B5252 - TEORIA ED APPLICAZIONI DEI MODELLI DI TRASPORTO E DISPERSIONE DEGLI INQUINANTI IN ATMOSFERA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente ha conoscenza dei principi fondamentali per effettuare bilanci di materia e di energia coinvolti nei processi di trasporto, delle nozioni fondamentali di fisica dei bassi strati dell'atmosfera e dei meccanismi di dispersione degli inquinanti nella bassa atmosfera. E' in grado di utilizzare i modelli più diffusi di simulazione delle concentrazioni in aria e delle deposizione al suolo degli inquinanti e di confrontare i risultati con i valori di riferimento della qualità dell'aria.

Contenuti

Processi di trasporto. Bilanci di massa. Portata in entrata, uscita e termine reazionale. Comuni equazioni cinetiche. Bilancio differenziale per un componente. Sedimentazione; legge di Stokes. Viscosità dinamica e cinematica; numero di Reynolds. Conduttanza e conduttività; salinità.

Diffusione molecolare e turbolenta; leggi di Fick; fattori che influenzano la diffusività. Stabilità dell'aria; modello di Pasquill per pennacchio di fumo di ciminiera; valutazione di concentrazione di inquinante al suolo in funzione della distanza e di diversi parametri; simulazioni al computer per valutare l'effetto di vari parametri sulle concentrazioni al suolo.

Bilanci di energia. Equazione di Bernoulli per fluidi incomprimibili e per gas. Diminuzione della pressione atmosferica e della temperatura con l'altitudine. Spinta di Archimede. Variazione della distribuzione dei componenti volatili nell'atmosfera con l'altitudine. Problema dell'ozono e ciclo di reazioni rilevanti. Energia termica; trasporto per conduzione, convezione, irraggiamento termico (leggi di Stefan-Boltzmann e di Wien); effetto serra. Inquinamento dell'aria da processi di combustione; rendimento del ciclo Otto (motori a benzina) e ciclo Diesel (motori a gasolio).

Richiami di fisica dei bassi strati dell'atmosfera: lo strato convettivo e lo strato diffusivo. Il vento geostrofico e la spirale di Eckman. Fondamenti teorici dei modelli gaussiani. L'altezza efficace del pennacchio e le formule semi-empiriche per stimarla. I modelli per le deposizioni secche e umide. Richiami sulla legislazione e sulla normativa di riferimento per la qualità dell'aria. Tecniche di calcolo per il confronto fra i risultati dei modelli ed i valori di riferimento della normativa ambientale. I modelli a “puff”, modelli per emissioni a tempi finiti, modelli a particelle.

Esercitazioni al computer sui diversi tipi di modelli per la stima della qualità dell'aria e delle deposizioni al suolo.

Testi/Bibliografia

Viene fornito a lezione materiale didattico aggiornato e reperibile tramite username e password presso INSEGNAMENTI ONLINE dell’Università di Bologna. Altri testi consigliati sono:

- R. Francesconi, Appunti di Chimica Fisica Ambientale , CLUEB, Bologna, 2002.

- G. Finzi (a cura di): ”Gestione della qualità dell'aria”, MCGraw-Hill, 2001.

- S.R. Hanna, G.A. Briggs, R.P.Hosker Jr.: “Handbook on Atmospheric Diffusion”, U.S: Dept. Of Energy, NTIS, 1982.

Metodi didattici

Il corso è costituito da lezioni frontali in cui le nozioni vengono introdotte con il supporto della classica lavagna o della videoproiezione. Inoltre durante il corso saranno svolte esercitazioni numeriche e simulazioni al computer per atte alla comprensione delle nozioni acquisite nel corso della parte teorica.

Studenti/sse con DSA o disabilità temporanee o permanenti: si raccomanda di contattare per tempo l’ufficio di Ateneo responsabile (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it): sarà sua cura proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del/della docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso il solo esame finale, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova orale. Spesso uno degli argomenti trattati è scelto dal candidato.

Il voto finale esprime una valutazione sui contenuti espressi durante la prova finale.

Gradazione del voto finale:

Preparazione su un numero limitato di argomenti affrontati nel corso e capacità di analisi che emerge solo con l’aiuto del docente, espressione in linguaggio complessivamente corretto → 18-24;
Preparazione su un numero ampio di argomenti affrontati nel corso, capacità di compiere scelte autonome di analisi critica, padronanza della terminologia specifica → 25-29;Preparazione sostanzialmente esaustiva sugli argomenti affrontati nel corso, capacità di compiere scelte autonome di analisi critica e di collegamento, piena padronanza della terminologia specifica e capacità di argomentazione e autoriflessione → 30-30L.

Strumenti a supporto della didattica

Materiale didattico: il materiale didattico presentato a lezione verrà messo a disposizione dello studente in formato elettronico

tramite internet. Tale materiale dovrebbe essere stampato e portato alla lezione.

Per ottenere il materiale didattico: http://virtuale.unibo.it

Username e password sono riservati a studenti iscritti all'Università di Bologna.

Lavagna, calcolatore portatile, videoproiettore, laboratorio informatico per le esercitazioni, connessione internet.

E' prevista una visita al centro di controllo ARPA e alla centralina di Rocca Brancaleone (Ravenna).

 

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca Evangelisti

Consulta il sito web di Massimo Andretta