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Valutazione dell'impatto sulla qualità dell'aria
nella città di Bolzano
Committente
Descrizione
Comune di Bolzano
Qualità dell'aria Bolzano
Documento n°:
Data:
Autori:
2010/BZ/01
27/01/2010
Ing.
Ing.
Ing.
Ing.
Ilaria Todeschini
Gianluca Antonacci
Andrea Cemin
Laura Pretto
Responsabile:
Ing. Gianluca Antonacci
Indice generale
1 Introduzione........................................................................................................ 3
1.1 Ossidi di azoto.............................................................................................. 4
1.2 Polveri.......................................................................................................... 4
2 Valutazione degli scenari emissivi.......................................................................8
2.1 Emissioni da traffico..................................................................................... 9
2.1.1 Stima delle variazioni di traffico e delle vendite di combustibili..........11
2.1.2 Evoluzione del parco circolante...........................................................11
2.1.3 Stima dei fattori di emissione..............................................................12
2.1.4 Calcolo delle emissioni totali da traffico..............................................12
2.1.4.1 Ossidi di azoto.............................................................................. 16
2.1.4.2 Polveri sottili................................................................................. 18
2.2 Emissioni diffuse......................................................................................... 21
2.3 Emissioni da sorgenti puntuali....................................................................22
2.4 Emissioni totali........................................................................................... 23
3 Modelli di dispersione........................................................................................ 36
3.1 Modello meteorologico CALMET.................................................................36
3.2 Modello di dispersione CALPUFF.................................................................37
3.3 Risultati ..................................................................................................... 39
4 Approfondimento sul ruolo dell'autostrada........................................................45
4.1 Applicazione del modello di dispersione AUSTAL2000................................45
4.1.1 Domini di calcolo................................................................................. 47
4.1.2 Dati di input......................................................................................... 47
4.2 Risultati...................................................................................................... 50
4.3 Considerazioni conclusive..........................................................................52
1
1 Introduzione
1 Introduzione
Si è effettuata una valutazione della qualità dell'aria nella città di Bolzano,
con particolare riferimento all'inquinante NO2. La motivazione risiede nella
necessità, da parte della Provincia di Bolzano e degli enti comunali per quanto di
loro specifica competenza, di predisporre un “piano di rientro” con orizzonte
temporale all'anno 2015 con riferimento, appunto, all'inquinante NO 2.
L'obbligo è derivante da quanto contenuto nel D. Lgs. 155/2010, in
recepimento della direttiva europea 2008/50/CE. Viene qui richiesto di valutare le
condizioni di inquinamento attuale (compito assolto dall'APPA tramite la
misurazione in continuo nei punti di misura di riferimento (centraline di qualità
dell'aria), stimare i contributi delle sorgenti, nonché predisporre un piano di
rientro entro l'anno 2015 che riporti, il valore medio annuo di NO2 sotto la soglia
di 40 µg/m³, ove essa sia superata.
I fenomeni atmosferici su scala locale (dell'ordine dei km) che interessano la
zona oggetto dello studio sono da attribuire alla peculiare conformazione
orografica e alla presenza di un sistema di brezze di valle. Tali condizioni
meteorologiche locali sono dunque condizionanti sia per il manifestarsi degli
episodi di inquinamento acuto, sia per la caratterizzazione a lungo termine della
qualità dell’aria nella zona.
Diversamente da quanto avviene nel caso più semplice di territorio
pianeggiante, nel caso in esame è cruciale poter disporre di uno strumento
matematico in grado di caratterizzare con sufficiente dettaglio un campo di moto
spiccatamente tridimensionale che varia nello spazio con relativa rapidità. In fase
di implementazione del modello è necessario precisare, insieme alle
schematizzazioni fisiche e agli strumenti di calcolo, l'insieme delle informazioni
necessarie (variabili di ingresso e dati al contorno): a tale proposito va
sottolineato come la qualità dei risultati ottenuti sia strettamente connessa con la
quantità e qualità delle informazioni a disposizione, per cui spesso non risulta
praticabile la scelta di una modellazione numerica sofisticata perché i dati in
ingresso a disposizione sono carenti. Per colmare tale lacuna nell’ambito dello
studio. Nel caso specifico è stato possibile ottenere risultati accurati proprio
grazie alla disponibilità di informazioni relative alle emissioni e alle condizioni
meteorologiche.
Il motivo per cui si è scelto di utilizzare modelli differenti a diverse scale
spaziali è correlato al fatto che la scelta dell'algoritmo è imposta da diversi
fattori, fra cui la risoluzione spazio-temporale della simulazione e il tipo di
fenomeno che si vuole indagare. La scelta di operare con un modello fotochimico
(CAMx) a scala regionale e con risoluzione orizzontale di 500 m è imposta dal
fatto che da un lato è necessario valutare la chimica atmosferica, che riveste una
certa importanza a scala regionale, e dall'altro la necessità di cogliere le
peculiarità del territorio della Provincia di Bolzano. Infatti l'orografia complessa
non solo ha una grande importanza sulla meteorologia e quindi sui fenomeni di
trasporto, ma è anche la motivazione per spiega l'aggregazione delle emissioni
lungo il fondo delle valli, ovvero le aree antropizzate. Quest'ultima considerazione
2
1 Introduzione
porta a capire il motivo per cui uno strumento che tenda eccessivamente a
“spalmare” il contaminante già nella fase di emissione, si rivelerebbe poco
efficace per la previsione della qualità dell'aria in quest'area.
Lo studio delle caratteristiche meteorologiche è essenziale ai fini della
valutazione delle modalità di diluizione delle emissioni prodotte dall'insediamento
urbano di Bolzano. Nel caso in esame i fenomeni di avvezione e diffusione degli
inquinanti sono
infatti prevalentemente
determinati dalle
condizioni
meteorologiche locali, che comprendono sia il regime dei venti, sia le condizioni
di stabilità atmosferica.
1.1 Ossidi di azoto
Il presente lavoro si integra dal punto di vista metodologico con quanto
svolto in parallelo a scala più ampia sul territorio provinciale. All'interno di
quest'ultima analisi si è valutato di porre un focus particolare sulle aree
particolarmente critiche, quali la città di Bolzano , quella di Bressanone e la fascia
autostradale che attraversa la Provincia da Nord a Sud, con riferimento agli ossidi
di azoto.
La mappa relativa alla concentrazione media annua di NO 2 sull'intero
territorio provinciale è riportata in Fig. 1. La criticità della zona della conca di
Bolzano appare evidente dall'analisi della mappa ed è confermata anche dalle
misurazioni di NO2 effettuate dall'APPA nel corso del 2009, che hanno individuato
un superamento del valore di soglia per l'NO 2 sia per quanto riguarda la stazione
di Piazza Adriano (41 µg/m3) che per quella di via Claudia Augusta (46 µg/m 3). Si
è pertanto scelto di indagare in maniera più approfondita la qualità dell'aria nella
comune di Bolzano tramite l'utilizzo di modelli matematici adeguati.
In considerazione degli aspetti legislativi (requisiti D.Lgs. 155/2010) e del
fatto che l'inquinante NO2 è attualmente l'unico che supera i limiti di legge su
base annuale sul territorio di del Comune di Bolzano, il presente studio verte
principalmente su questo inquinante.
Dal punto di vista terminologico si utilizzeranno i seguenti termini con
riferimento al suddetto inquinante:
•
NOx o ossidi di azoto: somma del biossido e monossido di azoto; il totale è
soggetto a vari limiti di emissione (a seconda delle attività) secondo il
D.Lgs. 152/2006; anche i fattori di emissione sono forniti sul valore totale
•
NO2 o biossido di azoto: inquinante soggetto a limite di legge sulla
concentrazione in aria ambiente secondo il D.Lgs. 155/2010
•
NO o monossido di azoto: inquinante non soggetto a limite di legge sulla
concentrazione in aria ambiente; esso in atmosfera tende infatti a
convertirsi a NO2
1.2 Polveri
Con il termine di polveri atmosferiche si fa riferimento a una miscela di
particelle solide e liquide (aerosol), sospese in aria, variabile per caratteristiche
dimensionali, composizione e provenienza. In termini di dimensione si fa
3
1 Introduzione
riferimento al D.M. 60/2002 e al più recente D. Lgs. 155/2010, indicando con
PM10 la dimensione del diametro equivalente inferiore a 10 µm. Parte delle
particelle che costituiscono le polveri atmosferiche sono emesse come tali da
diverse sorgenti naturali ed antropiche ("polveri primarie"); parte invece derivano
da una serie di reazioni chimiche e fisiche che avvengono nell’atmosfera ("polveri
secondarie").
Va qui sottolineato, tuttavia, che la frazione di polveri secondarie è
preponderante sul totale delle polveri presenti in atmosfera, con percentuali
indicativamente tra il 60% e l'80% a seconda del contesto territoriale. Ne
consegue che le misure di contenimento delle emissioni a scala locale possono
agire, nel migliore dei casi solo sulla parte primaria, che è però solo il 20% - 40%.
Si aggiunga a questo il fatto che i fenomeni di trasporto sulle polveri hanno un
effetto molto maggiore che sugli ossidi di azoto, considerabili invece come
“inquinante locale”. A seconda del processo di formazione, le particelle che
compongono le polveri secondarie possono variare sia in termini dimensionali sia
di composizione chimica.
Con riferimento alle polveri una parte dell’inquinamento "di fondo"
riscontrato in una determinata città può provenire da aree limitrofe. Per le PM10,
al contrario di quanto succede con l'NO2 che è un inquinante locale, riveste un
ruolo importante il trasporto regionale. Ne consegue, che ai fini della prevenzione
per il primo inquinante le azioni locali, se non coordinate a scala regionale o
superiore, avranno efficacia trascurabile.
Questo spiega il motivo per cui non si ritiene proponibile effettuare
simulazioni di inquinamento a scala locale come è stato fatto per l'NO2 sull'area
di Bolzano. Quest'area è di fatto troppo piccola per poter vedere e ricostruire i
fenomeni di trasporto e formazione di particolato in aria, che invece avvengono
sulla distanza di centinaia di km. Si è quindi scelto di riportare la mappa di
concentrazione di PM10 (Fig. 3) relativa all'area provinciale (studio svolto in
collaborazione con l'Agenzia per l'Ambiente) ed il successivo dettaglio sull'area
del Comune di Bolzano, mantenuto però alla scala spaziale del modello originale
(si veda il Cap. 3.3 ).
Una menzione particolare va fatta al fenomeno di trasporto delle polveri da
aree esterne, che è stato ricostruito, a scala della Provincia di Bolzano,
utilizzando le condizioni al contorno che consentono di ricavare, seppur in
maniera approssimata, i fenomeni di trasporto di polveri da Sud. Il modello
utilizzato per questa valutazione – il già citato CAMx opera a scala regionali può
essere utilizzato come strumento di pianificazione e zonizzazione di massima ma
non per verifiche puntuali relative ad aree ristrette, eventualità per la quale sono
più adatte le misure dirette, a causa delle difficoltà sopra esposte con riferimento
alla stima della frazione secondaria delle polveri.
Considerando la frazione primaria, le particelle più grossolane derivano
principalmente dal suolo e da altri materiali, le particelle più fini sono prodotte, in
misura prevalente, dalla combustione di combustibili fossili utilizzati nei trasporti,
nell’industria e nella produzione di energia. Le più rilevanti sorgenti antropiche
sono:
4
1 Introduzione
–
emissioni prodotte dal traffico veicolare
–
processi di combustione di combustibili fossili per la produzione di calore
ed energia
–
processi industriali
La principale fonte urbana di emissione delle PM10 nell'area di studio è
trasporto su gomma; seguono le emissioni da impianti di riscaldamento. Sono
invece poco significativi in termini di impatto al suolo, all’interno delle area
urbana di Bolzano, le fonti di inquinamento industriali. Si tenga conto inoltre che
gli inquinanti emessi da camini di altezza più elevata rispetto al livello del piano
stradale (quindi camini degli impianti industriali e di teleriscaldamento) possono
tuttavia essere trasportati dagli agenti meteorologici anche su grandi distanze.
Nel dettaglio delle maggiori fonti emissive locali si può inoltre affermare quanto
segue:
–
Emissioni da traffico: Tutti i mezzi di trasporto emettono polveri fini. A
parità di classe Euro i veicoli diesel, sia leggeri sia pesanti, emettono un
quantitativo di polveri, per km percorso, maggiore rispetto ai veicoli a
benzina. Le emissioni sono in parte attribuibili anche all’usura di freni e
pneumatici e al risollevamento di polvere presente sulla carreggiata.
