capitolo 2 - ARTA - Assessorato Territorio ed Ambiente

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2 L’INVENTARIO DELLE EMISSIONI
2.1 Metodologia
Un inventario delle emissioni è una raccolta coerente di dati sulle emissioni dei singoli
inquinanti raggruppati per:
• attività economica,
• intervallo temporale (anno, mese, giorno, ecc.),
• unità territoriale (regione, provincia, comune, maglie quadrate di 1 km2, ecc.)
• combustibile (per i soli processi di combustione).
Le quantità di inquinanti emesse dalle diverse sorgenti della zona in esame si possono
ottenere:
• tramite misure dirette, campionarie o continue;
• tramite stima.
La misura diretta delle emissioni può essere effettuata, ove è possibile, solo per alcuni
impianti industriali, di solito schematizzati come sorgenti puntuali. Tra questi, solo per alcuni
è attuata la misura in continua. Per tutte le altre sorgenti, denominate sorgenti diffuse (piccole
industrie, impianti di riscaldamento, sorgenti mobili, ecc.), si deve ricorrere a stime.
Le emissioni sono stimate a partire da dati quantitativi sull’attività presa in considerazione e
da opportuni fattori di emissione. Si ottiene:
E=AxF
dove:
E
sono le emissioni;
A
è l’attività (per esempio per gli impianti termici i consumi di combustibili);
F
è il fattore di emissione per unità di attività espresso in grammi per unità di attività (ad
esempio nel caso dei consumi di combustibili in grammi per gigajoule).
Tale approccio del tutto generale è applicato, a seconda delle attività prese in considerazione,
esplicitando le metodologie per la determinazione dell’attività e la scelta degli opportuni
fattori di emissione. Questi ultimi possono essere semplici fattori moltiplicativi o tenere
conto, in forma funzionale, dei differenti parametri costruttivi ed operativi degli impianti, dei
macchinari e dei processi.
2.1.1
Dimensione Spaziale
Per quanto riguarda la dimensione spaziale, le emissioni delle principali sorgenti industriali e
civili e delle principali linee e nodi di comunicazione sono state stimate singolarmente e
singolarmente georeferenziate mediante le rispettive coordinate geografiche; le altre sorgenti
sono state stimate su base comunale e disaggregate su un reticolo composto da maglie
quadrate di lato 1km.
2.1.2
Dimensione temporale
L’intervallo temporale preso in considerazione per la stima delle emissioni è l’anno solare.
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Inventario regionale delle emissioni in aria ambiente della Regione Siciliana
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Per quanto riguarda la disaggregazione temporale delle emissioni, in conseguenza della
necessità di ottenere emissioni rilevanti su scala locale, la stima è stata disaggregata su base
oraria, dei differenti giorni della settimana, mensile.
2.1.3
Inquinanti
Sono stati presi in considerazione i seguenti principali inquinanti dell’aria:
• ossidi di zolfo (SO2+SO3);
• ossidi di azoto (NO+NO2);
• composti organici volatili, con l'esclusione del metano, (COVNM);
• monossido di carbonio (CO);
• particelle sospese con diametro inferiore a 10 micron (PM10)
• particelle sospese con diametro inferiore a 2,5 micron (PM2,5)
• ammoniaca (NH3 )
• benzene (C 6 H6 )
• principali idrocarburi policiclici aromatici (PAHs):
• benzo[b]fluorantene (BBF)
• benzo[k]fluorantene (BKF)
• benzo[a]pirene (BAP)
• indeno[123cd]pirene (INP)
• metalli pesanti:
• Arsenico,
• Cadmio,
• Nichel,
• Piombo,
• Cromo,
• Mercurio,
• Rame,
• Selenio,
• Zinco;
• gas serra:
•
anidride carbonica
•
metano
•
protossido di azoto.
Sono state inoltre registrate le emissioni di eventuali altri inquinanti documentati dalle
aziende nell’ambito degli adempimenti al D.P.R. 203/88.
