LABORATORIO DI MODELLAZIONE DEI PROCESSI DI INQUINAMENTO AMBIENTALE

Presentazione Il Laboratorio di Modellazione dei Processi di Inquinamento Ambientale opera nel campo della simulazione e del controllo dei processi di trasporto e trasformazione degli inquinanti nell’ambiente e nei sistemi ingegnerizzati per il disinquinamento. L’attività, di fatto, consiste sia in una ricerca di tipo "teorico", volta allo studio e sviluppo di modelli e metodologie innovative per l’identificazione, simulazione e controllo dei processi di inquinamento ambientale, che include lo sviluppo in proprio di codici di simulazione atti a descrivere il fato dei contaminanti nell’aria, nelle acque superficiali e sotterranee, e nei suoli, e lo sviluppo di modelli di simulazione per la gestione ed il controllo di impianti di trattamento, sia in un aspetto più "applicativo" in cui i modelli esistenti o sviluppati internamente vengono utilizzati per lo studio di problemi e situazioni reali, anche su incarico di Enti esterni e terzi.

Inoltre, il laboratorio è dotato di due spettrometri UV-VIS portatili in grado di effettuare misure di contaminazione ambientale (carbonio organico, nitrati, torbidità, idrocarburi, ecc.) in acqua, in situ con i quali è possibile effettuare campagne di monitoraggio in continuo per definire lo stato qualitativo di corpi idrici superficiali e sotterranei, o studiare le condizioni di funzionamento di impianti di trattamento dei reflui urbani e/o industriali, anche a supporto della modellazione con fini di controllo.

Partecipanti all’attività del Laboratorio

Professori Associati

Prof. Ing. Andrea G. Capodaglio

Tel. e fax 0382 985591
Email capo@unipv.it

Dottorandi

Ing. Arianna Callegari

 

Inoltre collabora all’attività un numero variabile di tesisti laureandi in Ingegneria civile o Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio (circa 3-4/anno).

Ospiti Il Laboratorio, di anno in anno, ospita ricercatori stranieri che partecipano alle attività di ricerca e consulenza svolte. Negli ultimi anni sono stati ospiti del laboratorio:

Attrezzature e strumentazioni Il Laboratorio, oltre alla disponibilità delle apparecchiature comuni del Dipartimento, dispone di diversi personal computer e workstation, stampanti laser b/n e colori, di una stampante a colori di medio formato (A2), scanner e tavoletta grafica, oltre che di numerosi pacchetti software (compilatori, codici di calcolo specifici, pacchetti grafici) sia proprietari che in licenza.

Sono inoltre disponibili 2 spettrometri UV-VIS della "S::can Messtechnick Gmbh" (Vienna) (sito web www.s-can.at) con i quali è possibile effettuare misure di sostanza organica (BOD, COD e TOC "equivalenti"), nitrati, torbidià e solidi sospesi, oltre a inquinanti organici di tipo tossico-nocivo (benzene, fenoli, idrocarburi, ecc.). Gli strumenti sono portatili,, autocalibrabili, e posizionabili in situ direttamente nel mezzo fluido da monitorare, sia esso acqua di fiume, di falda (lo strumento, con un diametro di 4 cm può essere introdotto direttamente in un piezometro), in una fognatura o in un impianto di trattamento acque. +Gli strumenti sono disponibili per effettuare campagne di monitoraggio ad hoc e il personale del laboratorio è disponibile per studiare applicazioni "su misura" dello stesso, per problemi di controllo ambientale o impiantistico.

Temi di ricerca

  1. studio sugli effetti dell’immissione del fiume Lambro nel Po, svolto in collaborazione con IRSA-CNR e ENEL-CISE con uno sviluppo multidimensionale del modello WASP dell’EPA (completato);
  2. studio della qualità delle acque a scala di bacino sul Lago di Pusiano, in collaborazione con IRSA-CNR e con il supporto di un progetto del V PQ (HPRN-CT-2001-00200 scadenza Dic. 2005.
  1. studio della contaminazione da pesticidi delle falde freatiche nella Provincia di Pavia.