–
Emissioni da riscaldamento civile (sia domestico che centralizzato).
Emettono polveri gli impianti alimentati a gasolio, olio combustibile e
legna. Valori trascurabili di emissioni sono invece riconducibili agli impianti
alimentati a metano.
In considerazione di quanto detto il focus della seguente parte di relazione è
quindi posto sugli ossidi di azoto, in quanto inquinante locale su cui i
provvedimenti di competenza della Provincia e del Comune possono avere
effetto positivo. Di seguito vengono quindi presentati i risultati degli
approfondimenti in termini di qualità dell'aria (NO 2) sulla conca di Bolzano,
successivi all'analisi eseguita a scala provinciale. Di seguito vengono quindi
presentati i risultati degli approfondimenti in termini di qualità dell'aria sulla
conca di Bolzano, successivi all'analisi eseguita a scala provinciale.
5
1 Introduzione
Fig. 1 - Concentrazione media annua di NO2 sull'intero territorio provinciale, relativa
all'anno 2009 e ottenuta attraverso il modello di dispersione CAMx.
6
1 Introduzione
Fig. 2 - Concentrazione media annua di PM10 sull'intero territorio provinciale, relativa
all'anno 2009 e ottenuta attraverso il modello di dispersione CAMx
7
2 Valutazione degli scenari emissivi
2 Valutazione degli scenari emissivi
In considerazione delle premesse viste nel Cap. 1 , questo studio costituisce
un approfondimento sul tema della qualità dell'aria e in particolare della
concentrazione di biossido di azoto (NO2) nell'area del comune di Bolzano. Per
poter efficacemente stimare le concentrazioni di questo inquinante sull'intero
territorio comunale, è necessario effettuare delle valutazioni sulle emissioni in
atmosfera dovute alle diverse sorgenti presenti sul territorio.
Le sorgenti di inquinante sono state aggregate in tre settori principali,
industriale, riscaldamento e traffico.
Si è qui tenuto conto del fatto che le emissioni di ossidi di azoto sono
ricavabili, e comunque regolamentate, in termini di NO x (ovvero ossidi totali),
mentre l'immissione è regolamentata in termini di solo NO 2 (biossido di azoto). La
conversione di NO (monossido) a NO 2 (biossido) è tenuta in conto in tutta la
trattazione seguente.
Le sorgenti industriali sono le attività produttive che scaricano in atmosfera
attraverso camini; le caratteristiche principali di queste emissioni sono quelle di
essere localizzate in un punto individuabile e di realizzarsi a un'altezza
significativa dal suolo. Gli inquinanti emessi in questo modo vengono quindi
dispersi negli strati elevati e ricadono al suolo solo dopo aver subito un processo
di diluizione. Pertanto il loro impatto al suolo è mitigato dal processo di
diffusione, anche in presenza di flussi emissivi considerevoli.
Le sorgenti dovute al traffico sono state suddivise a loro volta in tre
componenti. La prima raggruppa le emissioni provenienti dal traffico che percorre
l'autostrada del Brennero, la seconda raggruppa le principali arterie stradali
cittadine, lungo le quali si concentra la maggior parte del traffico. Entrambe
queste sorgenti sono state schematizzate come sorgenti lineari, cioè ipotizzando
che l'inquinante venga emesso lungo l'asse stradale. La terza componente
raggruppa il traffico che si realizza lungo le strade minori, che collegano quelle
principali alle abitazioni e agli edifici sedi di servizi di vario tipo. Questa parte del
traffico, che è distribuita sul territorio lungo tutte le strade e i passaggi minori è
stata schematizzata come sorgente diffusa. Le sorgenti stradali, localizzate a
bassa quota, hanno un'area di impatto molto prossima alla sorgente medesima.
Le sorgenti dovute al riscaldamento sono state schematizzate e distribuite
sul territorio comunale considerando i dati relativi alla popolazione residente
disponibile per tutte le sezioni di censimento del comune. In questo modo le
emissioni del riscaldamento risultano essere maggiori laddove è maggiore la
densità della popolazione residente. All'interno delle emissioni dovute al
riscaldamento sono state conteggiate anche quelle imputabili al settore terziario
(uffici, servizi).
Per la stima delle emissioni provenienti dalle diverse sorgenti si è fatto
riferimento all'Inventario delle Emissioni del 2007, in cui sono identificati i
Macrosettori cui è imputabile la maggiore emissione di NO X.
A livello europeo il modello di riferimento per la stima degli scenari emissivi
futuri è il modello GAINS (Greenhouse Gas – Air Pollution Interactions and
8
2 Valutazione degli scenari emissivi
Synergies), che si basa su una complessa serie di ipotesi sui trend energetici ed
economici, sulle strategie politiche di controllo delle emissioni e sull'evoluzione
delle normative europee e nazionali.
Attualmente è possibile accedere solo ai risultati del progetto “GAINS
Europe” che elabora scenari emissivi per ciascun Stato Europeo
(http://gains.iiasa.ac.at/gains/docu.EUR/index.menu).
Il progetto “GAINS Italy”, che prevede l'elaborazione di scenari emissivi
dettagliati a livello di regione italiana, è ancora in fase di elaborazione da parte
dell'ENEA.
Limitarsi a un dettaglio a scala nazionale risulta poco rappresentativo per
una realtà particolare come quella altoatesina; quindi si è proseguito il lavoro
definendo delle ipotesi specifiche per il territorio in esame. Partendo
dall'Inventario delle Emissioni del 2007, sono stati identificati i Macrosettori cui è
imputabile la maggiore emissione di NO X; per ciascun settore e macrosettore
interessato è stato stimato un trend di crescita fino al 2015, sulla base del quale
è stata poi stimata l’evoluzione delle emissioni.
I Macrosettori considerati sono:
•
traffico, a sua volta suddiviso in traffico sulle principali arterie
stradali, traffico diffuso all'interno dell'intera città e traffico
sull'autostrada A22
•
riscaldamento
•
sorgenti puntuali.
La valutazione degli scenari emissivi è stata fatta su base provinciale e poi
contestualizzata al territorio comunale di Bolzano.
Le emissioni di inquinanti presentate di seguito si riferiscono agli inquinanti
ossidi di azoto totali, una famiglia di composti che comprende NO e NO 2, (oltre ad
altri composti dell'azoto in percentuale trascurabile). Mentre le emissioni sono
misurate e regolamentate in termini di ossidi totali, il limite di legge per la qualità
dell'aria è invece riferito alla concentrazione in aria al livello del suolo del
biossido di azoto (NO2), perché quest'ultimo è la specie più pericolosa per la
salute umana. Gli ossidi di azoto (NO x) emessi in atmosfera si trasformano a
causa di complesse reazioni foto-chimiche nelle quali partecipano anche altri
inquinanti, come ad esempio l'ozono, formando biossido di azoto. Un generico
provvedimento relativo al contenimento delle emissioni di ossidi di azoto (NO x) ha
quindi effetto sia diretto che indiretto sulla concentrazione al suolo di biossido di
azoto (NO2). I calcoli effettuati tramite modelli matematici tengono conto delle
trasformazioni chimiche che avvengono in atmosfera.
2.1 Emissioni da traffico
Nel calcolo delle emissioni da traffico, viene considerato separatamente il
contributo dell'autostrada, delle principali arterie di traffico che vengono
considerate come sorgenti lineari e la componente di traffico diffuso che tiene
conto di tutte le altre emissioni dovute al traffico sulle strade di minore
9
2 Valutazione degli scenari emissivi
importanza.
Le emissioni legate al traffico veicolare circolante su strada sono state
calcolate adottando il programma COPERT IV (Computer Programme to calculate
Emissions from Road Transport).
La stima delle emissioni future viene realizzata a partire dai valori calcolati
per l’anno 2007; tali valori vengono aggiornati in tre fasi:
•
stima della variazione delle emissioni complessive proporzionale alla
variazione dei flussi di traffico misurati per l’autostrada e alle vendite
complessive di combustibile (stimate sommando le vendite delle diverse
tipologie di combustibili espresse in GJ), per le altre strade.
•
applicazione alle emissioni stimate al punto uno di variazioni proporzionali
alle variazioni ipotizzate della composizione del parco circolante
Quindi le emissioni si calcolano come:
EmissioniAnnoN= Emissioni2007·TrafficoAnnoN/Traffico2007 ·VeicoliAnnoN/Veicoli2007
Dove:
TrafficoAnnoN/Traffico2007 Variazione del traffico espressa come rapporto
della variazione delle vendite di combustibili o, per
l’autostrada, dei flussi veicolari.
VeicoliAnnoN/Veicoli2007
•
Rapporto tra veicoli dello stesso settore (Auto,
pesanti ecc.) e stessa classe di normativa
per le categorie di veicoli nuove, per le quali al momento non sono state
calcolate emissioni, si effettua una stima basata su un’ipotesi di variazione
della percorrenza annua e di riduzione dei fattori di emissione in modo
proporzionale a quanto previsto dalla normativa.
Il fattore di emissione viene ricavato come media del fattore di emissione di
ciascun tipo di veicolo pesata sulla base di:
◦
numero di veicoli immatricolati
◦
percorrenza media annua urbana per tipo di veicolo.
Mentre la percorrenza è funzione dell'età del veicolo, la composizione del
parco circolante varia con gli anni, man mano che questo si rinnova.
Le proiezioni future sulla composizione del parco circolante sono state
stimate considerando diverse tipologie di veicoli:
◦
Autovetture passeggeri
◦
Veicoli commerciali leggeri
◦
Veicoli commerciali pesanti / autobus
◦
Ciclomotori e motocicli.
10
2 Valutazione degli scenari emissivi
Per ciascuna tipologia di veicoli, sono stati definiti dei trend di evoluzione
riguardanti il numero di veicoli, la suddivisione per tipologia di combustibile, la
suddivisione per classi di età.
Il fattore di emissione dei veicoli dipende da diversi fattori:
◦
il tipo di motorizzazione (combustibile, cilindrata)
◦
l'anzianità del veicolo (Euro 0, Euro1 , Euro 2 etc.)
◦
le condizioni di guida (velocità)
Tenendo conto di tutti questi fattori, per ciascuna categoria di veicoli è stato
calcolato un fattore di emissione relativo per lo scenario relativo al 2015.
2.1.1 Stima delle variazioni di traffico e delle vendite di
combustibili
Le emissioni derivanti da traffico autostradale sono state calcolate sulla
base della stima dei volumi di traffico. Per i veicoli leggeri si è ipotizzato un tasso
di crescita annuo pari al 2%, pari approssimativamente alla crescita media del
periodo 2002-2007. Per i veicoli pesanti si è supposto un tasso di crescita annua
dell’1,5% fino al 2012 (ipotizzando uno strascico della crisi); successivamente si
è riportato il tasso al 3%, valore prossimo al trend medio dal 2003 al 2009.
Il calcolo delle emissioni per tutte le altre tipologie di strade è stato
effettuato sulla base dei dati delle vendite di combustibili disponibili dall’anno
2003. A differenza dell’analisi dei flussi autostradali, effettuata sulle tratte
altoatesine dell’A22, l’analisi è stata effettuata a livello regionale coerentemente
con la metodologia di stima dell’inventario delle emissioni implementata nel
sistema INEMAR.
Sulla base dei trend degli anni passati si è ipotizzato un tasso di crescita
annuo del gasolio del 3,5% ed un trend di decrescita della benzina del -3,5%. I
combustibili gassosi hanno subito negli anni scorsi un forte incremento (quasi il
18% tra il 2003 e il 2009, con una punta del 43% il 2008) dovuto alle
agevolazioni fiscali erogate; per il futuro si è ipotizzato un incremento annuo del
10% fino al 2012 e del 2% per gli anni successivi.
2.1.2 Evoluzione del parco circolante
Le proiezioni future sulla composizione del parco circolante sono state
stimate considerando diverse tipologie di veicoli:
◦
Autovetture passeggeri
◦
Veicoli commerciali leggeri
◦
Veicoli commerciali pesanti / autobus
◦
Ciclomotori e motocicli.
Per ciascuna tipologia di veicoli, sono stati definiti dei trend di evoluzione
riguardanti il numero di veicoli, la suddivisione per tipologia di combustibile, la
suddivisione per classi di età.
