Studio per il dimensionamento di una Barriera Reattiva Permeabile per la degradazione di composti recalcitranti in falda

Il presente lavoro si pone come supporto alla progettazione di una barriera reattiva permeabile, del tipo “Funnel-and-Gate”, eseguita per la bonifica di un acquifero non confinato in un caso reale, interessato da una intensa contaminazione ad opera principalmente di solventi clorurati. In particolare, la progettazione della barriera è avvenuta sulla base del contaminante ritenuto più critico, cioè il dicloroetano, che verrà abbattuto attraverso l’utilizzo di quattro gate di trattamento, in ognuno dei quali è prevista la presenza di due filtri reattivi posti in serie, riempiti rispettivamente con ferro zerovalente e carbone attivo. Lo studio è stato eseguito attraverso la realizzazione di modelli numerici basati sul codice di calcolo MODFLOW e su codici ad esso comunemente associati, quali Zone Budget e MODPATH. L’analisi dei dati reperiti dalla documentazione trasmessa, ha permesso inizialmente lo sviluppo di un modello di flusso (in stato stazionario) di base, la sua calibrazione e la simulazione del comportamento idrodinamico del flusso della falda idrica in assenza della barriera. Successivamente, è stata simulata la presenza della barriera in accordo con i parametri di progetto (geometrici ed idrodinamici) e al variare del valore di due parametri che caratterizzano le porte di trattamento, cioè lunghezza e conducibilità idraulica. In particolare, rispetto alla lunghezza di progetto delle porte, sono stati simulati gli scenari relativi ad altre due lunghezze dei gate, spaziando per un range di conducilità idraulica delle porte di quattro ordini di grandezza. I risultati ottenuti dalle simulazioni eseguite hanno permesso di ricavare delle informazioni circa le prestazioni idrauliche del sistema PRB e definire un range ottimale di conducibilità relativo al funzionamento dei gate. Sono state analizzate le alterazioni indotte dalla presenza della barriera sul comportamento della falda idrica, le perdite di carico idraulico che si generano in prossimità del sistema, sia in corrispondenza della parte impermeabile del sistema (funnel), sia della zona permeabile (gate), sono state ricavate le portate di flusso di falda in ingresso nei gate di trattamento ed è stata stimata l’area catturata dal sistema. Associando le informazioni (ricavate da progetto) relative ai valori di concentrazione puntuale di dicloroetano recentemente riscontrati nella zona di interesse, con gli otuput ottenuti dal modello circa l’area catturata dal sistema, è stato possibile stimare un fronte contaminante e valutare la capacità del sistema di garantire una completa cattura. Inoltre, sulla base del tempo di contatto che i filtri riempiti con ferro zerovalente devono assicurare per garantire la percentuale di abbattimento desiderata (ricavato dai dati di progetto), è stata verificata l’efficienza del trattamento a base di Fe0. Sono state quindi ricavate le dimensioni ideali dei gate di trattamento che garantiscono il rispetto di tale parametro e, dai valori di concentrazione di dicloroetano in uscita dai filtri a Fe0 presenti in corrispondenza di ognuno dei quattro gate di trattamento, è stato eseguito il dimensionamento dei filtri di post trattamento a base di carbone attivo. L’interpretazione dei risultati ha permesso di riscontrare alcune ciriticità, probabilmente legate ai dati forniti. Sono stati proposti dei suggerimenti al fine di ottenere un modello maggiormente rappresentativo ed eventuali soluzioni nel caso di persistenza dei problemi riscontrati.