Odour field inspection: la validazione dei modelli di dispersione

Quando si effettuano indagini sugli impatti olfattivi degli impianti di produzione, ci sono diversi aspetti tecnici a cui doversi attenere e normative da rispettare.

Ad esempio per garantire la massima affidabilità delle indagini, è indispensabile che vengano impiegati dei modelli di dispersione, cioè delle simulazioni matematiche che permettono di descrivere la dispersione di odore e inquinanti nel territorio circostante ad un insediamento produttivo.
Questi modelli vanno validati e testati per determinare il loro impatto sui risultati reali delle analisi olfattometriche.

Proprio sul tema delle validazioni modellistiche nel campo degli impatti olfattivi - nel periodo fra dicembre 2021 e gennaio 2022 - LOD srl ha collaborato con l’Università degli Studi di Udine alla realizzazione di uno studio che è stato oggetto della tesi di laurea di Marco Pontello per il corso di laurea magistrale in “Analisi e gestione dell’ambiente”.

Il lavoro aveva due obiettivi:

• identificare e determinare l’impatto che le scelte in fase di simulazione modellistica di dispersione hanno sui risultati finali;
• validare i modelli di dispersione applicandoli ad un caso reale e confrontando i risultati della simulazione con quanto rilevabile attraverso la metodologia d’indagine odour field inspection.

La modellistica della dispersione dell’odore si basa su:

• dati olfattometrici;
• dati meteorologici;
• orografia del territorio.

In questo caso sono stati usati due modelli di dispersione lagrangiani:

• a puff CALPUFF (prodotto da Sigma Research corporation)
• a particelle SPRAY (prodotto da ARIANET).

Avendo questi modelli un approccio completamente deterministico, raramente viene svolta un’indagine che porti alla loro validazione.

In questo caso invece sono state inizialmente testate diverse configurazioni del Pre-processore meteorologico CALMET (un preprocessore di tipo diagnostico che, partendo dai dati osservati, ricostruisce i campi di vento, di temperatura e dei più comuni indicatori della turbolenza), dei modelli di dispersione CALPUFF e SPRAY.

Sono state osservate, tramite confronti multipli, differenze significative che hanno permesso di selezionare tre configurazioni fra le sette precedentemente impiegate.

Si è poi passati alla seconda parte del lavoro che ha previsto l’impiego delle configurazioni testate in precedenza per simulare il contesto oggetto di studio e ottenere così dei dati da sovrapporre a quelli rilevati sul campo con la field inspection.

La odour field inspection è una metodologia d’analisi e monitoraggio per la determinazione diretta degli odori in campo, descritta e normata dalla norma UNI EN 16841: 2017. È articolata in diverse metodologie, ma in generale comprende la selezione e l’impiego di un panel di rilevatori che si muovono fisicamente sul territorio per realizzare la determinazione della presenza d’odore.

Sono quindi stati selezionati dei rilevatori (sulla base di quanto prescritto dalla norma UNI EN 13725:2022 sull’olfattometria dinamica), per verificare che la capacità percettivo-olfattiva fosse conforme a quanto prescritto.
È stato poi analizzato il comportamento del vento relativamente all’area d’indagine per determinarne la direzione prevalente di provenienza. Inoltre sono state realizzate diverse ricognizioni nei dintorni dell’impianto per valutare la percorribilità del territorio e delineare un primo ipotetico tracciato di misura. 

Il dynamic plume method prevede che il panel di esaminatori si muova sul territorio, lungo un itinerario prestabilito sul quale sono dislocati dei punti e per ciascuno segnalino la presenza/assenza di odore. In questo modo è poi possibile stabilire l’estensione dell’area di ricaduta del pennacchio emissivo, stimando dei punti di transizione tra presenza e assenza di odore. 

Sono stati quindi digitalizzati punti e percorso di misura su un layer GIS importabile su smartphone, per poter consentire agli esaminatori di seguire l’itinerario e registrare le informazioni durante ciascuna sessione di misura.

Le sessioni di misura, svolte a cavallo tra dicembre 2021 e gennaio 2022, sono partite con la convocazione del panel in un punto prestabilito nei pressi dell’impianto, dal quale poi prendevano il via le sessioni. Durante ciascuna sessione era sempre presente un panel leader che vigilava sulla corretta applicazione della procedura. 

I dati raccolti in fase di rilevamento sono stati poi validati utilizzando le informazioni di una stazione meteorologica presente nei pressi dell’impianto: la norma infatti richiede che le rilevazioni vengano considerate valide solo se svolte all’interno di un determinato range di condizioni atmosferiche. A questo scopo è stato utile avvalersi, prima di recarsi sul posto, di strumenti previsionali per limitare spostamenti inutili e contenere i costi dell’indagine.

Una volta validati i dati raccolti sono state realizzate le mappe d’impatto stimate, rappresentando con una spezzata l’area interessata dalla ricaduta del pennacchio.

Per confrontare questa informazione con l’output dei modelli è stato necessario acquisire nuovi dati meteorologici relativi al periodo in cui sono stati svolti i rilievi e simulare le giornate per ottenere risultati sovrapponibili.
Da questo confronto è emerso che il modello riesce a rappresentare in modo fedele il fenomeno della dispersione d’odore. Infatti per buona parte delle sessioni d’indagine il modello è riuscito a rappresentare correttamente le concentrazioni e la direzione di dispersione rilevate con la field inspection.

In due rilievi il modello non è riuscito a simulare correttamente la direzione di dispersione: ciò è imputabile alla scansione temporale del dato meteo, che in virtù della natura esplorativa di questo studio è stata di 15 minuti. È molto probabile che con dati a scansione più ridotta sia possibile ottenere risultati ancora migliori anche in virtù della rapidità con cui si verificano variazioni nei fenomeni di vento e in quelli percettivo-olfattivi.

Questo studio ha prodotto quindi risultati interessanti che verranno ulteriormente approfonditi, in particolare per quanto riguarda la parte di validazione delle simulazioni che LOD intende sviluppare anche in progetti futuri.

Maggiori informazioni e dettagli tecnici sui modelli di dispersione si trovano qui.