11
2 Valutazione degli scenari emissivi
Autovetture passeggeri
Si è ipotizzato un incremento annuo del numero di autoveicoli circolanti del
1,2% (pari alla media degli incrementi dall’anno 2005 al 2008). Per quel che
riguarda le tipologie motoristiche si è considerato un decremento annuo dei
veicoli a benzina del -2% e un incremento dei veicoli diesel decrescente dal 5%
(2009-2011) al 3% (2015). I restanti veicoli sono stati attribuiti a metano e GPL
considerando costante il rapporto tra le due tecnologie.
Veicoli commerciali leggeri
Per quel che riguarda i veicoli leggeri si è ipotizzato costante nel tempo il
numero dei veicoli a benzina mentre si è supposto un incremento annuo del 3%
per i veicoli a gasolio.
Veicoli commerciali pesanti / autobus
L’andamento delle immatricolazioni di questi veicoli negli anni scorsi è
apparso molto discontinuo, probabilmente influenzato dalle politiche di
compravendita delle grandi flotte presenti in regione. Per lo scenario di calcolo si
è ipotizzato un decremento annuo pari allo -0,5%. Va segnalato che sussistono
delle incertezze sull’anno di introduzione dei veicoli EURO6: nel caso in esame si
è ipotizzato che i primi veicoli di questa categoria inizino a circolare nel 2013.
Per quanto riguarda l’autostrada si è tenuto conto di alcuni studi che hanno
rilevato come i veicoli lì circolanti siano in realtà mediamente di fabbricazione più
recente rispetto a quelli circolanti sul resto del territorio. Per tener conto di ciò si
è ipotizzato in autostrada un parco più “giovane” di un anno, ovverosia si è
considerata per il 2010 la composizione relativa al 2011 e per il 2015 la
composizione relativa al 2016.
Ciclomotori e motocicli
I dati relativi ai ciclomotori presentano generalmente una grande incertezza,
non questi veicoli registrati in maniera analoga agli altri; in considerazione di
questa incertezza si è ipotizzato che il parco resti nel complesso costante con
tassi di rinnovamento analoghi a quelli stimati per i motocicli, ipotizzati pari al
5%. Non avendo previsto l’introduzione di nuove normative, il parco tenda in
futuro ad essere composto prevalentemente da veicoli EURO3.
2.1.3 Stima dei fattori di emissione
Per il calcolo dei fattori di emissione, si è utilizzato il programma COPERT IV
(Computer Programme to calculate Emissions from Road Transport). Il fattore di
emissione per ciascuna classe di veicolo viene ricavato sulla base di:
◦
numero di veicoli immatricolati
◦
percorrenza media annua urbana per tipo di veicolo.
Mentre la percorrenza è funzione dell'età del veicolo, la composizione del
parco circolante varia con gli anni, man mano che questo si rinnova.
Il fattore di emissione dei veicoli dipende da diversi fattori:
◦
il tipo di motorizzazione (combustibile, cilindrata)
12
2 Valutazione degli scenari emissivi
◦
l'anzianità del veicolo (Euro 0, Euro1 , Euro 2 etc.)
◦
le condizioni di guida (velocità)
Tenendo conto di tutti questi fattori, per ciascuna categoria di veicoli è stato
calcolato un fattore di emissione per lo scenario relativo al 2015.
2.1.4 Calcolo delle emissioni totali da traffico
•
Emissioni autostradali
Il totale delle emissioni autostradali è calcolato a partire dal parco macchine
autostradale sulla base dei flussi di traffico presentati nel paragrafo 2.1.1 . Si è
ipotizzata una velocità pari a 110 km/h per le autovetture e i veicoli commerciali
leggeri (corrispondente al limite di velocità nel tratto di autostrada considerato) e
85 km per i veicoli pesanti.
•
Emissioni da traffico diffuso
Il totale da traffico diffuso è calcolato a partire dal parco macchine
precedentemente descritto ipotizzando una velocità media dei veicoli pari a 30
km/h. Le emissioni sono redistribuite sull'intero territorio comunale in base alla
densità di popolazione, riportata in Fig. 3. La mappa è stata ricavata a sua volta
dalla mappa delle sezioni di censimento della Provincia di Bolzano relativa
all'anno 2005. In questo modo le emissioni da traffico diffuso risultano essere
maggiori laddove è maggiore la densità della popolazione residente.
•
Emissioni strade principali
Il totale delle emissioni provenienti dalle strade principali è calcolato a
partire dal parco macchine autostradale sulla base dei flussi di traffico illustrati
nel paragrafo 2.1.1 . Si è ipotizzata una velocità pari a 30 km/h.
Per quanto riguarda le emissioni di inquinanti dovute al traffico veicolare è
necessario possedere un grafo stradale in grado di rappresentare, seppure in
modo semplificato, il tracciato delle diverse strade a cui associare un diverso
dato di intensità di traffico. Per il dominio all'interno del comune di Bolzano si è
costruito un grafo stradale in cui si è tenuto conto solamente gli archi
corrispondenti alle arterie di traffico principali, di cui sia nota l'intensità di
traffico. In particolare, sono stati utilizzati i dati provenienti dalle spire del
Comune di Bolzano e quelli misurati nelle campagne effettuate a maggio 2006 e
ottobre 2007 in settimane ritenute rappresentative del traffico medio per l'intero
anno. Inoltre per la strada di S. Genesio e la S.S. 12 a Pineta e Cardano sono stati
utilizzati anche i dati delle spire provinciali pubblicati da ASTAT. Il grafo stradale
con i dati di traffico relativi all'anno 2007 è riportato in Fig. 4. I dati di traffico per
gli anni 2005 e 2009 sono stati ottenuti a partire dai dati misurati del 2007
tenendo conto dell'evoluzione del traffico medio valutata sulla base dei dati di
traffico provinciale. Si tenga conto comunque che negli ultimi anni l'intensità del
traffico è risultata essere piuttosto stabile mentre il ricambio all'interno del parco
macchine influenza in modo molto più significativo lo scenario emissivo.
13
2 Valutazione degli scenari emissivi
Fig. 3 - Densità abitativa del comune di Bolzano nell'anno 2005
14
2 Valutazione degli scenari emissivi
Fig. 4 - Traffico giornaliero medio (TGM) relativo allo scenario 2007
15
2 Valutazione degli scenari emissivi
Sulla base dei flussi di traffico e del grafo stradale e partendo dalle
emissioni relative agli inventari del 2005 e del 2007, sono stati valutati gli scenari
emissivi fino al 2015, distinguendo le emissioni autostradali da quelle derivanti
dal complesso degli altri archi viari (traffico diffuso e archi principali). Sono stati
considerati sia gli ossidi di azoto (NOx) che le polveri sottili (PM10).
2.1.4.1 Ossidi di azoto
La stima delle emissioni di ossidi di azoto mostra una riduzione, rispetto alle
emissioni valutate per il 2005, che si assesterà al 2015 attorno al 30% (Fig. 5).
Come si può osservare la riduzione attesa sarà tanto maggiore in autostrada,
dove si osservano gli effetti del più rapido rinnovo del parco dei mezzi pesanti. In
Fig. 6 e Fig. 7 sono è riportata l’evoluzione delle emissioni su strade normali ed
autostrada suddivise per classi di veicoli.
Le emissioni totali, per ciascuna categoria di veicoli, relative all'intero
comune di Bolzano dovute al traffico delle principali arterie stradali e al traffico
diffuso sono riportate in Fig. 11.
NOX
Variazione rispetto al 2005
2007
2010
2015
0%
-5%
-10%
-11%
-10% -11%
-13%
-15%
-20%
Autostrada
-20%
ALTRE STRADE
-21%
-25%
TOTALE
-30%
-29%
-30%
-35%
-40%
-41%
-45%
Fig. 5 – Variazione delle emissioni di ossidi di azoto da traffico rispetto all’anno 2005
16
2 Valutazione degli scenari emissivi
100,0%
80,0%
NOx [%]
60,0%
Motocicli
Veicoli pesanti e autobus
Veicoli commerciali leggeri
Automobili
40,0%
20,0%
0,0%
2005
2007
2010
2015
Anno
Fig. 6 - Evoluzione delle emissioni di ossidi di azoto da traffico suddivise per tipologia di
veicolo
100,0%
80,0%
NOx [%]
60,0%
Motocicli
Veicoli pesanti e autobus
Veicoli commerciali leggeri
Automobili
40,0%
20,0%
0,0%
2005
2007
2010
2015
Anno
Fig. 7 - Evoluzione delle emissioni di ossidi di azoto da traffico autostradale suddivise per
tipologia di veicolo
17
2 Valutazione degli scenari emissivi
2.1.4.2 Polveri sottili
Anche per le polveri sottili ci si attende una riduzione delle emissioni; tale
riduzione appare meno marcata rispetto a quella attesa per gli ossidi di azoto
(Fig. 9 e Fig. 12), attestandosi complessivamente sul 15% al 2015, con una
riduzione del 30% in ambito autostradale.
PM10
Variazione rispetto al 2005
2007
2010
2015
0%
-5%
-6%
-10%
-15%
-8%
-9%
-9%
-9%
-11%
Autostrada
-15%
ALTRE STRADE
-20%
TOTALE
-21%
-25%
-30%
-30%
-35%
Fig. 8 – Variazione delle emissioni di polveri sottili da traffico rispetto all’anno 2005
18
2 Valutazione degli scenari emissivi
100,0%
PM10 [%]
80,0%
60,0%
Motocicli
Veicoli pesanti e autobus
Veicoli commerciali leggeri
Automobili
40,0%
20,0%
0,0%
2005
2007
2010
2015
Anno
Fig. 9 - Evoluzione delle emissioni di polveri sottili da traffico suddivise per tipologia di
veicolo
100,0%
PM10 [%]
80,0%
60,0%
Motocicli
Veicoli pesanti e autobus
Veicoli commerciali leggeri
Automobili
40,0%
20,0%
0,0%
2005
2007
2010
2015
Anno
Fig. 10 - Evoluzione delle emissioni di polveri sottili da traffico autostradale suddivise per
tipologia di veicolo
19
Classe autoveicolo
Fig. 11 - Emissioni da traffico Comune di Bolzano (esclusa A22)
Moto 4T Euro 3
Moto 4T Euro 2
Moto 4T Euro 1
Moto 4T Euro 0
Moto 2T
Bus Euro 6
Bus Euro 5
Bus Euro 4
Bus Euro 3
Bus Euro 2
Bus Euro 1
Bus Euro 0
HDV Euro 6
HDV Euro 5
HDV Euro 4
HDV Euro 3
HDV Euro 2
HDV Euro 1
HDV Euro 0
LDV Euro 6
LDV Euro 5
LDV Euro 4
LDV Euro 3
LDV Euro 2
LDV Euro 1
LDV Euro 0
Auto Euro 6
Auto Euro 5
Auto Euro 4
Auto Euro 3
Auto Euro 2
Auto Euro 1
Auto Euro 0
Emissione NOx [t/a]
2009
2015
60
50
40
30
20
10
0
2 Valutazione degli scenari emissivi
2.2 Emissioni diffuse
Il riscaldamento è considerato come una sorgente emissiva diffusa, fatta
eccezione per il riscaldamento degli ospedali provinciali e per le attività degli
stabilimenti Franz Schullian di Bolzano che vengono trattati come sorgenti
puntuali. I combustibili attualmente utilizzati per il riscaldamento sono metano,
gasolio, GPL e legna. La previsione sulle emissioni da riscaldamento è stata
effettuata ipotizzando che il consumo totale di combustibili aumenti
proporzionalmente con l'incremento della popolazione. Per le stima
dell'evoluzione demografica è stato utilizzato il dato ASTAT.
Metano
La stima futura è stata calcolata sulla base dell’aumento della popolazione,
per cui si aumentano i consumi proporzionalmente all’aumento degli abitanti
(dati ASTAT); il consumo di metano è stato inoltre maggiorato dell’1% annuo fino
a fine 2013 per tenere in considerazione ulteriori interventi di metanizzazione.
Dal 2013 in poi si è ipotizzato che gli interventi infrastrutturali siano pressoché
conclusi e quindi che si realizzi un aumento dei consumi legato solamente al
crescere della popolazione.
Gasolio
Si sono ricavati i consumi di gasolio come differenza tra i consumi
complessivi a livello provinciale, supposti crescenti proporzionalmente con la
popolazione, e i consumi degli altri combustibili (metano, legna e GPL).
