Grazie ad una campagna di misura lungo il perimetro dell’impianto la tecnologia SCAN360 – QUICK SCAN per il calcolo delle emissioni di CH4 è un metodo in grado di determinare le concentrazioni del pennacchio di emissioni sottovento.
Tali risultati determinati da SCAN 360 SMART INSPECTION, vengono combinati con i dati meteorologici e le informazioni sulla geometria del sito al fine di stimare le emissioni dei gas in esame tramite modelli di dispersione inversa.
La dispersione inversa viene eseguita utilizzando un modello di dispersione lagrangiano chiamato MICRO-SWIFT-SPRAY, sviluppato da SUEZ AIR&CLIMATE in grado di stimare le emissioni di CH4 per l’intero sito e l’elenco delle fonti principali con il rispettivo contributo all’emissione totale.
Le due tecnologie sono complementari, in quanto SCAN 360 Quick-Scan consente, grazie alla modellazione inversa, una valutazione globale delle emissioni e del loro contributo, mentre SCAN 360 Smart Inspection (che si basa sull’utilizzo di sensori a infrarossi di tipo LGR/ Li- COR ad altissima precisione e sull’impiego di modelli di dispersione numerica avanzati) identifica e quantifica con precisione le principali perdite di emissioni, fornendo importanti informazioni per la mitigazione delle stesse.
Questo metodo è stato inizialmente sviluppato per gli impianti di stoccaggio di rifiuti non pericolosi nell’ambito del progetto europeo WasteMiti2 finanziato dalla principale iniziativa dell’Unione Europea creata dall’Istituto Europeo di Innovazione e Tecnologia (EIT) per affrontare i cambiamenti climatici attraverso l’innovazione sistemica (EIT Climate-KIC). Questo progetto ha sviluppato e convalidato il metodo per gli impianti di trattamento dei rifiuti non pericolosi) e successivamente per gli impianti di trattamento delle acque reflue. Il metodo è stato anche valutato ed etichettato dalla Solar Impulse Foundation con il nome di “Rapid Scanning Service”. Infatti, il primo obiettivo del metodo SCAN360 QUICK-SCAN è quello di effettuare una rapida “scansione” delle emissioni del sito per quantificarle e identificare le fonti principali.
La mappatura delle concentrazioni viene inizialmente stabilita misurando dinamicamente le concentrazioni di CH4 nell’aria ambiente con spettrometri di alta precisione e ad alta frequenza (sensori LGR/Li – COR). In seguito alla misurazione, è possibile determinare le fonti di emissione e i relativi flussi di emissione mediante una modellazione inversa.
I passi per l’applicazione di questa tecnologia (qui riferita a specifici casi studio), è la seguente:
- A valle di una pianificazione che prevede la visita degli impianti, la registrazione delle concentrazioni di CH4, delle condizioni meteorologiche, ecc, si effettua un monitoraggio in situ delle immissioni di CH4 sulla superficie delle discariche di Valdemingómez (Parque Forestal) e Las Dehesas con analizzatori a infrarossi LGR/Li-COR.
- Mappatura delle concentrazioni di CH4 sulla superficie della discarica da misure in situ con LGR.
- Quantificazione delle emissioni totali, tramite un calcolo di modellazione inversa dei valori di emissione di CH4 e della loro distribuzione per ciascuna fonte superficiale.
Si prevedono due fasi operative:
- FASE I: Mappatura delle emissioni di CH4.
- FASE II: Quantificazione delle emissioni totali degli impianti di interesse.
La prima fase consiste in una giornata per misurare le concentrazioni di CH4 in immissione nel sito. L’apparecchiatura di misura del metano si basa su una tecnologia definita “Off-Axis Integrated Cavity Output Spectroscopy” (Off-Axis ICOS), una spettroscopia ad infrarossi che usa uno strumento LGR con le seguenti caratteristiche:
- Frequenza di misura: 1Hz
- Intervallo: 0 – 500 ppm CH4, 1 – 20.000 ppm CO2
- Precisione (1σ): <2 ppb CH4 e <300 ppb CO2
Combinata agli analizzatori viene installata una stazione meteorologica per la misurazione dell’intensità e della direzione del vento locale, della temperatura, della pressione, dell’umidità relativa e della radiazione solare. Sia gli analizzatori che la stazione meteorologica sono molto facili da trasportare e misurano in modo continuo, così da poter analizzare vaste aree del territorio in breve tempo. Le misurazioni verranno fatte sia all’esterno che all’interno dell’area di studio.
Da queste misurazioni verrà elaborata una mappa che identificherà le aree con diversi livelli di emissione, e le eventuali perdite puntuali. Come risultato di questa fase, verrà consegnata al cliente una mappa 2D con le concentrazioni di CH4 presso l’impianto oggetto di studio e una mappa 3D sottovento per le misurazioni fuori sito.
Nella seconda fase si passa alla quantificazione delle emissioni totali dell’impianto di interesse tramite una modellazione inversa, che include la ricostruzione di un modello digitale dell’impianto e di dati topografici nazionali (LIDAR, 2 m).
Vengono inoltre modellate le condizioni meteorologiche.
L’output di questa fase comprende una mappa 2D delle concentrazioni basate sulla modellazione, una tabella delle emissioni e della loro distribuzione per ogni sorgente superficiale e una stima dell’incertezza dei risultati.