Per la valutazione dell’impatto sulla qualità dell’aria derivante da emissioni in atmosfera di sostanze inquinanti esistono numerosi modelli matematici implementati in programmi software. Tali modelli presentano una diversa comlpessità spesso legata al proprio campo di applicazione.

I modelli più comunemente utilizzati per lo studio dell’inquinameto atmosferico primario a scala locale da sorgenti fisse sono AERMOD e CALMET-CALPUFF, messi gratuitamente a disposizione su internet dall’EPA (Environmental Protection Agency) degli Stati Uniti sul proprio sito web.

AERMOD e CALMET-CALPUFF sono i modelli da usare obbligatoriamente negli Stati Uniti per il risanamento (gli State Implemantation Plans), la verifica di emissioni esistenti o in progetto (la  New Source Review, NSR) e i programmi di prevenzione di deterioramenti siginficativi (Prevention of Significant Deterioration, PSD).

Anche in Italia sempre più Enti richiedono che vengano utilizzati questi due modelli nell’ambito delle procedure autorizzative, anche se in Italia non esiste al proposito una legislazione, diversamente dagli Stati Uniti in cui i modelli specifici da utilizzare sono indicati nel Clean Air Act e nei suoi emendamenti.

Il modello AERMOD in particolare trova applicazione nelle situazioni in cui il terreno non è eccessivamente complesso sia come orografia che come copertura del suolo o uso del territorio. L’uso del sistema CALMET-CALPUFF è invece necessario nelle situazioni in cui le disomogeneità possono produrre campi di vento la cui intensità e direzione è significativamente variabile anche a distanze per cui le emissioni ancora contribuiscono ai livelli concentrazione in aria delle sostanze emesse.

Spesso è utile condurre preliminarmente una attività di screening per valutare in maniera conservativa l’impatto di una sorgente ed eventualmente stabilire che non è necessario un ulteriore approfondimento con un modello in grado di calcolare il campo di concentrazione orario da cui poi derivare le statistiche di interesse per la normativa. La stima delle massime concentrazioni raggiungibili si basa su un set di dati standard di input meteorologico, caratteristico della zona in esame.

Anche in questo caso l’EPA statuintense rilascia gratuitamente un proprio codice basato sugli algoritmi di AERMOD denominato AERSCREEN. AERSCREEN sostituisce il modello di screening SCREEN3, basato su ISC3.

AERSCREEN calcola la concentrazione massima oraria possibile rispetto al set di dati meteo utilizzati ed è applicabile unicamente a una sorgente singola. Particolare attenzione va posta ad identificare le condizioni meteorologiche possibili presso il sito in esame. Tale analisi preliminare è definitva solo se si aggregano dati orari e si processano per calcolare i parametri di scala dello strato limite (altezza dello strato rimescolato, lunghezza di Monin-Obukhov, velocità di frizione e velocita di scala convettiva).

Nel caso in cui la concentrazione oraria massima calcolata sia superiore ai limiti stabiliti dalla legislazione per il percentile delle concentrazioni orarie è necessaria una valutazione modellistica completa. Allo stesso modo è necessaria una simulazione completa se la concentraziona massima oraria supera i valori limite per periodi di riferimento superiori all’ora (media giornaliera e media annuale).

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