Al valore così ottenuto va fatta però un'ulteriore correzione, dovuta alla
quota di riscaldamento residenziale che verrà coperta dal considerevole numero
di impianti di teleriscaldamento della provincia di Bolzano la cui entrata in
funzione è prevista entro il 2015. E’ quindi necessario tenere conto che il
fabbisogno di riscaldamento domestico soddisfatto da questi impianti era prima
soddisfatto da altri combustibili; in prima approssimazione appare lecito
ipotizzare che si vada a sostituire sempre il combustibile gasolio, mentre il
consumo di metano o di legna non venga influenzato da queste nuove
installazioni.
GPL
In generale, il consumo di GPL ai fini del riscaldamento residenziale è
minimo rispetto a quello degli altri combustibili ed influisce poco anche sulle
emissioni in atmosfera. Secondo i dati del Bollettino Petrolifero (anni 2004-2009),
si osserva un evidente calo dei consumo che arriva al 37% tra il 2004 e il 2009.
Per gli anni futuri, si ipotizza un trend in diminuzione anche se meno marcato: si
stima un calo annuo del 14% fino al 2015 e poi un calo più ridotto, pari al 5%
annuo.
Legna
Non esistono dati storici sul consumo di legna per riscaldamento domestico;
i dati utilizzati nell'Inventario sono stati ricavati da uno studio apposito e specifico
per il territorio altoatesino effettuato nel 2009. L'ipotesi fatta è quindi quella di un
consumo crescente nel tempo in modo proporzionale all'aumento della
21
2 Valutazione degli scenari emissivi
popolazione.
Pur ipotizzando un consumo di legna complessivo in aumento, la stima delle
emissioni è funzione delle diverse tecnologie di combustione disponibili in
commercio per ciascuna delle quali vanno quindi dettagliati i trend di utilizzo
Nell'Inventario INEMAR vengono individuate 5 tecnologie, che corrispondono
ad altrettante attività Corinair:
•
2-2-6: Camino aperto. Si ipotizza una graduale dismissione di tali
sistemi, stimando un calo dell'1% annuo dell'utilizzo e, quindi, un
analogo calo del consumo di combustibile;
•
2-2-7: Stufa tradizionale, camino chiuso o inserto. Si considera
improbabile l'acquisto di nuove stufe di questo tipo, piuttosto
obsoleto, che si immaginano
invece sostituite da sistemi più
efficienti. Si ipotizza quindi un calo di utilizzo e parallelamente di
consumo di biomassa pari all’1% annuo;
•
2-2-8: Stufa o caldaia innovativa. Si ipotizza solo un leggero aumento
dell'utilizzo di tale tecnologia, pari all’1% annuo, in quanto le
tendenze attuali spingono più verso l'acquisto di sistemi pellets;
•
2-2-9: Sistema BAT a legna o stufa pellets;
•
2-2-10: Sistema BAT pellets.
Il consumo di biomassa proprio delle ultime due tecnologie è ricavato come
differenza tra il consumo totale e il consumo degli altri tre sistemi. Tale valore
viene poi ripartito tra i due sistemi tenendo costante il rapporto calcolato nel
2007, secondo cui si hanno “Sistemi BAT pellets” per il 66% dei casi e “Sistemi
BAT a legna o stufa pellets” per il rimanente 34%.
Per ciascuna tipologia di combustibile le variazioni percentuali tra i consumi
nello scenario di riferimento (2007) e quelli degli scenari futuri (2015) sono
riassunte in Tab. 1.
Tab. 1 - Variazione prevista dei consumi di combustibili per riscaldamento domestico tra
l'anno 2007 e il 2015.
Combustibile
Variazione consumi
2007-2015
Metano
20,8%
Gasolio
-90,7%
GPL
-70,8%
Legna
4,6%
Moltiplicando i valori delle emissioni totali comunali, ricavati dall'inventario
delle Emissioni 2007 per ciascuna tipologia di combustibile, per le variazioni dei
consumi, si può ottenere una stima delle emissioni al 2015. Le emissioni totali
comunali sono quindi state redistribuite sul territorio sulla base della densità di
popolazione (Fig. 3). In questo modo le emissioni da riscaldamento risultano
22
2 Valutazione degli scenari emissivi
essere maggiori laddove è maggiore la densità della popolazione residente.
All'interno delle emissioni dovute al riscaldamento sono state conteggiate anche
quelle imputabili al settore terziario (uffici, servizi).
2.3 Emissioni da sorgenti puntuali
Gli stabilimenti di dimensioni ed impatto rilevante vengono catalogati,
nell'Inventario delle Emissioni, come sorgenti puntuali, ovverosia sorgenti
localizzate tramite coordinate geografiche e le cui emissioni in atmosfera
vengono assegnate puntualmente. Per stimare le emissioni nello scenario futuro
al 2015 sono state raccolte informazioni su tali stabilimenti, per valutare se ci
sono state o sono previste variazioni rilevanti (ad esempio, cambi del
combustibile utilizzato o variazioni significative del processo produttivo) o se lo
stabilimento è stato chiuso.
Per quanto riguarda le puntuali che non evidenziano variazioni significative
si ipotizzano emissioni costanti tra il 2007 e il 2015. Tale ipotesi è giustificata dal
fatto che stimare nel dettaglio i trend produttivi di ciascuna attività richiederebbe
approfondite analisi economiche e di mercato che esulano dalle finalità del
presente studio.
Le sorgenti industriali contemplati nel presente studio sono:
•
Impianto di incenerimento RSU Bolzano
•
Acciaierie di Bolzano-sede
•
SEL AG/SPA - teleriscaldamento Bolzano sud
•
Iveco s.p.a. divisione veicoli difesa
•
Milkon sudtirol Alto Adige
•
Ospedale di Bolzano-USL centro sud
•
Athesia Druck s.r.l.
•
Speedline s.r.l.
•
Rotolongo - Longo print s.p.a.
•
Franz Schullian
•
Bitumisarco srl
•
Fotolito Longo ag
•
Sapa profili srl
•
Discarica di Castel Firmiano / Mülldeponie Kaiserberg
•
Stahlbau Pichler gmbh / srl
La stima delle emissioni di NO X per ciascun impianto è effettuata
moltiplicando il Fattore di Emissione specifico per ciascuna attività produttiva al
consumo annuo di combustibile espresso in GJ.
Attualmente nella città di Bolzano il teleriscaldamento non è così diffuso
nelle aree residenziali e l'impianto di teleriscaldamento esistente, la SEL AG/Spa,
23
2 Valutazione degli scenari emissivi
serve quasi interamente l'area industriale della città. L'ampliamento dell'impianto
di incenerimento, previsto per il 2013, prevede 108 GWh annuali destinati al
teleriscaldamento. Si ipotizza che un terzo di tale potenza sia destinata al
teleriscaldamento di aree residenziali, mentre i restanti due terzi ad aree
industriali limitrofe al sito dell'inceneritore.
2.4 Emissioni totali
Le emissioni totali di ossidi di azoto derivanti dal traffico, dalle sorgenti
diffuse e dagli impianti industriali sono state quindi calcolate a partire dai dati
relativi all'inventario 2007 e riportati in Tab. 2.
Tab. 2 - Emissioni suddivise per macrosettori relative alla provincia di Bolzano, anno 2007
Classificazione
Emissione [t/a] NOx
% sul totale
Puntuali (industria)
152
16%
Traffico lineare (inclusa A22)
406
42%
Traffico diffuso
163
17%
Riscaldamento e terziario
242
25%
Totale
963
100%
L'evoluzione delle emissioni a partire dal 2007 fino al 2015 è stata calcolata
sulla base di alcuni indicatori economici e territoriali in accordo con il catasto
provinciale delle emissioni in atmosfera; i valori relativi agli anni successivi sono
stati proiettati ipotizzando uno scenario, denominato Business as usual, secondo
il quale la riduzione delle emissioni è dovuta al naturale sviluppo tecnico e socioeconomico che si realizza. Ad esempio le emissioni provenienti dal traffico si
riducono grazie al rinnovo del parco macchine con nuovi veicoli Euro V ed Euro
VI, mentre le emissioni dovute al riscaldamento si riducono grazie ad interventi di
edilizia a basso consumo energetico. Il risultato di questa elaborazione è riportato
in Tab. 3.
Tab. 3 - Stima delle emissioni di ossidi di azoto (NOx) in tonnellate/anno, nel comune di
Bolzano dal 2009 al 2015 – scenario “Business as usual”
Tipologia
2007
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Puntuali - Industriali
152
152
152
152
152
150
147
145
Traffico (totale)
569
519
502
480
469
452
435
418
Traffico (solo A22)
241
218
212
205
201
191
180
170
Traffico (Comune
senza A22)
328
301
290
275
268
261
255
248
Riscaldamento e
terziario
242
220
216
211
209
205
202
198
TOTALE
963
891
870
843
830
807
784
761
24
2 Valutazione degli scenari emissivi
Al fine di ridurre le emissioni di ossidi di azoto, il comune di Bolzano ha
proposto l'attuazione di una serie di provvedimenti riguardanti il settore della
mobilità e del risparmio energetico. I provvedimenti analizzati sono i seguenti:
•
P01 - Limitazione alla circolazione per determinate categorie di veicoli su
tutto il territorio comunale (Euro 0, Euro 1, moto 2 tempi)
•
P02 - Limitazione alla circolazione per determinate categorie di veicoli su
tutto il territorio comunale (+ Euro 2 diesel commerciali)
•
P03 - Restrizione alla circolazione per determinate categorie di veicoli su
tutto il territorio comunale (+ Euro 2 diesel)
•
P04 - Sfruttamento energetico del nuovo termovalorizzatore
costruzione attraverso una rete di teleriscaldamento
•
P05 - Risanamento energetico degli edifici esistenti
•
P06 - Realizzazione di ulteriori 4 km di tratti ciclabili, messa in sicurezza
di numerose intersezioni, potenziamento delle aree di sosta,
realizzazione di aree di ricarica per le bici elettriche.
•
P07 - Realizzazione di ulteriori 3,8 km di corsie preferenziali autobus,
priorità ai semafori, nuove pensiline, informazioni alle fermate, nuovi
tracciati delle linee, maggiore frequenza
•
P08 - Rinnovo del parco veicolo per il trasporto pubblico – circolazione di
soli mezzi Euro 5 o a metano
•
P09 - Ottimizzazione della distribuzione delle merci in città
•
P10 - Ottimizzazione del traffico pensante generato dai cantieri
•
P11 - Realizzazione di una tramvia Caldaro-Bolzano con un tratto urbano
di collegamento con la stazione ferroviaria di Bolzano
•
P12- - Costruzione variante SS12 S. Giacomo - Oltrisarco ovvero
prolungamento in galleria della variante di S. Giacomo (3,9 km di
lunghezza)
•
P13 - Costruzione variante est di collegamento in galleria tra la zona
Piani con la SS 504 di Sarentino (2,5 km di lunghezza)
•
P14 - Estensione della obbligatorietà alla classe energetica Casaclima A,
equivalente ad un consumo di energia termica di 30 kWh/mq anno.
in
Una descrizione dei provvedimenti, delle modalità e dei tempi di attuazione
e una valutazione circa la loro efficacia in termini di risparmio emissivo è
riportata in Tab. 4.
