Studio delle polveri sottili
Studio CFD della raccolta di polvere e sabbia
- Controllo del sito e rilevamento della fonte
- Valutazione d'impatto
- Migliorare l'igiene del lavoro
- Dimensionamento dei sistemi di aspirazione
- Garantire l'efficienza di acquisizione
- Ottimizzare le reti dei condotti dell'aria
- Mezzi di aspirazione per polveri e fumi
- Raccolta delle polveri sottili (clinker)
- Calcoli della perdita di carico
I nostri progetti :
Dinamica delle polveri aerodisperse: origine, dispersione e problematiche ambientali
Polvere nell'aria: origini naturali e umane, problemi di filtrazione e controllo
Le polveri sono particelle presenti nell’aria con un diametro inferiore a 1.000 micron (1µm). Nell’atmosfera sono presenti due tipi di polvere:
- Diorigine naturale, ad opera del vento che sposta i granelli di limo e sabbia originati da pollini, erosione eolica, spore, spruzzi marini composti da cloruro di sodio, ecc.)
- derivanti dall’attività umana: industria, riscaldamento, trasporti, agricoltura (raccolta), ecc.
Le polveri fini hanno un diametro inferiore a 1 micron. Possono essere paragonati a fumi, aerosol e fumo. A causa delle loro piccole dimensioni, possono essere difficili da filtrare e controllare negli ambienti.
Fattori che influenzano la dispersione delle polveri e il loro impatto sull'ambiente
La tendenza delle polveri a disperdersi e a rimanere in sospensione è direttamente legata alle proprietà intrinseche dei materiali, come la loro composizione (alluvionale, eruttiva, calcarea) e il loro contenuto di umidità, che può variare in base alla natura idrofobica o idrofila del materiale e alle condizioni meteorologiche. Inoltre, la forma delle particelle può influenzare la loro capacità di essere trasportate dal vento o di depositarsi rapidamente. Le caratteristiche dominanti della polvere sono la sua natura e le sue dimensioni, espresse dalla granulometria.
Il grafico seguente mostra la distanza percorsa dalle particelle che cadono da un’altezza di 9 metri.
Effetti delle polveri sottili sulla salute e sull'ambiente
Il controllo delle polveri sottili è un problema ricorrente nel settore industriale. La polvere può danneggiare i prodotti, compromettere la qualità e causare costi aggiuntivi o ritardi nei processi industriali.
Le polveri sottili pongono molti altri problemi, sia per la salute che per l’ambiente. Il loro impatto sulla salute dipende dalla loro natura : le polveri minerali come quelle di acciaio o di cemento sono più dannose delle polveri organiche. Le polveri minerali possono danneggiare il sistema respiratorio e cardiovascolare entrando nei polmoni e raggiungendo il flusso sanguigno.
I lavoratori industriali esposti quotidianamente a dosi elevate di polveri sottili nell’aria sono più soggetti a problemi respiratori e irritazioni, oltre che a malattie gravi come il cancro ai polmoni. Dal punto di vista ambientale, le polveri, che viaggiano su lunghe distanze, inquinano il suolo e i corpi idrici e la vegetazione, con conseguenze dannose per gli ecosistemi.
Sono stati introdotti regolamenti e standard per limitare le polveri sottili nell’aria. I valori limite per le particelle fini con diametro inferiore a 10 micron(PM10) sono di 40 µg/m3 come media annuale e quelli per le particelle fini con diametro inferiore a 2,5 micron(PM2,5) sono di 25 µg/m3 nell’arco dell’anno.
Da dove provengono le polveri sottili?
Le polveri sottili possono essere presenti in molti settori industriali come risultato delle varie attività che generano particelle nell’aria:
- Industria del legno: segatura, levigatura, piallatura, taglio
- Industria metallica: smerigliatura, lucidatura, taglio laser, saldatura, fusione di metalli.
- Industria chimica: miscelazione, macinazione, setacciatura, essiccazione, polverizzazione dei prodotti.
- Industria della carta e della stampa: taglio, molatura, spruzzatura dell’inchiostro, manipolazione della carta.
- Industria alimentare: macinazione, miscelazione, cottura, macinazione, confezionamento di prodotti alimentari.
- Industria edile: demolizione, perforazione, levigatura, taglio, frantumazione.
- Estrazione: estrazione, frantumazione, macinazione, vagliatura.
Queste polveri possono contenere carbone, quarzo, piombo, legno, ferro, alluminio, rame, zinco, nichel, ecc.
Maggiore è la produzione, maggiore è la quantità di polvere emessa. In secondo luogo, è possibile che i livelli di produzione influenzino i livelli di polvere misurati in periodi diversi. Di conseguenza, il settore industriale richiede l’attuazione di adeguate misure di controllo e prevenzione per limitare la formazione e la dispersione di polveri sottili.
Una quantità significativa di polveri proviene dal settore industriale, ma le fonti sono diverse. L’aria contiene naturalmente particelle in sospensione chiamate aerosol (erosione), integrate da polveri sottili provenienti da altre attività umane (polveri di combustione, polveri da traffico, ecc.) che formano un rumore di fondo.
Fattori che influenzano la dispersione delle polveri
Alcune polveri sottili hanno maggiori probabilità di finire nell’aria ambiente. La loro emissione dipende da diversi fattori:
- La dimensione delle particelle della polvere: più piccolo è il diametro delle particelle, più è probabile che rimangano sospese nell’aria e più a lungo.
- La forma della polvere: una particella piatta impiega più tempo a cadere al suolo rispetto a una sferica (analogamente a una foglia che si deposita lentamente al suolo). Il diametro aeraulico influisce notevolmente sulla velocità di caduta delle particelle.
- Le proprietà del prodotto: più è secco, più è probabile che si diffonda nell’aria (quando viene compresso, ad esempio).
- Condizioni meteorologiche: vento, siccità e precipitazioni giocano un ruolo importante nei livelli di polvere sul sito.
Le condizioni più sfavorevoli alla dispersione delle polveri sono il terreno pianeggiante, l’assenza di vegetazione, la bassa umidità e le precipitazioni e i venti forti.
Simulazione CFD di polveri sottili
La simulazione CFD permette distudiare l’aeraulica con precisione, consentendo di tracciare la polvere nell’aria e la sua diffusione nello spazio, nonché le sue interazioni con strutture e sistemi. Grazie a questa branca dell’ingegneria CFD è quindi possibile prevedere il movimento della polvere e progettare sistemi adeguati per limitare la quantità di polvere in un ambiente.
Eseguiamo studi di dimensionamento CFDsu scala di impianto o disistema. La nostra ricerca ci permette di studiare varianti di progettazione cheottimizzano la raccolta delle polveri, limitandone la diffusione nell’aria. La simulazione della propagazione delle polveri è una disciplina particolare della CFD che riguarda le caratteristiche fisiche delle polveri sottili o degli aerosol. Consente di modellare il comportamento dell’aria e delle particelle e di prevederne la distribuzione nell’area studiata. La CFD può essere utilizzata anche per determinare il tempo necessario per limitare la diffusione della polvere. Questo aiuta a ridurre al minimo i rischi per il personale e la produzione, trovando soluzioni adeguate.
Soluzioni previste da EOLIOS
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Realizziamo studi interni a edifici o fabbriche, ma anche studi esterni su scala di città, agglomerato urbano, porto, ecc. È anche possibile studiare i fenomeni aeraulici di un particolare processo.
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