  1. studi sulla diffusione di contaminanti da sorgenti di tipo "puntuale", prevalentemente industriali, condotti sia con modelli numerici tradizionali, sia con analisi del tipo a serie temporale (Contratti con Comune di Vigevano, 1998, ECODECO, 1999 e 2000);
  2. studi sulla generazione dell’inquinamento atmosferico da traffico, con applicazione di modelli previsionali di generazione applicati a realtà cittadine (Contratto con Comune di Pavia, Uff. Traffico, 2001);
  3. studi sulla diffusione di odori dalle opere di ingegneria sanitaria-ambientale In questo ambito sono anche stati svolti studi commissionati da privati per la determinazione delle aree di disturbo di impianti esistenti (Contratto con CAP Milano per l’espanzione dell’impianto di trattamento di Peschiera Borromeo, 2000).

PROGRAMMI DI SIMULAZIONE DISPONIBILI

  1. Impianti di trattamento: modello proprietario per la simulazione di impianti di trattamento completi, basato sulla serie di modelli IWA
  2. Acque superficiali: sono disponibili i modelli WASP e QUAL2E della US EPA, nonché il modello integrato con il supporto GIS ArcView, SWAT della US EPA
  3. Acque sotterranee: sono disponibili modelli di pubblico dominio, quali PMWin e modelli proprietari quali VisualMODFLOW
  4. Aria: sono disponibili i modelli CALMET, CALPUFF per lo studio della diffusione da sorgenti di vario tipo e il modello BREEZE-Road specifico per la diffusione da sortenti lineari (strade)

Pubblicazioni (elenco in fase di aggiornamento)

1. Capodaglio, A.G. (1994) Evaluation of Modelling Techniques for Wastewater Treatment Plant Automation. Water Sci. Tech., 30(2):149-156

2. Capodaglio, A.G. (1994) Integral Control Requirements for Sewerage Systems. Water Sci. Tech., 30(1):131-138

3. Capodaglio, A.G. (1994) Transfer Function Modelling of Urban Drainage Systems, and Potential Uses in Real-Time Control Applications. Water Sci. Tech., 29(1-2):409-417. (Invited Paper)

4. Harremöes, P, A.G. Capodaglio, B.G. Hellström, M.Henze, K.N. Jensen, A. Lynnggaard-Jensen, R. Otterpohl and H. Soeberg (1993) Wastewater Treatment Plants under Transient Loading - Performance, Modelling and Control, Water Sci. Tech., 27(12):71-115 (invited author)

5. Fortina L., A.G. Capodaglio and M. Baldi (1993) Groundwater Contamination from Agricultural Sources in Northern Italy: Long-term Monitoring and Mathematical Modelling. Water Sci. Tech., 28(3-5):369-377

6. Bendoricchio G., M. Di Luzio, P. Baschieri and A.G. Capodaglio (1993) Diffuse Pollution in the Lagoon of Venice. Water Sci. Tech., 28(3-5):69-78

7. Capodaglio A.G., V. Novotny and L. Fortina (1992) Modelling Wastewater Treatment Plants through Time Series Analysis. EnvironMetrics, 3(1):99-120

8. Novotny V., A.G. Capodaglio and H. Jones (1992) Real-Time Control of Wastewater Treatment Operations. Water Sci. Tech., 25(4-5):89-101

9. Novotny V. and A.G. Capodaglio (1992) Strategy of Stochastic Real-Time Control of Wastewater Treatment Plants. ISA Transactions, 31(1):73-85 (Invited Paper)

10. Capodaglio A.G., H. Jones, V. Novotny and X. Feng (1991) Sludge Bulking Analysis and Forecasting: Application of System Identification and Neural Computing Technologies. Water Research, 25(10):1217-1224

11. Novotny V., H. Jones, X. Feng and A.G. Capodaglio (1991) Time Series Analysis Models of Activated Sludge Plants. Water Sci. Tech., 23:1107-1116

12. Capodaglio A.G. and U. Moisello (1990) Simple Stochastic Model for Annual Flows. ASCE J. Water Res. Plann. Managmt., 116(2):220-232

13. Capodaglio A.G., S. Zheng, V. Novotny and X. Feng (1990) Stochastic System Identification of Sewer Flow Models. ASCE J. Env. Engrg., 116(2):284-298

14. Novotny, V. and A.G. Capodaglio (1995) Use of Water Quality Models. In "Remediation and Mangement of Degraded River Basins", NATO-ARW Series, Springer-Verlag Publishers, Berlin (in print)

15. Capodaglio A.G., M. Baldi e P. Vercesi (1990) Valutazione del potenziale di contaminazione degli acquiferi. Un approcio strutturato al problema. IA-Ingegneria Ambientale, XIX(1):10-15