25
Tab. 4 - Descrizione dei provvedimenti proposti dal comune di Bolzano al fine di ridurre le emissioni di ossidi di azoto
Misure con efficacia nel breve periodo
MOBILITA’ STRADALE
Nell’ambito del Programma Pluriennale per la qualità dell’aria (approvato con delibera di Consiglio Comunale n.5 del 30.01.2007 e
varato dalla Provincia di Bolzano e 16 comuni della provincia, tra i quali Bolzano) vi sono delle limitazioni al traffico di natura preventiva e in
vigore da novembre a marzo. In particolare, a Bolzano vige il divieto di circolazione per:
1) tutti i veicolo Euro 0 e Euro 1
2) tutti i motoveicoli e ciclomotori a due tempi (anche se catalizzati)
nelle seguenti fasce orarie:
•
dalle ore 7.00 alle 10.00 e dalle 16.00 alle 19.00 dal lunedì al venerdì (festivi esclusi)
•
dalle ore 0.00 alle 24.00 nella zona a traffico limitato (tutti i giorni, domenica e festivi compresi)
PROVVEDIMENTO
TEMPISTICA
RISULTATI ATTESI
P01 - Limitazione alla
circolazione
per
determinate categorie
di veicoli su tutto il
territorio
comunale
(euro 0, euro 1, moto 2
tempi)
A
partire
dal
novembre 2011 – in
vigore
poi
tutto
l’anno dalle ore 7.00
alle ore 10.00 e dalle
ore 16.00 alle ore 19.00
(stessi orari previsti
dagli
attuali
provvedimenti)
Sostituzione dei
veicoli vietati con
veicoli euro 5
P02 - Limitazione alla
circolazione
per
determinate
categorie di veicoli su
tutto
il
territorio
comunale (+ euro 2
diesel commerciali)
A
partire
dal
novembre 2012 – in
vigore
poi
tutto
l’anno dalle ore 7.00
alle ore 10.00 e dalle
ore 16.00 alle ore 19.00
(stessi orari previsti
dagli
attuali
provvedimenti)
Sostituzione dei
veicoli vietati con
veicoli euro 5
COSTI PREVISTI
FONTE DEL
PROVVEDIMENTO
QUANTIFICAZIONE
RIDUZIONE
Campagna
informativa, controlli
Nuovo Programma
pluriennale per la
qualità dell’aria (in
approvazione)
Campagna
informativa, controlli
Nuovo programma
pluriennale per la
qualità dell’aria (in
approvazione)
Il
contributo
in
termini di riduzione di
NOx sarà pari a 14,3 t
nel 2012 rispetto alla
configurazione senza
alcun intervento (5,3%
rispetto
al
contributo da traffico
di
Bolzano
A22
esclusa)
Il
contributo
in
termini di riduzione di
NOx sarà pari a 27,0 t
nel 2013 rispetto alla
configurazione senza
alcun intervento. (10,3%
rispetto
al
contributo da traffico
di
Bolzano
A22
esclusa)
P03 - Restrizione alla
circolazione
per
determinate
categorie di veicoli su
tutto
il
territorio
comunale (+ euro 2
diesel)
A
partire
dal
novembre 2013 – in
vigore
poi
tutto
l’anno dalle ore 7.00
alle ore 10.00 e dalle
ore 16.00 alle ore 19.00
(stessi orari previsti
dagli
attuali
provvedimenti)
Sostituzione dei
veicoli vietati con
veicoli euro 5
Campagna
informativa, controlli
Nuovo programma
pluriennale per la
qualità dell’aria (in
approvazione)
Il
contributo
in
termini di riduzione di
NOx sarà pari a 23,7 t
nel 2014 rispetto alla
configurazione senza
intervento
(-9,3%
rispetto al contributo
da traffico di Bolzano
A22 esclusa)
TELERISCALDAMENTO
Il Masterplan della Città di Bolzano che rappresenta le linee guida del futuro Piano Urbanistico Comunale, come pure il Piano CO2,
finalizzato al conseguimento della neutralità climatica del capoluogo altoatesino, pongono l’accento sulla necessità di pianificare le produzione
e la distribuzione dell’energia termica per la riduzione delle emissioni di gas serra. In questo contesto assume un ruolo fondamentale il nuovo
termovalorizzatore in corso di realizzazione ed il suo sfruttamento energetico attraverso una rete di teleriscaldamento.
PROVVEDIMENTO
TEMPISTICA
RISULTATI ATTESI
P04 - Sfruttamento
energetico del nuovo
termovalorizzatore in
costruzione
attraverso una rete di
teleriscaldamento
L’entrata in esercizio
dell’impianto è
prevista per maggio
2013
Il termovalorizzatore
smaltirà
annualmente
130.000 t di rifiuti
rendendo disponibili
circa 108 GWh/anno
di energia termica da
distribuire attraverso
la rete (a fronte di
26.3 GWh/anno
attualmente immessi
in rete).
COSTI PREVISTI
Costruzione della
rete di
teleriscaldamento
FONTE DEL
PROVVEDIMENTO
Masterplan
(Delibera CC.
1/21.10.2010)
Piano CO2 (Del CC.
22/04.03.2010)
QUANTIFICAZIONE
RIDUZIONE
Il contributo in
termini di riduzione di
NOx sarà pari a 29,2
t/a a partire dal 2013
(di cui 7,1 t/a di
minori emissioni
dell'inceneritore e
22,1 di mancate
emissioni da
riscaldamento)
Misure con efficacia nel breve periodo
RISPARMIO ENERGETICO NEGLI EDIFICI
Il Regolamento Edilizio del Comune di Bolzano (aggiornato con delibera di Consiglio Comunale n.93 bis del 17.12.2009) all’art. 51 ter
istituisce tra le altre cose l’obbligatorietà del certificato energetico Casaclima B per gli edifici di nuova costruzione, demoricostruzioni totali e
per le ristrutturazioni di almeno il 50% dell’intero fabbricato. Si ricorda che gli standard energetici previsti dai protocolli Casaclima prevedono
un consumo per la classe B pari 50 KWh/mq anno.
PROVVEDIMENTO
TEMPISTICA
RISULTATI ATTESI
COSTI PREVISTI
FONTE DEL
PROVVEDIMENTO
QUANTIFICAZIONE
RIDUZIONE
P05 - Risanamento
energetico
degli
edifici esistenti
La predisposizione
degli atti
amministrativi per
incentivare questi
interventi è prevista
entro il 2011
Entro il 2014 è
ipotizzabile che
saranno risanati
energeticamente i
primi 50 edifici
(composti ciascuno in
media di 20
appartamenti di 80
m²)
una superficie totale
quindi di circa 80.000
m² con una riduzione
del fabbisogno
termico da 200
kWh/m² a 50 kWh/m²
anno). Si realizza in
questo modo una
risparmio energetico
di 12.000 MWh
termici.
Gli investimenti
dovranno
autofinanziarsi
attraverso i risparmi
energetici conseguiti.
Piano CO2 (Delibera
CC. 22/04.03.2010)
La riduzione delle
emissioni di NOx è
pari a 2,2 t/a partire
dal 2011 (-1,0%
rispetto alle emissioni
da riscaldamento)
Misure di lungo periodo
MOBILITA’ CICLABILE
La rete ciclabile del Comune di Bolzano si estende in modo capillare sul 75% del territorio e ha raggiunto attualmente i 50 Km di lunghezza.
Grazie ad una politica integrata di interventi (limitazione della velocità delle auto, ciclopiste, segnaletica, campagne pubblicitarie, informative
e per la sicurezza) la ripartizione modale dei 3.5 spostamenti quotidiani degli abitanti (misurati nell’autunno 2009) è la seguente: il 29.5% va a
piedi, il 29% in bici, il 27.2% in auto, il 7.6% in bus e treno, il 6.7% in moto.
PROVVEDIMENTO
P06 - Realizzazione di
ulteriori 4 Km di tratti
ciclabili, messa in
sicurezza
di
numerose
intersezioni,
potenziamento delle
aree
di
sosta,
realizzazione di aree
di ricarica per le bici
elettriche.
TEMPISTICA
L’innalzamento di 3
punti % degli
spostamenti in bici è
prevista entro il
dicembre 2014
RISULTATI ATTESI
COSTI PREVISTI
FONTE DEL
PROVVEDIMENTO
QUANTIFICAZIONE
RIDUZIONE
Raggiungere il 32%
di spostamenti in
bici.
Ipotizzando che tale
incremento di 3 punti
% vada a scapito
degli spostamenti in
auto (-1 punto) e di
quelli in moto (-1
punto) e -1 punto
pedoni,
Costo degli
investimenti fino al
2014 € 2.200.000,00
Piano Urbano della
Mobilità (approvato
con delibera di
Consiglio Comunale
n.2 del 27.01.2010)
Si stima che tale
risultato si traduca in
una riduzione delle
emissioni di NOx pari
a 0,8 t/a a partire dal
2010 (-0,3% rispetto
al contributo da
traffico di Bolzano
A22 esclusa)
MOBILITA’ TRASPORTO PUBBLICO
La rete di trasporto pubblico del Comune di Bolzano attualmente può usufruire di 5,7 Km di percorsi protetti (tra ZTL e corsie bus). La
ripartizione modale dei 3.5 spostamenti quotidiani degli abitanti (misurati nell’autunno 2009) per i bus urbani è del 7.6%.
PROVVEDIMENTO
TEMPISTICA
P07 - Realizzazione di
ulteriori 3,8 Km di
corsie
preferenziali
autobus, priorità ai
semafori,
nuove
pensiline,
informazioni
alle
fermate,
nuovi
tracciati delle linee,
maggiore frequenza
L’innalzamento di 1,4
punti % degli
spostamenti con il
mezzo pubblico è
prevista entro il
dicembre 2014
RISULTATI ATTESI
Raggiungere il 9% di
spostamenti con il
mezzo pubblico.
Ipotizzando che tale
incremento di 1,4
punti % vada a
scapito degli
spostamenti in auto
(-1,4 punto)
COSTI PREVISTI
FONTE DEL
PROVVEDIMENTO
QUANTIFICAZIONE
RIDUZIONE
Costo degli
investimenti fino al
2014 € 1.500.000,00
(gran parte via Castel
Firmiano)
Piano Urbano della
Mobilità (approvato
con delibera di
Consiglio Comunale
n.2 del 27.01.2010)
Si stima che tale
risultato si traduca in
una riduzione delle
emissioni di NOx pari
a 0,9 t/a a partire dal
2012 (-0,3% rispetto
al contributo da
traffico di Bolzano
A22 esclusa)
Misure di lungo periodo
MOBILITA’ TRASPORTO PESANTE
PROVVEDIMENTO
TEMPISTICA
RISULTATI ATTESI
Riduzione dei
consumi energetici e
delle emissioni
COSTI PREVISTI
FONTE DEL
PROVVEDIMENTO
QUANTIFICAZIONE
RIDUZIONE
A Carico della
Provincia Autonoma
di Bolzano
Da concordare con
l’assessorato
provinciale per il
trasporto locale
Piano Urbano della
Mobilità (approvato
con
delibera
di
Consiglio Comunale
n.2 del 27.01.2010)
Piano Urbano della
Mobilità (approvato
con
delibera
di
Consiglio Comunale
n.2 del 27.01.2010)
Riduzione di NOx pari
a 5,1 t/a a partire dal
2011 (-1,8% rispetto
al
contributo
da
traffico di Bolzano
A22 esclusa)
Riduzione NOx non
valutabile
P08 - Rinnovo del
parco veicolo per il
trasporto pubblico –
circolazione di soli
mezzi Euro 5 o a
metano
P09 - Ottimizzazione
della distribuzione
delle merci in città
Obiettivo da
raggiungere
gradualmente entro
l’anno 2014
La nuova
organizzazione
distributiva inizierà
nel corso del 2012
A carico degli
operatori economici
interessati
P10 - Ottimizzazione
del traffico pensante
generato dai cantieri
A partire dal 2011
A carico dei
committenti dei
cantieri
Riduzione
valutabile
NOx
non
MOBILITA’ TRASPORTO PUBBLICO
PROVVEDIMENTO
P11 - Realizzazione di
una tramvia CaldaroBolzano con un tratto
urbano
di
collegamento con la
stazione ferroviaria di
Bolzano
P12- - Costruzione
variante
SS12
S.
Giacomo - Oltrisarco
ovvero
prolungamento
in
galleria della variante
di S. Giacomo (3,9
Km di lunghezza)
TEMPISTICA
RISULTATI ATTESI
COSTI PREVISTI
FONTE DEL
PROVVEDIMENTO
QUANTIFICAZIONE
RIDUZIONE
L’ipotesi è prevista
all’interno del PUM
(approvato
con
delibera di Consiglio
Comunale n.2 del
27.01.2010)
Riduzione NOx non
valutabile in assenza
di uno studio del
traffico
L’ipotesi è prevista
all’interno del PUM
(approvato
con
delibera di Consiglio
Comunale n.2 del
27.01.2010)
Riduzione NOx non
valutabile in assenza
di uno studio del
traffico
P13 - Costruzione
variante
est
di
collegamento
in
galleria tra la zona
Piani con la SS 504 di
Sarentino (2,5 Km di
lunghezza)
L’ipotesi è prevista
all’interno del PUM
(approvato
con
delibera di Consiglio
Comunale n.2 del
27.01.2010)
Riduzione NOx non
valutabile in assenza
di uno studio del
traffico
Misure di lungo periodo
RISPARMIO ENERGETICO NEGLI EDIFICI
PROVVEDIMENTO
TEMPISTICA
RISULTATI ATTESI
P14
Estensione
della
obbligatorietà
alla classe energetica
Casaclima
A,
equivalente ad un
consumo di energia
termica
di
30
kWh/mq anno
La revisione del
Regolamento Edilizio
è programmata per
giugno 2011
La variazione dello
standard costruttivo,
insieme con il
teleriscaldamento,
tende alla neutralità
CO2 degli edifici.
