Realizzazione e calibrazione di un simulatore di pioggia in scala reale per l'abbattimento del particolato atmosferico = Realization and calibration of a full-scale rainfall simulator for the deposition of atmospheric particulate

I simulatori di pioggia sono dei dispositivi sviluppati a scala di laboratorio per ricreare l’evento di precipitazione e i principali fenomeni ad esso connesso. Tra le varie applicazioni vi sono la simulazione dei processi di erosione del suolo, l’abbattimento delle polveri tramite deposizione umida, la stima del deflusso superficiale e del tasso di infiltrazione nel terreno. Tuttavia, al fine di simulare un evento di pioggia il più verosimile possibile si riscontrano diverse problematiche legate alla distribuzione, alla dimensione e al raggiungimento della velocità terminale delle gocce. Questo lavoro di tesi è svolto nell’ambito della progettazione di un simulatore di pioggia sito nel laboratorio di idraulica del Politecnico di Torino, ed è finalizzato allo studio dell’abbattimento del particolato atmosferico tramite processi di deposizione umida. Il set-up sperimentale è costituito da una camera di dimensioni 3.50 m x 4.00 m e altezza 10.70 m, alla sommità della quale è stato installato un piano di gocciolamento per la simulazione della pioggia. A seguito della costruzione del simulatore, è stato necessario calibrarne il funzionamento; quindi, sono state condotte delle prove sperimentali a micro-scala, per la caratterizzazione della precipitazione, l’analisi delle concentrazioni di aerosol in dispersione e la valutazione del campo di moto. La precipitazione è stata caratterizzata tramite il metodo “shadowgraph” in termini di forma, dimensione e velocità di caduta delle gocce; le distribuzioni dimensionali delle gocce sono state ricavate analizzando i dati di un disdrometro, sito al Politecnico di Torino. La misura delle concentrazioni di aerosol disperso è stata, invece, finalizzata alla scelta della tipologia di aerosol ottimale da disperdere nel simulatore, in relazione al diverso tempo di abbattimento. Il passo successivo è stato la valutazione dell’interazione tra le gocce d’acqua e le sostanze sospese attraverso l’osservazione del campo di moto delle gocce stesse.