 (0.384*6.789 = 90,52 :

Sostituendo in

Ove Q= 0.09 g/s

hm1= 11,96 m

Si ottiene che

Q1R4 = 0,0029 :S/:T


X2= 404 m

σz= c*Xd +f= 459.7 (0.404*;.689 − 9,6 = 59,30 :

σy= aXb = 213 (0.404*6.789 = 94,72 :


14

Sostituendo in

Ove Q= 0.13 g/s

hm2= 10,91 m

Si ottiene che

Q2R4 = 0,0036 :S/:T


X3= 428 m

σz= c*Xd +f= 459.7 (0.428*;.689 − 9,6 = 68,15 :

σy= aXb = 213 (0.428*6.789 = 99,74 :

Sostituendo in

Ove Q= 0.083 g/s

hm3= 11,31 m

Si ottiene che

Q3R4 = 0,0019 :S/:T

Sommando i tre contributi si ottiene che la concentrazione nel punto R1 è pari a:

.LMLU� = F, FF!H + F, FFJE + F, FF�H = F. FFVK �P/�+

Per quanto concerne i ricettori R2 ed R3 , è possibile affermare che trattasi di valori di concentrazioni

prossimi a quelli trovati per il ricettore R1 poiché le distanze dai camini sono pressochè simili

(nell’ordine di 390 - 400 m) .

Tali valori risultano comunque molto bassi nonostante alcune approssimazioni fatte nei calcoli

abbiamo determinato una sovrastima del fenomeno.


15

I calcoli verranno replicati per la classe di stabilità B

a= 156

b= 0,894

c=108,2

d= 1,098

f= 2

(Fonte “Ecologia applicata” – Renato Vismara- Ed. Hoepl i)

I valori di hm e "# a cui si verifica il massimo sono gli stessi per cui

"#1 = 8,45 m

"#2 = 7,71 m

"#3 = 7,99 m

hm1 = 11,96 m

hm2= 10,91 m

hm3= 11,31 m

$�%& = ((��()*+ *�/-

sostituendo tali valori nella formula, la distanza a cui si raggiunge la massima concentrazione

dell’inquinante per ciascun camino è di:

X1max= 76,8 m

X2max= 68,76 m

X3max= 71,83 m

Il valore di tale concentrazione massima è pari a

.�%& = !/01��! ��

�2

Ricordando che:

Q1= 0,325 Kg/h = 0,09 g/s

Q2= 0,475 Kg/h = 0,13 g/s

Q3= 0,3 Kg/h = 0,083 g/s


16

Sapendo che

σy= aXb

"345 156 (0,0768*6,789 = 15,73 :

"3;5156 (0,06876*6,789 = 14,25 :

"3<5156 (0,07183*6,789 = 14,81 :

"=1"34

= 0,537

"=2"3;

= 0,541

>?<>@< = 0,539

Sostituendo si ottiene:

C1max= 0,04 mg/mc

C2max= 0,069 mg/mc

C3max= 0,041 mg/mc

pari alle concentrazioni massime dell’inquinante sui tre camini.

Figura 5 – Localizzazione delle concentrazioni mass ime – Classe B

P2 P1


17

Come è evidente dalla fig. 5 le concentrazioni massime in questo caso, seppur più alte, ricadono

nelle immediate vicinanze dell’impianto in esame dove non ci sono ricettori sensibili.

Nei punti P1 e P2, volendo considerare la somma delle tre concentrazioni massime, sebbene non

perfettamente coincidenti, si avrà la situazione peggiore per cui:

.LMLN�, N! = F, FK + F, FEH + F, FK� = F. �� P/�+

Volendo calcolare i valori presso il più prossimo r icettore sensibile R1 si ottiene:


X1= 384 m

σz= c*Xd +f= 108,2 (0.384*4.687 + 2 = 39,82 :

σy= aXb = 156 (0.384*6.789 = 66,30 :

Sostituendo in

Ove Q= 0.09 g/s

hm1= 11,96 m

Si ottiene che

Q1R4 = 0,0052 :S/:T


X2= 404 m

σz= c*Xd +f= 108,2 (0.404*4.687 + 2 = 42 :

σy= aXb = 156 (0.404*6.789 = 69,37 :

Sostituendo in


18

Ove Q= 0.13 g/s

hm2= 10,91 m

Si ottiene che

Q2R4 = 0,0068 :S/:T


X3= 428 m

σz= c*Xd +f= 108,2 (0.428*4.687 + 2 = 44,61 :

σy= aXb = 156 (0.428*6.789 = 73,05 :

Sostituendo in

Ove Q= 0.083 g/s

hm3= 11,31 m

Si ottiene che

Q3R4 = 0,0039 :S/:T

Sommando i tre contributi si ottiene che la concentrazione nel punto R1 è pari a:

.LMLU� = F, FF�! + F, FFEV + F, FFJH = F. F�E �P/�+

Per i recettori R2 ed R3 vale quanto detto per la situazione in classe di stabilità A.

Concludendo è possibile affermare che sia in classe A che in classe B si registrano valori molto

bassi: in classe B, seppur tali valori risultino più elevati che in A, si verificano nelle immediate

vicinanze dell’impianto stesso.

Nei i ricettori “critici” le concentrazioni calcolate considerando i contributi di tutti e tre i camini hanno

valori anch’essi molto bassi.

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