Sulla base della stima
della superficie
abitabile media
annua per nuovi
edifici (15.800
mq/anno), si stima
possa portare ad un
minor consumo
energetico di circa
300 MWh/anno
COSTI PREVISTI
Nessuno
FONTE DEL
PROVVEDIMENTO
Nuovo
aggiornamento
Regolamento
Edilizio
del
La
riduzione
di
consumo energetico è
equivalente ad una
riduzione
delle
emissioni di NOx pari
a 0,05 t/a a partire
dal
2011
(-0,02%
rispetto alle emissioni
da riscaldamento)
2 Valutazione degli scenari emissivi
Sulla base dei risultati riportati in Tab. 4, è stata calcolata l'evoluzione delle
emissioni per ciascuno macrosettore ipotizzando l'attuazione di questi
provvedimenti. Questo scenario è migliorativo rispetto a quello denominato
“Business as usual” perché prevede un'azione diretta nel taglio delle emissioni,
mentre nello scenario “Business as usual” la riduzione è dovuta solamente al
miglioramento delle tecnologie di abbattimento di inquinanti, al ricambio naturale
del parco macchine e al miglioramento dell'efficienza energetica degli edifici.
Tab. 5 - Stima delle emissioni di ossidi di azoto (NOx) in tonnellate/anno, nel comune di
Bolzano dal 2009 al 2015 – scenario “Plan 2015”
Classificazione
2007
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Puntuali
(industria)
-
152,0
152,0
152,0
152,0
142,9
139,9
137,9
Traffico lineare
(inclusa A22)
-
519,0
501,2
479,2
453,4
423,7
410,0
393,0
Traffico diffuso
-
218,0
212,0
205,0
201,0
191,0
180,0
170,0
Riscaldamento e
terziario
-
301,0
289,2
274,2
252,4
232,7
230,0
223,0
Totale
-
220,0
216,0
208,8
206,8
180,7
177,7
173,7
-
891,0
869,2
840,0
812,2
747,3
727,6
704,6
Va infine ricordato che in alcuni casi i provvedimenti elencati ed analizzati,
in parte si sovrappongono concettualmente. Pertanto la riduzione in termini di
ossidi di azoto emessi non è da considerarsi necessariamente come somma dei
singoli. Questa osservazione è relativa al caso in cui un provvedimento sia
implicitamente compreso in un altro dal punto di vista del calcolo della riduzione.
Ad esempio l'incentivazione dello spostamento con mezzi alternativi al mezzo
privato può essere intrapreso singolarmente o considerato come effetto indotto
dalla chiusura al traffico dell'area del Comune di Bolzano a determinate classi di
veicoli inquinanti.
Le riduzioni sono state calcolate quindi nell'ipotesi che i provvedimenti
entrino in vigore tutti con le scadenze previste e non singolarmente, infatti alcuni
di essi si sovrappongono e, per quanto amministrativamente distinti, hanno
effetti concorrenti. In particolare, con riferimento ai provvedimenti numerati
come nell'elenco sopra riportato (P01 .. P14) sono state effettuate le seguenti
ipotesi:
•
P08 è incluso in P03
•
P14 è incluso in P05
•
P03 va scorporato in minori emissioni industriali (emissioni dirette
inceneritore) e minori emissioni da riscaldamento (teleriscaldamento
inceneritore)
•
P07 va ridotto in quanto si sovrappone in parte a P06
•
P09, P10 non sono valutabili dal punto di vista quantitativo perché non
32
2 Valutazione degli scenari emissivi
prevedibili dal punto di vista della logistica e dislocazione
•
P11, P12, P13 non sono quantificabili attualmente in assenza di uno
studio del traffico relativo ai progetti
Nelle illustrazioni seguenti è raffigurato l'andamento dello scenario “B.A.U.”
in confronto a quello in cui vengano adottati i provvedimenti esaminati. I dati
sono relativi a quanto contenuto in Tab. 3 e Tab. 5.
Industria
160,0
140,0
NOx [t/a]
120,0
100,0
Industria B.A.U.
Industria Plan
80,0
60,0
40,0
20,0
0,0
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Fig. 12 - Confronto fra scenario “Business as usual” e “Plan 2015” per le emissioni del
settore industriale sul Comune di Bolzano
Traffico (Bolzano senza A22)
350,0
300,0
NOx [t/a]
250,0
Traffico B.A.U.
(Bolzano senza
A22)
Traffico Plan
(Bolzano senza
A22)
200,0
150,0
100,0
50,0
0,0
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Fig. 13 - Confronto fra scenario “Business as usual” e “Plan 2015” per le emissioni da
traffico (con esclusione A22) sul Comune di Bolzano
33
2 Valutazione degli scenari emissivi
Traffico (Bolzano inclusa A22)
600,0
500,0
NOx [t/a]
400,0
Traffico B.A.U.
(Totale)
Traffico Plan
(Totale)
300,0
200,0
100,0
0,0
2009 2010 2011 2012
2013 2014 2015
Fig. 14 - Confronto fra scenario “Business as usual” e “Plan 2015” per le emissioni da
traffico sul Comune di Bolzano
Riscaldamento
250,0
NOx [t/a]
200,0
Riscaldamento
B.A.U.
Traffico Plan
(Totale)
150,0
100,0
50,0
0,0
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Fig. 15 - Confronto fra scenario “Business as usual” e “Plan 2015” per le emissioni da
riscaldamento sul Comune di Bolzano
34
2 Valutazione degli scenari emissivi
Totale
1000,0
900,0
800,0
NOx [t/a]
700,0
Totale emissioni
B.A.U.
Totale emissioni
Plan
600,0
500,0
400,0
300,0
200,0
100,0
0,0
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Fig. 16 - Confronto fra scenario “Business as usual” e “Plan 2015” per le emissioni totali
sul Comune di Bolzano
3 Modelli di dispersione
Lo studio delle caratteristiche meteorologiche è essenziale ai fini della
valutazione delle modalità di diluizione delle emissioni prodotte dall'insediamento
urbano di Bolzano. Nel caso in esame i fenomeni di avvezione e diffusione degli
inquinanti sono
infatti prevalentemente
determinati dalle
condizioni
meteorologiche locali, che comprendono sia il regime dei venti, sia le condizioni
di stabilità atmosferica.
I fenomeni atmosferici su scala locale (dell'ordine dei km) che interessano la
zona oggetto dello studio sono da attribuire alla peculiare conformazione
orografica e alla presenza di un sistema di brezze di valle. Tali condizioni
meteorologiche locali sono dunque condizionanti sia per il manifestarsi degli
episodi di inquinamento acuto, sia per la caratterizzazione a lungo termine della
qualità dell’aria nella zona.
Alla base della valutazione della qualità dell'aria determinato dalla presenza
di inquinanti in atmosfera vi è la valutazione quantitativa delle concentrazioni
degli stessi. Particolare importanza riveste la stima della presenza di
contaminanti nella massa d'aria che si trova a contatto diretto con la popolazione
(strati bassi dell'atmosfera).
Il destino delle sostanze inquinanti emesse in un determinato punto è
governato da molteplici fattori, tra cui le caratteristiche fisiche degli strati d'aria
sovrastanti che ne determinano la diffusione, i processi di rimozione che ne
influenzano il tempo di permanenza in atmosfera, le trasformazioni chimiche che
creano, a loro volta, altre sostanze. La qualità del risultato delle simulazioni
dipende sia dalla bontà dell'analisi della situazione meteorologica e quindi dalla
qualità dei dati meteo, sia dal tipo di modello utilizzato ossia dalla sua capacità di
contemplare fenomeni atmosferici, termodinamici e chimici che coinvolgono
35
3 Modelli di dispersione
l'inquinante. L’accresciuta disponibilità di risorse e strumenti di calcolo
automatico consente oggi di caratterizzare il processo di dispersione e ricaduta al
suolo di contaminanti attraverso modelli numerici complessi: il loro utilizzo ha
progressivamente portato all’abbandono dei tradizionali e consolidati modelli
analitici semplificati, che risultano per lo più utili per analisi preliminari
puramente indicative. L’adozione di un modello numerico complesso nel caso in
esame è resa tanto più necessaria dalla peculiare configurazione orografica del
territorio interessato e dal conseguente complesso sistema di brezze che ivi si
realizza.
Diversamente da quanto avviene nel caso più semplice di territorio
pianeggiante, nel caso in esame è cruciale poter disporre di uno strumento
matematico in grado di caratterizzare con sufficiente dettaglio un campo di moto
spiccatamente tridimensionale che varia nello spazio con relativa rapidità. In fase
di implementazione del modello è necessario precisare, insieme alle
schematizzazioni fisiche e agli strumenti di calcolo, l'insieme delle informazioni
necessarie (variabili di ingresso e dati al contorno): a tale proposito va
sottolineato come la qualità dei risultati ottenuti sia strettamente connessa con la
quantità e qualità delle informazioni a disposizione, per cui spesso non risulta
praticabile la scelta di una modellazione numerica sofisticata perché i dati in
ingresso a disposizione sono carenti. Per colmare tale lacuna nell’ambito dello
studio. Nel caso specifico è stato possibile ottenere risultati accurati proprio
grazie alla disponibilità di informazioni relative alle emissioni e alle condizioni
meteorologiche.
3.1 Modello meteorologico CALMET
Per la simulazione dei campi di vento si utilizza il modello matematico
CALMET (rilasciato da Earth Tech Inc.). CALMET è un pre-processore
meteorologico tridimensionale non stazionario che ricostruisce il campo di vento
nelle tre componenti (u, v, w) su un dominio spaziale definito, a partire dalle
misure effettuate nelle stazioni meteorologiche presenti nell’area e dalla
conoscenza dei valori di parametri quali la quota d’inversione, la stabilità
atmosferica, la temperatura e l’irraggiamento. Le stazioni meteorologiche
utilizzate per i dati in ingresso possono essere convenzionali (e quindi fornire
velocità e direzione del vento, temperatura pressione e umidità in prossimità del
suolo) o anche, ove disponibili, stazioni più avanzate che dispongono di
strumentazione idonea per la misura del profilo verticale di vento fino a quote
elevate. La parte termodinamica del modello simula l’evoluzione della struttura
verticale di temperatura dello strato limite atmosferico durante la rimozione
dell’inversione termica. Il flusso di calore sensibile è ottenuto dal calcolo della
radiazione solare, tenendo conto delle ombre dovute alle montagne ai lati della
valle, in funzione delle diverse variabili (data, coordinate geografiche, azimut e
zenit del sole, esposizione dei versanti). Il modello consente la determinazione
dello spessore dello strato limite convettivo e, di conseguenza, delle condizioni di
stabilità atmosferica che si verificano per la valutazione dei coefficienti di
diffusione turbolenta.
Il risultato conseguibile con il modello CALMET è la simulazione su base
36
3 Modelli di dispersione
oraria del campo tridimensionale di tutte le variabili di interesse, con riferimento
ad un reticolo di celle utilizzato per la suddivisione dell’area in esame. Il modello
CALMET è inoltre in grado di calcolare quantità quali la stabilità atmosferica, la
velocità di attrito, la quota di inversione termica e l’altezza di mescolamento
convettivo. La dimensione delle celle utilizzate è di 100x100 m sull’orizzontale;
nella direzione verticale la dimensione delle celle è variabile in quanto il modello
utilizza un sistema di coordinate adattato alla morfologia del terreno. Una
particolare tecnica di sovracampionamento ha consentito di ottenere un output a
risoluzione maggiore (50x50 m) utile per l'input al modello di dispersione
CALPUFF per raggiungere un maggior dettaglio spaziale.
Per le simulazioni numeriche si è utilizzato un dominio di calcolo rettangolare di
dimensioni 10 km in direzione Sud-Nord e 12.5 km in direzione Est-Ovest, centrato
approssimativamente sull'area industriale della città; le coordinate in formato UTM della cella
in basso a sinistra (Sud-Ovest) sono: 674400 m Est e 5145800 m Nord. I dati meteorologici,
relativi a valori mediati su un intervallo temporale di un'ora, da utilizzare nelle simulazioni,
contengono le seguenti informazioni:
•
ora, giorno, mese;
•
direzione di provenienza del vento alla quota di misura [°] (lo 0 è in corrispondenza
del Nord, gli angoli sono misurati in senso orario);
•
intensità del vento alla quota di misura [m/s];
•
temperatura dell'aria [K];
•
precipitazione [mm/h]
•
classe di stabilità (parametro derivato)
Il periodo di tempo scelto per le simulazioni è l'anno 2005, in conformità a quanto fatto
per tutto il territorio provinciale.
