Dynamiek van het stof in de lucht: oorsprong, verspreiding, inzet
EOLIOS voert het CFD-onderzoek uit van de afvang van stof en zand: site-audit, opsporing van de bronnen, effectonderzoek en dimensionering van de afzuigsystemen.
Diagnosticeren
- Site-audit & opsporing van de bronnen
- Effectonderzoek
- De arbeidshygiëne verbeteren
Afvangen
- Dimensionering van de afzuigingen
- De afvangefficiëntie waarborgen
- De kanaalnetten optimaliseren
Berekenen
- Afzuiging van stof & rook
- Afvang van fijnstof (klinker)
- Berekeningen van drukverliezen
Natuurlijke en menselijke oorsprong
De stof zijn luchtdeeltjes met een diameter kleiner dan 1 000 micron. Er worden twee oorsprongen onderscheiden: natuurlijke (wind die leem en zand verplaatst, pollen, winderosie, sporen, nevel van natriumchloride…) en afkomstig van de menselijke activiteit (industrie, verwarming, transport, landbouw…). Het fijnstof, met een diameter kleiner dan 1 micron, is gelijk te stellen met emanaties, aerosolen en rook: door hun kleine afmeting zijn zij moeilijk te filteren en te beheersen.
Verspreidingsfactoren en milieueffect
De neiging van het stof om in suspensie te blijven hangt af van de intrinsieke eigenschappen van de materialen — samenstelling (alluviaal, eruptief, kalksteen), vochtgehalte (hydrofobe of hydrofiele aard), weersomstandigheden — en van de vorm van de deeltjes. De bepalende kenmerken zijn dus de aard en de afmeting, uitgedrukt door de korrelverdeling.
Effecten van fijnstof op de gezondheid en het milieu
De beheersing van fijnstof is een terugkerend vraagstuk in de industrie: het stof kan de producten beschadigen, de kwaliteit schaden en kosten of vertragingen meebrengen.
Het gezondheidseffect hangt af van de aard: het mineraal stof (staal, beton) is schadelijker dan het organische — het tast de luchtwegen en het cardiovasculaire stelsel aan door in de longen en vervolgens in de bloedbaan te dringen. Personeel dat dagelijks wordt blootgesteld is meer onderhevig aan aandoeningen van de luchtwegen, irritaties en ernstige ziekten (longkanker). Op milieuvlak vervuilt het stof de bodem, de waterpartijen en de vegetatie, met schadelijke gevolgen voor de ecosystemen.
Om fijnstof te beperken, stellen regelgevingen grenswaarden vast: PM10 (< 10 µm) op 40 µg/m³ als jaargemiddelde, PM2,5 (< 2,5 µm) op 25 µg/m³ over het jaar.
Waar komt fijnstof vandaan?
Fijnstof verschijnt in talrijke industriële sectoren:
- Hout: zagen, schuren, schaven, snijden;
- Metallurgie: slijpen, polijsten, lasersnijden, lassen, gieten;
- Chemie: mengen, vermalen, zeven, drogen, verstuiven;
- Papier & drukwerk: snijden, vermalen, verstuiven van inkt;
- Voeding: vermalen, kneden, bakken, malen, verpakken;
- Bouw: slopen, boren, schuren, snijden, breken;
- Mijnbouw: winnen, breken, vermalen, zeven.
Dat stof kan steenkool, kwarts, lood, hout, ijzer, aluminium, koper, zink, nikkel bevatten… Hoe groter de productie, hoe meer stof in grote hoeveelheid wordt uitgestoten, vandaar de noodzaak van passende maatregelen voor controle en preventie. Bij die industriële bronnen komt nog een achtergrondniveau van natuurlijke aerosolen (erosie) en van stof uit verbranding of verkeer.
Factoren die de verspreiding beïnvloeden
- Korrelverdeling: hoe kleiner de diameter, hoe langer het deeltje in suspensie blijft;
- Vorm: een plat deeltje valt langzamer terug dan een bolvormig deeltje (de aerodynamische diameter bepaalt de valsnelheid);
- Eigenschappen van het product: hoe droger het is, hoe meer het zich in de lucht verspreidt;
- Weersomstandigheden: wind, droogte en neerslag spelen een grote rol.
De meest ongunstige omstandigheden: vlak terrein, afwezigheid van vegetatie, lage luchtvochtigheid en neerslag, sterke wind.
CFD-simulatie van fijnstof & oplossingen van EOLIOS
CFD-simulatie van fijnstof
De CFD-simulatie onderzoekt de luchtstroming nauwkeurig om het stof te traceren in de lucht, de verspreiding ervan in de ruimte en de interacties met de structuren en de systemen. Wij voeren onderzoeken van dimensionering uit op de schaal van de fabriek of van een systeem, waarbij ontwerpvarianten worden vergeleken voor een optimale afvang. De simulatie modelleert het gedrag van de lucht en van de deeltjes om hun verdeling te voorspellen, en bepaalt de tijden die nodig zijn om de verspreiding te beperken — waardoor de risico's voor het personeel en de productie tot een minimum worden beperkt.
Door EOLIOS overwogen oplossingen
EOLIOS levert oplossingen voor alle onderzochte processen, met inachtneming van alle systemen waaruit zij bestaan — een analyse op grote schaal die CFD mogelijk maakt. Wij voeren zowel interne onderzoeken (gebouwen, fabrieken) als externe (stad, agglomeratie, haven…) uit, of gericht op één proces. Onze meetcampagnes op locatie kwantificeren de emissies en bepalen de luchtkwaliteit, vóór een multicriteria-dimensionering van de afvangsystemen.