2.1.4
Nomenclatura delle attività e dei combustibili
La nomenclatura delle attività rilevanti per la valutazione delle emissioni di inquinanti
dell’aria prescelta ha preso come punto di partenza la classificazione delle attività per
l’inventario delle emissioni atmosferiche, di cui all’Appendice A dell’Allegato tecnico al
Decreto del Ministero dell’Ambiente 20 maggio 1991, concernente i criteri per l’elaborazione
dei piani regionali per il risanamento e la tutela della qualità dell’aria. Tale originale
classificazione è stata ampliata ed integrata al fine di adattarla alla realizzazione di inventari
su scala locale e tenere conto di alcune specificità del territorio della Regione siciliana. La
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classificazione è riportata in Appendice I ed è integrata dalla classificazione dei combustibili
riportata in Appendice II.
2.1.5
Classificazione delle sorgenti di inquinamento
Per la realizzazione dell’inventario è stata introdotta la suddivisione delle sorgenti di
emissione in sorgenti localizzate, sorgenti puntuali, sorgenti lineari/nodali e sorgenti
distribuite.
Per sorgenti localizzate si intendono tutte quelle sorgenti di emissione che sia possibile ed
utile localizzare direttamente, tramite le loro coordinate geografiche, sul territorio.
In linea di principio, una volta escluse le attività mobili e quelle attività che per definizione o
caratteristica intrinseca sono casualmente distribuite sul territorio (ad esempio l’utilizzo di
prodotti domestici), tutte le altre attività possono essere caratterizzate localizzando
precisamente le sorgenti di emissione. In questo senso è localizzabile, ad esempio, ogni
singolo impianto per riscaldamento domestico o ogni stazione di servizio. Tuttavia la loro
effettiva localizzazione, e la conseguente quantificazione delle rispettive emissioni per singola
sorgente, risponde a criteri di completezza dell’inventario e di economicità nella sua
realizzazione e deve tenere conto dell’impatto locale (in termini di qualità dell’aria e sanitari)
delle emissioni. Va notato, inoltre, come in alcuni casi possa essere utile localizzare
(all’interno di una stessa attività) soltanto le sorgenti principali e considerare come distribuite
le altre; tale procedimento che può essere adoperato, ad esempio, per la combustione nel
settore terziario, all’interno della quale è utile localizzare soltanto i principali impianti e
trattare gli altri in modo aggregato.
Una volta introdotto il concetto di sorgente localizzata subentra il problema di selezionare, fra
le sorgenti localizzate stesse, un insieme di sorgenti di particolare importanza per le quali è
necessaria una maggiore caratterizzazione in termini di parametri utili per lo studio dei
fenomeni di trasporto e diffusione degli inquinanti. A tali sorgenti viene dato il nome di
sorgenti puntuali.
In questo quadro sono prese in considerazione le sorgenti per le quali, oltre la quantità
emessa e la coordinata del luogo di emissione, sono di interesse l’altezza del punto di
emissione e le caratteristiche dinamiche dell’emissione (portata dei fumi, velocità di efflusso,
temperatura dei fumi).
La soglia (quantità minima di inquinante emessa in un certo periodo di tempo) utilizzata per
la caratterizzazione delle sorgenti come puntuali è, relativamente all’anidride carbonica di
5.000 t/anno, relativamente al monossido di carbonio di 50 t/anno, relativamente ai metalli
pesanti di 50 kg/anno e relativamente agli altri inquinanti di 5 t/anno.
Come sorgente lineare/nodale vengono indicate le principali arterie (strade, linee fluviali,
linee ferroviarie) e nodi di comunicazione (porti ed aeroporti). Per tali arterie e nodi la stima
delle emissioni viene effettuata singolarmente e localizzandole precisamente sul territorio
tramite le loro coordinate metriche Gauss-Boaga conformi alla CTR. Ove utile alla
caratterizzazione delle emissioni, le arterie sono suddivise in tratti. Le arterie minori vengono
invece trattate in modo distribuito.
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Infine, per sorgenti diffuse si intendono tutte quelle sorgenti non incluse nelle classi
precedenti e che necessitano per la stima delle emissioni di un trattamento statistico. In
particolare rientrano in questa classe sia le emissioni di origine puntiforme che, per livello
dell’emissione, non rientrano nelle sorgenti puntuali, sia le emissioni effettivamente di tipo
areale (ad esempio le foreste) o ubique (ad esempio traffico diffuso, uso di solventi domestici,
ecc.).