3.2 Modello di dispersione CALPUFF
Il modello di dispersione degli inquinanti in atmosfera consente di
rappresentare con il grado di dettaglio richiesto i meccanismi di trasporto e
diluizione degli inquinanti da quando questi vengono emessi in atmosfera fino al
contatto con la popolazione insediata e/o con l'ecosistema insediato nella zona
studiata (ricettore). Durante il percorso dalla sorgente al ricettore gli inquinanti
vengono trasportati, diffusi e possono essere interessati da reazioni chimiche che
ne cambiano le caratteristiche e le proprietà. Il modello di dispersione dovrà
essere in grado di cogliere i seguenti fenomeni:
•
le caratteristiche locali e la variabilità del campo di vento e delle
grandezze meteorologiche che influenzano la dispersione degli
inquinanti;
•
le caratteristiche delle sorgenti di inquinante e l'eventuale variabilità
delle emissioni ad esempio legata ai cicli produttivi o di traffico;
•
le principali reazioni chimiche che concorrono alla formazione di
inquinanti secondari.
La scelta del modello di dispersione da utilizzare per la stima delle
concentrazioni di polveri sottili sulla zona della città di Bolzano è ricaduta su un
37
3 Modelli di dispersione
modello eulero-lagrangiano a puff, perché questa tipologia è adatta alla
morfologia e alle caratteristiche meteorologiche complesse dell'area in esame. Il
modello scelto CALPUFF, rilasciato da da Earth Tech Inc., è predisposto per
l'utilizzo delle variabili meteorologiche elaborate con il preprocessore CALMET.
Il modello CALPUFF si appoggia al preprocessore meteorologico sopra
descritto ed utilizza tutte le variabili calcolate nel dominio spaziale considerato. Il
processo di trasporto dei contaminanti è descritto secondo uno schema eulerolagrangiano a “puff” per la dispersione da sorgenti puntuali, lineari o estese. Il
modello include inoltre un modulo chimico semplificato per la stima della
formazione di particolato secondario. Nel caso in esame le sorgenti di polveri
sottili sono rappresentate secondo la loro tipologia e suddivise in puntuali, areali
e lineari. In particolare sono state considerate le seguenti sorgenti, i dati delle
quali sono stati estratti dal catasto delle emissioni nella Provincia Autonoma di
Bolzano. Per quanto riguarda le sorgenti diffuse (traffico secondario e
riscaldamento domestico) le sorgenti sono considerate come areali, con intensità
proporzionale alla densità abitativa. Infine, sono trattate esplicitamente come
sorgenti lineari le strade principali e l'Autostrada del Brennero.
La modellazione della dispersione viene effettuata simulando la dinamica
del complesso sistema caratterizzato dalla meteorologia, dalla morfologia,
dall'uso del suolo e dalle sorgenti di inquinanti della zona. Le simulazioni vengono
eseguite per passi temporali in corrispondenza di ognuno dei quali viene simulato
il rilascio di un puff di inquinante da ciascuna delle sorgenti considerate; il
baricentro di ciascun puff è sottoposto al campo di moto e viene trasportato più o
meno lontano seguendo le linee di corrente. È possibile specificare inoltre la
variabilità temporale dell'emissione di inquinante, come ad esempio nel caso
delle strade, per le quali l'emissione è variabile e dipende dalle condizioni del
traffico. Contemporaneamente viene modellato l’allargamento della nuvola
intorno al baricentro e la ricaduta al suolo dell'inquinante. Per le polveri sottili la
velocità di ricaduta al suolo, responsabile dell’effetto di adsorbimento
dell'inquinante, è di tipo gravimetrico e dipende principalmente dalla
granulometria delle polveri considerate. La concentrazione di inquinante in un
generico punto, denominato recettore, è quindi la somma dei contributi di tutti i
puff provenienti da tutte le sorgenti considerate. Il modello è in grado di
considerare i principali meccanismi che intervengono nei meccanismi di
dispersione, fra i quali, per quanto riguarda le sorgenti puntuali altezza della
sorgente, temperatura di rilascio e risalita del pennacchio e per le sorgenti lineari
l'effetto di diluizione che si realizza sul piano stradale ad opera della turbolenza
indotta dai veicoli.
3.3 Risultati
I risultati dell'applicazione dei modelli di dispersione alle emissioni
individuate in precedenza hanno permesso di ottenere delle mappe di
concentrazione di NO2 relativamente a ciascuna tipologia di sorgenti: sorgenti
puntuali, riscaldamento, traffico delle principali arterie, traffico diffuso,
autostrada e traffico totale. Al contributo di ciascuna sorgente è stato quindi
sommato il valore di concentrazione di NO 2 di fondo per ottenere le mappe di
38
3 Modelli di dispersione
concentrazione dovute alla totalità delle sorgenti riportate in Fig. 17, Fig. 18 e
Fig. 19.
In allegato sono inoltre riportate tutte le mappe dei singoli contributi,
separati per tipologia di fonte, per ognuno degli scenari temporali considerati,
secondo quanto riportato in Tab. 6.
Tab. 6 - Descrizione delle mappe di concentrazione (mappe in allegato)
Nome tavola Descrizione
BZ01
Contributo A22, anno di riferimento 2009
BZ02
Contributo A22, anno di riferimento 2015 senza provvedimenti
BZ03
Contributo A22, anno di riferimento 2015 con provvedimenti
BZ04
Contributo sorgenti lineari, anno di riferimento 2009
BZ05
Contributo sorgenti lineari, anno di riferimento 2015 senza provvedimenti
BZ06
Contributo sorgenti lineari, anno di riferimento 2015 con provvedimenti
BZ07
Contributo traffico totale, anno di riferimento 2009
BZ08
Contributo traffico totale, anno di riferimento 2015 senza provvedimenti
BZ09
Contributo traffico totale, anno di riferimento 2015 con provvedimenti
BZ10
Contributo riscaldamento domestico, anno di riferimento 2009
BZ11
Contributo riscaldamento domestico, anno di riferimento 2015 senza
provvedimenti
BZ12
Contributo riscaldamento domestico, anno di riferimento 2015 senza
provvedimenti
BZ13
Contributo sorgenti diffuse, anno di riferimento 2009
BZ14
Contributo sorgenti diffuse, anno di riferimento 2015 senza provvedimenti
BZ15
Contributo sorgenti diffuse, anno di riferimento 2015 con provvedimenti
BZ16
Contributo sorgenti industriali, anno di riferimento 2009
BZ17
Contributo sorgenti
provvedimenti
BZ18
Contributo sorgenti industriali, anno di riferimento 2015 con provvedimenti
BZ19
Contributo concentrazione di fondo, anno di riferimento 2009
BZ20
Contributo concentrazione di fondo, anno di riferimento 2015 senza
provvedimenti
BZ21
Contributo concentrazione di fondo, anno di riferimento 2015 con
provvedimenti
BZ22
Totale sorgenti, anno di riferimento 2009
BZ23
Totale sorgenti, anno di riferimento 2015 senza provvedimenti
BZ24
Totale sorgenti, anno di riferimento 2015 con provvedimenti
BZ25
Contributo percentuale A22, anno di riferimento 2009
BZ26
Contributo percentuale A22, anno di riferimento 2015 senza provvedimenti
industriali,
39
anno
di
riferimento
2015
senza
3 Modelli di dispersione
Nome tavola Descrizione
BZ27
Contributo percentuale A22, anno di riferimento 2015 con provvedimenti
BZ28
Contributo percentuale sorgenti lineari, anno di riferimento 2009
BZ29
Contributo percentuale sorgenti lineari, anno di riferimento 2015 senza
provvedimenti
BZ30
Contributo percentuale sorgenti lineari, anno di riferimento 2015 con
provvedimenti
BZ31
Contributo percentuale traffico totale, anno di riferimento 2009
BZ32
Contributo percentuale traffico totale, anno di riferimento 2015 senza
provvedimenti
BZ33
Contributo percentuale traffico totale, anno di riferimento 2015 con
provvedimenti
BZ34
Contributo percentuale riscaldamento domestico, anno di riferimento 2009
BZ35
Contributo percentuale riscaldamento domestico, anno di riferimento 2015
senza provvedimenti
BZ36
Contributo percentuale riscaldamento domestico, anno di riferimento 2015
senza provvedimenti
BZ37
Contributo percentuale sorgenti diffuse, anno di riferimento 2009
BZ38
Contributo percentuale sorgenti diffuse, anno di riferimento 2015 senza
provvedimenti
BZ39
Contributo percentuale sorgenti diffuse, anno di riferimento 2015 con
provvedimenti
BZ40
Contributo percentuale sorgenti industriali, anno di riferimento 2009
BZ41
Contributo percentuale sorgenti industriali, anno di riferimento 2015 senza
provvedimenti
BZ42
Contributo percentuale sorgenti industriali, anno di riferimento 2015 con
provvedimenti
BZ43
Contributo percentuale concentrazione di fondo, anno di riferimento 2009
BZ44
Contributo percentuale concentrazione di fondo, anno di riferimento 2015
senza provvedimenti
BZ45
Contributo percentuale concentrazione di fondo, anno di riferimento 2015
con provvedimenti
BZ46
Sorgente dominante, anno di riferimento 2009
BZ47
Sorgente dominante, anno di riferimento 2015 senza provvedimenti
BZ48
Sorgente dominante, anno di riferimento 2015 con provvedimenti
40
Fig. 17 - Mappa di concentrazione di NO2 dovuta alla totalità delle sorgenti e relativa allo scenario 2009
Fig. 18 - Mappa di concentrazione di NO2 dovuta alla totalità delle sorgenti e relativa allo scenario 2015 “Business as usual”, senza l'adozione di
provvedimenti
Fig. 19 - Mappa di concentrazione di NO2 dovuta alla totalità delle sorgenti e relativa allo scenario 2015 “Plan”, con l'adozione di provvedimenti
Fig. 20 - Mappa di concentrazione di PM10 dovuta alla totalità delle sorgenti, comprensive del trasporto da fuori regione e della frazione
secondaria, relativa allo scenario 2009
3 Modelli di dispersione
In Fig. 20 è riportato lo zoom sulla città di Bolzano relativo alla mappa delle
PM10 come derivato dal modello a grande scala sulla Provincia di Bolzano
riportato in Fig. 2. Ciò che si può notare è che i valori relativi al 2009 sono
ovunque piuttosto bassi. D'altra parte è noto che i modelli euleriani, anche quelli
capaci di gestire la chimica atmosferica come l'adottato software CAMx, tendono
a sottostimare i valori di concentrazione di polveri al suolo per la difficoltà di
cogliere le dinamiche di formazione del particolato secondario, che, come sopra
accennato, costituisce la maggior parte della polvere fine sospesa. Nè risulta di
alcuna utilità la proiezione al 2015 della medesima mappa. Le proiezioni di
emissioni contenute nel Cap. 2.1 , riportate alla sola frazione di particolato
primario, danno infatti un risparmio in termini di concentrazione complessiva
dell'ordine dell'1% al 2015, di fatto non visibile sulla mappa. Per ottenere una
riduzione più consistente delle PM10 è infatti necessario incidere sugli inquinanti
primari che sono precursori delle polveri, quindi gli ossidi di azoto (che sono
peraltro da abbattere anche come inquinante primario, l'ammoniaca e il carbonio
organico volatile). Sono da escludere da questa considerazione ovviamente
quelle situazioni locali – come per es. l'emissione di polveri da un impianto a
biomassa non dotato di filtro o il risollevamento delle polveri depositate che
possono dare un impatto significativo nei pressi della sorgente – che
naturalmente vanno gestite secondo il contesto con una valutazione ad hoc sul
problema specifico.
4 Approfondimento sul ruolo dell'autostrada
Dall'analisi dell'evoluzione dello scenario emissivo emerge come il traffico
costituisca una componente molto importante della totalità delle emissioni di
ossidi di azoto. All'interno del macrosettore del traffico, si è visto come
l'autostrada sia la sorgente più significativa (si vedano le Tab. 2, Tab. 3 e Tab. 5).
Si è quindi deciso di approfondire lo studio del ruolo dell'autostrada
sull'inquinamento da ossidi di azoto.
4.1 Applicazione del modello di dispersione AUSTAL2000
Per la valutazione degli impatti, si è fatto ricorso a un modello non
stazionario tridimensionale applicato a scala locale con risoluzione temporale
oraria; quest'ultima è legata alla frequenza con cui sono stati campionati i
parametri meteorologici. Le simulazioni sono state condotte con il modello
AUSTAL2000, sviluppato e implementato dall'Umweltbundesamt tedesco.
