Dinamica delle polveri nell'aria: origini, dispersione, sfide
EOLIOS realizza lo studio CFD della captazione delle polveri e delle sabbie: audit del sito, rilevamento delle fonti, studio di impatto e dimensionamento dei sistemi di aspirazione.
Diagnosticare
- Audit del sito & rilevamento delle fonti
- Studio di impatto
- Migliorare l'igiene del lavoro
Captare
- Dimensionamento delle aspirazioni
- Garantire l'efficacia di captazione
- Ottimizzare le reti di condotti
Calcolare
- Estrazione delle polveri & fumi
- Captazione delle polveri sottili (clinker)
- Calcoli delle perdite di carico
Origini naturali e umane
Le polveri sono particelle dell'aria con un diametro inferiore a 1.000 micron. Se ne distinguono due origini: naturale (vento che sposta limo e sabbia, pollini, erosione eolica, spore, spruzzi di cloruro di sodio…) e derivante dall'attività umana (industria, riscaldamento, trasporto, agricoltura…). Le polveri sottili, con un diametro inferiore a 1 micron, sono assimilabili a esalazioni, aerosol e fumi: la loro piccola dimensione le rende difficili da filtrare e controllare.
Fattori di dispersione e impatto ambientale
La tendenza delle polveri a restare in sospensione dipende dalle proprietà intrinseche dei materiali — composizione (alluvionale, eruttivo, calcareo), tasso di umidità (natura idrofoba o idrofila), condizioni meteorologiche — e dalla forma delle particelle. Le caratteristiche dominanti sono quindi la natura e la dimensione, espressa dalla granulometria.
Effetti delle polveri sottili sulla salute e sull'ambiente
Il controllo delle polveri sottili è una problematica ricorrente in industria: la polvere può danneggiare i prodotti, nuocere alla qualità e comportare costi o ritardi.
L'impatto sanitario dipende dalla natura: le polveri minerali (acciaio, calcestruzzo) sono più nocive di quelle organiche — alterano le vie respiratorie e il sistema cardiovascolare penetrando nei polmoni e poi nella circolazione sanguigna. Il personale esposto quotidianamente è più soggetto a problemi respiratori, irritazioni e malattie gravi (cancro al polmone). Sul piano ambientale, le polveri inquinano i suoli, le acque e la vegetazione, con conseguenze dannose per gli ecosistemi.
Per limitare le particelle fini, alcune normative fissano valori limite: PM10 (< 10 µm) a 40 µg/m³ in media annuale, PM2.5 (< 2,5 µm) a 25 µg/m³ sull'anno.
Da dove provengono le polveri sottili?
Le polveri sottili compaiono in numerosi settori industriali:
- Legno: segagione, levigatura, piallatura, taglio;
- Metallurgia: molatura, lucidatura, taglio laser, saldatura, fonderia;
- Chimica: miscelazione, macinazione, vagliatura, essiccazione, polverizzazione;
- Carta & tipografia: taglio, macinazione, polverizzazione di inchiostro;
- Alimentare: macinazione, impasto, cottura, molitura, confezionamento;
- Edilizia: demolizione, perforazione, levigatura, taglio, frantumazione;
- Mineraria: estrazione, frantumazione, macinazione, vagliatura.
Queste polveri possono contenere carbone, quarzo, piombo, legno, ferro, alluminio, rame, zinco, nichel… Più la produzione è elevata, più le polveri sono emesse in grande quantità, da cui la necessità di misure di controllo e prevenzione adeguate. A queste fonti industriali si aggiunge un rumore di fondo di aerosol naturali (erosione) e di polveri di combustione o di traffico.
Fattori che influenzano la dispersione
- Granulometria: più il diametro è piccolo, più la particella resta a lungo in sospensione;
- Forma: una particella piatta ricade più lentamente di una particella sferica (il diametro aeraulico governa la velocità di caduta);
- Proprietà del prodotto: più è secco, più si diffonde nell'aria;
- Condizioni meteorologiche: vento, siccità e precipitazioni svolgono un ruolo importante.
Le condizioni più sfavorevoli: terreno pianeggiante, assenza di vegetazione, igrometria e precipitazioni scarse, vento forte.
Simulazione CFD delle polveri sottili & soluzioni EOLIOS
Simulazione CFD delle polveri sottili
La simulazione CFD studia l'aeraulica con precisione per tracciare le polveri nell'aria, la loro diffusione nello spazio e le loro interazioni con le strutture e i sistemi. Realizziamo studi di dimensionamento su scala dello stabilimento o di un sistema, confrontando varianti di progettazione per una captazione ottimale. La simulazione modella il comportamento dell'aria e delle particelle per prevederne la distribuzione, e determina i tempi necessari per limitare la diffusione — minimizzando i rischi per il personale e la produzione.
Soluzioni previste da EOLIOS
EOLIOS fornisce soluzioni sull'insieme dei processi studiati, tenendo conto di tutti i sistemi che li compongono — un'analisi su grande scala resa possibile dalla CFD. Realizziamo studi interni (edifici, stabilimenti) ed esterni (città, agglomerato, porto…), o mirati su un processo. Le nostre campagne di misure sul sito quantificano le emissioni e determinano la qualità dell'aria, prima di un dimensionamento multicriterio dei sistemi di captazione.
Competenza: audit fumogeno & analisi della qualità dell'aria