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Modellazione numerica di processi di dispersione in atmosfera: applicazione alla conca di Bolzano

Questo lavoro si propone di elaborare un modello per studiare la dispersione di inquinanti in atmosfera di valle. A partire dal modello ''Valdrift'' (Allwine et al., 1996) si è sviluppato un metodo matematico per riprodurre le condizioni meteorologiche che si verificano durante lo sviluppo dello strato limite convettivo e dei processi di dispersione che ivi si realizzano. Il modello numerico è stato implementato mediante uno schema alle differenze finite che tiene conto dell'orografia reale.

Tre aspetti in particolare sono presi in considerazione: il profilo di vento generato dal riscaldamento del fondovalle, la rimozione dello strato stabile notturno nelle valli alpine, la diffusione degli inquinanti rilasciati in atmosfera da sorgenti puntuali o diffuse. La parte dinamica è basata su uno schema a tubi di flusso. Viene considerata solamente la componente del vento nella direzione dell'asse della valle; l'intensità del vento è una funzione variabile nel tempo e nello spazio. La parte termodinamica del modello simula l'evoluzione della struttura verticale di temperatura durante la rimozione dell'inversione termica. Il flusso di calore sensibile è ottenuto dal calcolo della radiazione solare, tenendo conto delle ombre dovute alle montagne ai lati della valle, in funzione delle diverse variabili (data, coordinate geografiche, azimut e zenit del sole, esposizione dei versanti). La topografia della valle è dedotta dal modello digitale del terreno fornito dall'ufficio Cordinamento Territoriale della Provincia di Bolzano.

Un primo risultato consiste nella determinazione dello spessore dello strato limite convettivo e, di conseguenza, della stabilità atmosferica tramite il calcolo di opportuni coefficienti di diffusione turbolenta. L'equazione della dispersione utilizza come input l'immissione di contaminante, i parametri di stabilità ed il campo di vento su una sezione della valle, e fornisce la concentrazione di inquinante in ognuna delle celle in cui il volume della valle è diviso.

Il modello numerico, configurato per simulare un ciclo diurno, è stato sviluppato al fine di prevedere i processi di convezione e diffusione che determinano il destino degli inquinanti emessi dall'inceneritore di Bolzano. È stato inoltre effettuato un test con una sorgente lineare, quale è l'autostrada, al fine di verificare la validità del modello.

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Capitolo 1 Introduzione Obiettivo di questa tesi e` lo studio del problema della dispersione di inqui- nanti in atmosfera con particolare riferimento ad una valle alpina utilizzando lo strumento della modellazione numerica. In particolare si e` voluto simulare questo fenomeno in relazione al caso dell’inceneritore di Bolzano. In questi ultimi tempi il problema in questione e` molto sentito dai citta- dini perche´ li tocca da vicino, ma anche perche´, piu` in generale, negli ultimi anni la coscienza ambientale e` cresciuta tanto da richiedere strumenti sempre piu` sofisticati per monitorare e studiare gli effetti delle attivita` antropiche sull’ambiente. La possibile attivazione di una seconda linea di combustione presso l’impianto di incenerimento di Bolzano e` stata ed e` motivo di di- scussioni, fondate su considerazioni spesso non supportate da un’adeguata conoscenza e capacita` di valutazione del problema. Le polemiche che accompagnano la progettazione e la realizzazione di qualsiasi impianto che produca poi rilascio di inquinanti in atmosfera sono legate alle conseguenze ambientali ed economiche che l’entrata in funzione di quest’opera determina. In sede di valutazione di impatto ambientale si raccolgono, o si dovrebbero raccogliere, tutte le informazioni per poter giu- dicare in modo obiettivo la scelta che ci si accinge a fare, valutando anche la pubblica utilita` dell’opera. E dunque, al fine di accreditare una soluzio- ne piuttosto che un’altra, risulta indispensabile ricorrere all’uso di corretti strumenti di valutazione. 5

Tesi di Laurea

Facoltà: Ingegneria

Autore: Gianluca Antonacci Contatta »

Composta da 175 pagine.

 

Questa tesi ha raggiunto 2128 click dal 20/03/2004.

 

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Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.