AUSTAL2000 è un modello lagrangiano tridimensionale non-stazionario che
fornisce i valori di concentrazione media annua, media oraria e media giornaliera
dovuti alle emissione da sorgenti lineari di inquinanti. Il modello utilizza dati
meteorologici provenienti da campagne di misura o serie storiche e i dati relativi
alle emissioni della sorgente e risolve il campo di concentrazione con un
approccio non stazionario lagrangiano. Secondo questo approccio le sorgenti di
inquinante vengono simulate mediante il rilascio di particelle che sono
trasportate del campo di vento e vengono disperse dalle azioni turbolente. In
questo modo è possibile calcolare e rappresentare il campo di concentrazione per
i diversi inquinanti considerati con un elevato grado di dettaglio spaziale,
45
4 Approfondimento sul ruolo dell'autostrada
tenendo in conto dell'orografia complessa della zona in esame. Il modello
AUSTAL2000 è dotato di un preprocessore meteorologico che consente di
ricostruire il campo di vento e degli altri parametri meteo tenendo in
considerazione gli effetti orografici, che tipicamente danno origine a venti di
pendio e al complesso fenomeno delle brezze di monte e di valle. La ricostruzione
del campo meteorologico su tutto il dominio di calcolo viene effettuata a partire
dai dati registrati in un solo punto, che in questo caso è rappresentato dall'output
su griglia del modello CALMET estratto nel nodo più vicino al dominio utilizzato.
La fenomenologia dei processi di diluizione degli inquinanti emessi in
atmosfera è relativamente complessa; ad esempio i valori di concentrazione
dipendono dalla classe di stabilità atmosferica, una diminuzione della stabilità
(cioè condizioni di elevata turbolenza) comporta elevata capacità dispersiva e
quindi la massa di contaminante verrà diluita su un'area più vasta a parità di
tempo e quindi con valori di concentrazione più bassi. Un'elevata velocità del
vento comporta invece il trasporto dell'inquinante a distanze maggiori.
Il modello di dispersione considera diverse condizioni di intensità e direzione
del vento e di stabilità atmosferica. In particolare, si definiscono diversi scenari
meteorologici caratterizzati da una tripletta di valori di intensità del vento, di
direzione del vento e di turbolenza atmosferica. Gli scenari sono dati, secondo la
classificazione proposta dall'EPA (Environmental Protection Agency) come
combinazione di 4 classi di intensità del vento, 16 di direzione e 6 classi di
stabilità atmosferica (secondo lo schema di Klug/Manier). Le classi di vento sono
relative alle seguenti intensità del vento [m/s]: 0.5, 1, 2, 3, 5 e >5. Analogamente
le classi di stabilità sono denominate: I, II, III/1, III/2, IV e V (V la più instabile, 1 la
più stabile). Le 16 classi di direzione corrispondono ai settori di provenienza del
vento, sono di ampiezza 22°30' e sono centrate sui punti cardinali.
L'applicazione del modello di dispersione richiede la conoscenza delle
emissioni, della geometrica della strada, che costituisce il luogo dell'emissione, e
delle caratteristiche meteorologiche. I dati geometrici richiesti dal modello
AUSTAL2000 sono le coordinate degli estremi di ciascun "link" (tratto rettilineo
caratterizzato dalla stessa larghezza, volume di traffico e fattore di
emissione/veicolo) di strada rispetto ad un sistema di coordinate piane
georeferenziate, la larghezza di ciascun tratto e la quota media di rilascio.
La geometria del territorio è stata ricavata dal modello digitale del terreno
con risoluzione a 2.5 m e ricavato con tecnologia Laser Scanner.
Il preprocessore meteorologico TALDIA richiede che le pendenze del terreno
siano inferiori al 20%, condizione che rende difficile l'applicazione del modello in
terreni ad orografia complessa. Infatti in alcuni punti del dominio la pendenza
risulta essere maggiore, ma la divergenza del campo di vento calcolata dal
preprocessore risulta essere ovunque sotto il valore massimo di 0.05, soglia
indicata come valore da non superare per ottenere risultati di buona qualità.
I dati di emissione sono stati ricavati dall'inventario provinciale delle
emissioni, INEMAR: sono stati estratti i valori di emissioni annuali di NOx
relativamente alle tratte autostradali in esame, considerando separatamente il
contributo di ciascuna carreggiata. Le emissioni di ossidi di azoto (NO X)
46
4 Approfondimento sul ruolo dell'autostrada
avvengono principalmente sotto forma di monossido di azoto (NO), il quale
reagisce successivamente con l’ossigeno
dell'atmosfera, dando origine al
biossido di azoto (NO2). La concentrazione di NO 2 in aria dipende però anche da
altri processi ossidativi, tra i quali è particolarmente rilevante la reazione dell’NO
con l’ozono (O3) prodotto nelle ore di maggiore irraggiamento solare. L’ NO 2 è
dunque da considerare un inquinante secondario, anche se piccole quantità di
questo gas si formano durante il processo di combustione stesso. Per stabilire
quale sia la percentuale più verosimile di NO 2 emesso sul totale degli ossidi di
azoto emessi, da utilizzare nello studio modellistico, sono stati analizzati i valori
medi annui registrati nella centralina fissa di qualità dell'aria posta lungo
l'autostrada del Brennero a Ora, in quanto ritenuta rappresentativa. Sulla base
dei valori medi annui misurati in queste centraline, si è stabilito di utilizzare nello
studio modellistico che il 32% degli ossidi di azoto emessi sia costituito da
biossido (NO2) e il restante 68% da monossido (NO).
Inoltre come input si è utilizzata anche la geometria degli edifici (posizione,
dimensione orizzontale e altezza), in modo da poter valutare la dispersione
all'interno di un dominio tridimensionale a geometria complessa.
4.1.1 Domini di calcolo
La simulazione è stata condotta su un dominio composto da quattro griglie
innestate una dentro l'altra, con risoluzione crescente dall'esterno verso l'interno:
•
griglia esterna: dimensioni pari a 1920 m x 1560 m, risoluzione pari a 40
mgriglia intermedia: dimensioni pari a 1720 m x 1040 m, risoluzione pari a
20 m
•
griglia intermedia: dimensioni pari a 1620 m x 840 m, risoluzione 10 m
•
griglia fine: dimensioni pari a 1500 m x 680 m, risoluzione 5 m.
I domini di calcolo innestati sono riportati in .Fig. 21.
47
4 Approfondimento sul ruolo dell'autostrada
Fig. 21 - Domini di calcolo innestati utilizzati nelle simulazioni con AUSTAL2000
4.1.2 Dati di input
Il campo di vento utilizzato è quello corrispondente all'output su griglia del
modello CALMET con risoluzione 500 m nel nodo più rappresentativo per il
dominio in esame. La corrispondente rosa dei venti è raffigurata in Fig. 22.
48
4 Approfondimento sul ruolo dell'autostrada
Fig. 22 - Rosa dei venti utilizzata per il dominio di Bolzano
Analizzando attentamente il modello digitale del terreno all'interno del
dominio considerato, si può osservare come in alcuni tratti esistano delle
discontinuità nelle quote del terreno dovute alla vicinanza di autostrada, strada
arginale e argine dell'Isarco caratterizzati da livelli differenti. Il DEM è stato quindi
corretto in modo da rispettare la pendenza reale del tratto di autostrada
considerato.
49
4 Approfondimento sul ruolo dell'autostrada
Fig. 23 - Modello digitale del terremo utilizzato
Nel dominio in esame è presente il portale della galleria del Virgolo, in
corrispondenza del quale si è ipotizzato fuoriescano gli inquinanti provenienti
dalla carreggiata Sud. La quantità di inquinante che esce dal portale è stata
riportata su un'area di influenza localizzata in prossimità del portale stesso,
schematizzandola come una sorgente volumetrica che a mano a mano che ci si
allontana dalla bocca si allarga e si abbassa. Questa metodologia è utilizzata per
il calcolo dell'influenza delle emissioni all'imbocco di gallerie stradali, così come
derivato dalle linee guida contenute nel rapporto finale del progetto europeo
ALPNAP (2007).
Si è inoltre tenuto conto della presenza delle barriere anti-rumore presenti
lungo alcuni tratti del tracciato autostradale.
50
4 Approfondimento sul ruolo dell'autostrada
Fig. 24 - Tracciato dell'autostrada A22 nel dominio di Bolzano e localizzazione delle
barriere esistenti
4.2 Risultati
I risultati delle simulazioni effettuate con il modello AUSTAL2000 sono
riportati di seguito.
Scenario 2009
Lo scenario relativo all'anno 2009 è stato elaborato utilizzando il dato di
traffico medio giornaliero fornito da A22.
•
51
4 Approfondimento sul ruolo dell'autostrada
Fig. 25 - Mappa della concentrazione media annua di biossido di azoto dovuta alla
sorgente autostradale relativa all'anno 2009
Dall'analisi della mappa si può osservare come le concentrazioni maggiori si
realizzino in corrispondenza della sede stradale, dove è localizzata l'emissione
degli inquinanti. In particolare il massimo di concentrazione si verifica in
corrispondenza del portale della galleria del Virgolo.
Scenario 2015
Le simulazioni relative all'anno 2015 sono state elaborate tenendo conto
dell'evoluzione del parco macchine e del traffico medio giornaliero, stimate
secondo quanto riportato in precedenza.
•
Rispetto al 2009 si nota una diminuzione delle
essenzialmente dovuta al rinnovamento del parco macchine.
52
concentrazioni,
4 Approfondimento sul ruolo dell'autostrada
Fig. 26 - Mappa della concentrazione media annua di biossido di azoto dovuta alla
sorgente autostradale relativa all'anno 2015
4.3 Considerazioni conclusive
Dall'analisi delle mappe di concentrazione di NO 2 ottenute attraverso
l'utilizzo dei modelli di dispersione CALPUFF e AUSTAL2000 emerge come i valori
maggiori di concentrazione si realizzino lungo l'asse autostradale, dove sono
localizzate le emissioni di inquinante.
Analizzando i risultati si può concludere che in termini di concentrazione al
suolo di NO2 conta, per l'area della città di Bolzano, molto il contributo del traffico
e non è trascurabile quello derivante dal riscaldamento domestico, mentre è
trascurabile quello riferibile al comparto industriale.
I risultati delle simulazione forniscono i valori medi annui di concentrazione
per l'NO2, per gli anni di riferimento 2009 e 2015, oltre a valutazioni per il
periodo intermedio. Quello che si deduce dai risultati e dalle mappe è che la
concentrazione di questo inquinante, come peraltro già verificato tramite le
misurazioni effettuate dall'Agenzia per l'Ambiente, risulta particolarmente
elevata nella conca della città di Bolzano, così come anche lungo tutto il tracciato
dell'Autostrada del Brennero. Lo sforzo teso a quantificare i contributi emissivi
delle varie fonti e il potenziale di riduzione assegnabile ai provvedimenti previsti
è servito a valutare la possibilità di miglioramento della qualità dell'aria nel
53
4 Approfondimento sul ruolo dell'autostrada
Comune di Bolzano di competenza dell'amministrazione medesima e di quella
provinciale, e di scorporare quello imputabile all'arteria autostradale che è invece
di competenza statale. migliora, per quanto solo localmente la situazione di
qualità dell'aria.
I provvedimenti di restrizione al traffico, già in essere e introdotti per il piano
di riduzione delle polveri e ribaditi per il futuro, hanno anche e soprattutto
sull'NO2 un effetto visibile sul territorio di Bolzano. Anche per quanto riguarda il
riscaldamento domestico, altra fonte significativa di ossidi di azoto, si prevede
che gli interventi previsti possano portare benefici in termini di riduzione di NO 2 al
suolo.
Le concentrazioni di NO2 risultano elevate anche lungo la parte urbana e
abitata del tracciato dell'Autostrada del Brennero nel territorio comunale; nella
fascia di circa 200 m per parte essa si conferma quindi come fonte principale di
inquinamento da ossidi d azoto nell'area. Si ritiene pertanto che la soluzione o la
mitigazione del problema limitatamente a quella zona debba necessariamente
passare anche per accordi con il gestore autostradale e con l'amministrazione
provinciale.
Infine, con riferimento alle polveri, si ribadisce che un miglioramento
consistente - fatto salvo il mantenimento di quanto già introdotto
precedentemente - può essere atteso solamente attraverso un Piano di scala
sovracomunale (e anzi sovraregionale).
54