16. Capodaglio A.G., V. Novotny e S. Zheng (1990) Modello di simulazione dell'inquinamento diffuso di origine urbana per il bacino della Laguna di Venezia. IA-Ingegneria Ambientale, XIX(9):563-573

17. Capodaglio A.G., V. Novotny e S. Zheng (1990) Determinazione stocastica dei carichi di inquinamento diffuso di origine urbana nella Laguna di Venezia. IA-Ingegneria Ambientale, XIX(10):638-643

18. Capodaglio A.G., M. Fugazza, R. Iannelli and A. Muraca (1995) Development of a control scheme for improving operation of a sewerage system under real-time monitoring. Accepted for presentation at NOVATECH '95, 2nd International Conference on Innovative Technologies in Urban Storm Drainage, Lyon, France, 30 may-1 June

19. Capodaglio A.G. (1995) Heavy metals in urban runoff: Sources, significance and modelling. Proceedings, World-wide Symposium "pollution in Large Cities. Venice/Padova, Italy, Feb. 22-25

20. Fortina L., A.G. Capodaglio and C. Santini (1995) Black-box amd grey-box simulation of air quality near a petrochemical complex and its potential uses for management of air quality in urban areas. Proceedings, World-wide Symposium "pollution in Large Cities. Venice/Padova, Italy, Feb. 22-25

21 Capodaglio A.G., P. Baschieri and G. Bendoricchio (1995) Diffuse pollution from urban areas in the Venice mainland: Estimation, and possible intervention scenaria. Proceedings World-wide Symposium "pollution in Large Cities. Venice/Padova, Italy, Feb. 22-25

22. Capodaglio, A.G. (1994) Evaluation of Modelling Techniques for Wastewater Treatment Plant Automation. In "WATERMATEX '94", Conference Proceedings Book 2, IAWQ 17th Biennal International Conference, 24-29 July, Budapest, Hungary, pp. 139-148

23. Capodaglio, A.G. (1994) Integral Control Requirements for Sewerage System Conference Proceedings Book 7, IAWQ 17th Biennal International Conference, 24-29 July, Budapest, Hungary, pp. 113-121

24. Novotny, V. and A.G. Capodaglio (1994) Use of Water Quality Models. Proceedings, NATO Advanced Research Workshop on Remediation and Mangement of Degraded River Basins, held at IIASA, Laxenburg, Austria, 13-16 June

25. Capodaglio A.G. (1994) Framework for the "expert" application of water quality models to the management of surface and ground water resources impacted by agricultural pollution. Proceedings, NATO Advanced Research Workshop on Remediation and Mangement of Degraded River Basins, held at IIASA, Laxenburg, Austria, 13-16 June

26. Capodaglio A.G., L. Fortina and N. Valenti (1993) Stochastic Modelling of Air Quality Affected by Industrial Operations. Proceedings, CHESM-93 Chemometrics and Environmetrics Meeting, XX-XX August, Bologna, Italy

27. Capodaglio A.G. (1993) Modelling and Real-Time Control of Urban Drainage Systems. Proceedings, IASTED International Conference on MODELLING AND SIMULATION, May 10-12, Pittsburg, PA

28. Gonwa W., A.G. Capodaglio and V. Novotny (1993) New Tools for Implementing Real-Time Control in Sewer Systems. Proceedings, 6th International Conference on Urban Storm Drainage (J. Marsalek and H.C. Torno, Eds.), Vol. II, 12-17 September, Niagara Falls, Canada, pp. 1375-1380

29. Capodaglio A.G. and L. Fortina (1993) Transfer Function Modelling of Rainfall/Runoff in Urban Drainage Systems, and Potential in Real-Time Control Applications. Proceedings, 6th International Conference on Urban Storm Drainage (J. Marsalek and H.C. Torno, Eds.), Vol. II, 12-17 September, Niagara Falls, Canada, pp. 1519-1524

30. Fortina L., A.G. Capodaglio and M. Baldi (1993) Groundwater Contamination from Agricultural Diffuse Sources in Northern Italy: Long-term Monitoring and Mathematical Modelling. Proceedings, IAWQ 1st International Conference on Diffuse (Nonpoint) Pollution: Sources, Prevention, Impact, Abatement (H. Olem, Editor). Chicago, IL, 19-24 September

31. Bendoricchio G., M. Di Luzio, P. Baschieri and A.G. Capodaglio (1993) Diffuse Pollution in the Lagoon of Venice. Proceedings, IAWQ 1st International Conference on Diffuse (Nonpoint) Pollution: Sources, Prevention, Impact, Abatement (H. Olem, Editor). Chicago, IL, 19-24 September

