Osservazioni dall'alto: le misure aeree

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Le campagne aeree di misura sulle discariche hanno cadenza mensile e seguono un piano di volo predeterminato, che consiste nel descrivere un reticolo a varie quote sull’area da investigare, per ricostruire mappe dettagliate della distribuzione ed entità delle sorgenti di biogas.

 

 

 

 

 

 

L’aereo misura ad alta frequenza l’intensità e la direzione del vento e determina la posizione in cui sono osservati i pennacchi (plume) di emissione. A partire da questi dati è possibile circoscrivere le aree responsabili delle maggiori emissioni di biogas.

traiettorie skyarrow

Traiettorie descritte dal velivolo in una campagna di rilevamento sulle discariche.

Le frecce indicano direzione ed intensità del vento mentre i colori rappresentano le concentrazioni di metano misurate

pennacchiTramite l’utilizzo di software appropriati è inoltre possibile eseguire una spazializzazione dei dati acquisiti durante i voli, in modo da ottenere mappe di concentrazione di metano in quota.

spazPer determinare la quantità effettiva di biogas rilasciato in atmosfera dal complesso delle discariche, si utilizza l’approccio del bilancio di massa. Sulla base della velocità e direzione del vento e della concentrazione di metano misurate lungo l’intero percorso ed alle singole quote, è possibile calcolare quanto metano è trasportato all’interno dell’area di misura e quanto viene portato fuori. La differenza tra queste due misure rappresenta il metano emesso dalle diverse sorgenti a terra.

Da un punto di vista di calcolo numerico, si procede integrando la densità di metano misurata durante i voli lungo la colonna d’aria all’interno del dominio e sommando i valori così ottenuti lungo la direzione perpendicolare al vento.

bilancio massaBilancio di massa calcolato per una delle campagne di volo sull’area vasta di Giugliano.

La figura riporta l’emissione di metano integrata lungo la direzione prevalente del vento.

Il valore trovato rappresenta l’emissione complessiva del comprensorio studiato.

Per conoscere il contributo effettivo di ciascun areale emissivo, è necessario utilizzare modelli di dispersione atmosferica, in grado di ricostruire l’effettiva intensità di emissione a terra a partire dalle misure effettuate in quota.

Lo Sky Arrow ERA (Environmental Research Aircraft) è una piattaforma aerea sviluppata a partire dal 1999 attraverso la collaborazione fra il CNR, la compagnia governativa americana NOAA e partner industriali italiani. Il velivolo è in grado di determinare intensità e direzione del vento ed è dotato di sensoristica di misura delle concentrazioni di gas serra come l’anidride carbonica ed il metano e di inquinanti quali polveri, ozono ed ossidi di azoto.

Per il monitoraggio delle emissioni di biogas nell’area vasta di Giugliano è stato sviluppato un apparato di misura dedicato, integrando l’analizzatore di metano ad alta frequenza Li7700 (Licor, USA), opportunamente ingegnerizzato per l’utilizzo aeroportato.

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Il velivolo sky Arrow ERA ed il sistema di misura del metano ad alta frequenza