32. Novotny V., W.G. Wawrzyn, P. Hajda, K. Windstrup and A.G. Capodaglio (1993) Sources and Delivery of Sediments Contaminated by Toxic Metals to the North Avenue Dam, Milwaukee, WI. IAWQ First International Specialized Conference on Contaminated Aquatic Sediments: Historical records, Environmental Impact and Remediation, Milwaukee, June 14-16

33. Capodaglio A.G, P. Hajda and V. Novotny (1993) Modeling of Sediments and Water Quality Interactions in the Milwaukee River, North Avenue Dam Impoundment. Poster Presentation, IAWQ First International Specialized Conference on Contaminated Aquatic Sediments: Historical records, Environmental Impact and Remediation, Milwaukee, June 14-16

34. Fortina L., A.G. Capodaglio and M. Baldi (1992) Optimization of Power Consumption in Wastewater Treatment Plants by Time Series Analysis Modelling. Proceedings, Italo-Brasilian symposium of Sanitary-Environmental Engineering, ABES-ANDIS, Vol. 2- Tomo III. Rio de Janeiro, Brasil, March 29- April 3

35. Novotny V., A.G. Capodaglio and H. Jones (1991) Real Time Control of Wastewater Treatment Operations. Proceedings, 6th IAWPRC Conference on "Design and Operation of Large Wastewater Treatment Plants", Prague, Czechoslovakia, Aug. 26-30

36. Novotny V., H. Jones, X. Feng and A.G. Capodaglio (1990) Time Series Analysis Models of Activated Sludge Plants. Proceedings, 15th Biennal International Conference IAWPRC, Kyoto, Japan, 29 July-3 August

37. Novotny V., A.G. Capodaglio and X. Feng (1990) Stochastic Real-Time Control of Wastewater Treatment Plant Operation. In: Instrumentation, Control and Automation of Water and Wastewater Treatment and Transport Systems (R. Briggs, Ed.) Proceedings 5th IAWPRC Workshop, Yokohama-Kyoto, 29 July-3 August

38. Miller B.R., S. Zheng, A.G. Capodaglio and V. Novotny (1990) Simulation model for urban diffuse pollution. Proceedings, Urban Non-Point Source Pollution and Stormwater Management Symposium, University of Kentucky, Lexington, July 22-24

39. Novotny V., B. Miller, S. Zheng and A.G. Capodaglio (1990) Conjunctive Application of Deterministic and Stochastic Urban Hydrological-Pollutant Load Models. In "Urban Hydrology", Symposium Proceedings, 26th AWRA Annual Conference and Symposia, Denver, Colorado, November 4-8, pp. 153-166

40. Baldi M., M.C. Negri and A.G. Capodaglio (1989) Metal Speciation of Heavy Metals in Soils following Land Application of Conditioned Biological Sludges and Raw Pig Manure. 2nd International Symposium on Metal Speciation, Separation and Recovery, Rome, Italy May 14-19

41. Capodaglio A.G., M. Baldi, P. Valentini, G. Bellinzona (1988) Diffuse Groundwater Contamination by Herbicides in an Agricultural Area in Northern Italy. In: "Nonpoint Pollution - Policy, Economy, Management and Appropriate Technology". (V. Novotny, Editor) AWRA, Bethesda, MD

Tesi di laurea (in fase di aggiornamento) A.A. 1995/96

A.A. 1996/97

A.A. 1997/98

Interazioni con entità pubbliche e private extra Università di Pavia

È in fase di avanzata definizione la creazione di una società "spin-off" che consenta di mettere a disposizione del mercato le competenze tecniche del proprio personale, di sviluppare opportunità commerciali e coordinarle dal punto di vista tecnico e operativo, integrandosi con le strutture dei soci privati; di favorire la partecipazione dei partners privati ai progetti di sviluppo a cui la stessa Università partecipa, infine di occuparsi della ricerca e dell’accesso a finanziamenti istituzionali pubblici, nazionali e internazionali.

Tale struttura può inoltre mettere a disposizione le proprie strutture per la valutazione e l’ingegnerizzazione di nuove metodiche operative, e un ampio laboratorio di test e analisi chimico-fisiche e geologiche dotato della più moderna strumentazione analitica, in grado di intervenire su qualunque tipo di matrice ambientale.