2.1.6
Procedura per la stima delle emissioni delle differenti sorgenti
In Figura 1 è riportata una sintesi della procedura seguita per la stima delle emissioni delle
differenti sorge nti.
Sorgenti
Puntuali
Stima sorgente per
sorgente
Stima mediante indagine
diretta (questionario,
contatti visite, ecc.)
Sorgenti
Lineari/nodali
Stima sorgente per
sorgente
Stima mediante indagine
diretta (questionario,
contatti visite, ecc.)
Sorgenti
diffuse
Stima su base
comunale
Stima mediante dati
statistici ed indagine
diretta (questionario)
Disaggreg azione su
reticolo 1km x 1km
Figura 1 - Schema operativo per la stima delle emissioni
2.2 Metodologia di stima delle emissioni da sorgenti puntuali
Con riferimento alle sorgenti puntuali viene seguita la seguente procedura:
• selezio ne delle sorgenti mediante raccolta ed analisi dei dati esistenti e stima preliminare
delle emissioni,
• indagine diretta presso i gestori degli stabilimenti produttivi tramite questionario,
verifiche e visite dirette.
L'attività è stata svolta secondo lo schema temporale di Figura 2.
L‘indagine è rivolta a quegli stabilimenti che potenzialmente rientrano tra le sorgenti puntuali
con riferimento alle soglie per i differenti inquinanti fissate al paragrafo 2.1.5.
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Definizione del
questionario
Invio del
questionario,
solleciti, visite
Raccolta dei
questionari
elaborati
Inserimento dati
nel sistema
informativo
Validazione dati
Figura 2 - Schema operativo per l’indagine diretta tramite questionario
(sorgenti puntuali)
Gli stabilimenti sono stati censiti tramite invio di un questionario completo (scheda riportata
nell’Appendice III – Scheda censimento sorgenti puntuali) a tutte le aziende considerate come
sorgenti puntuali.
Il questionario completo è composto da 8 schede nelle quali si richiedono: nella Scheda 1 le
generalità dell’azienda, nella Scheda 2 le generalità dello stabilimento produttivo, nella
Scheda 3 una descrizione sintetica del processo produttivo, nella Scheda 4 un riepilogo delle
sezioni o linee produttive (unità) di cui si compone lo stabilimento, nella Scheda 5 la
descrizione dei punti di emissione (camini), nella Scheda 6 le caratteristiche degli effluenti dai
punti di emissione e delle tecniche di abbattimento, nella Scheda 7 con riferimento a ciascuna
unità, le emissioni di inquinanti e tutti gli altri elementi che la caratterizzano (attività, capacità
produttiva, materie prime utilizzate, consumi di combustibile ecc.), nella Scheda 8 infine i
dati relativi alla distribuzione oraria, giornaliera e mensile della produzione.
In Figura 3 è riportato lo schema operativo per l’analisi dello stabilimento ai fini della
suddivisione dello stabilimento in unità.
Con riferimento a tale suddivisione va notato che questa è finalizzata esclusivamente ai fini
dell’inventario delle emissioni e si basa sulla classificazione delle attività riportata
nell’Appendice 1 al questionario. In questo senso è considerata come unità ogni singolo
impianto, o singola linea o, eventualmente, intero stabilimento che svolge separatamente una
attività riportata in Appendice 1.
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SORGENTE
PUNTUALE
seleziona la prima attività
presente nello stabilimento
seleziona la prima unità che
svolge l’attività
seleziona attività
successiva
seleziona unità
successiva
compila scheda per l’unità
e l’attività selezionata
esistono altre
unità per
l’attività
selezionata
SI
SI
esistono altre
attività
NO
FINE
Figura 3 - Schema operativo per la schematizzazione dello stabilimento in unità
2.3 Metodologia di stima delle emissioni da sorgenti diffuse e lineari/nodali
Per quanto riguarda le attività diffuse le emissioni, nei casi più semplici, sono state stimate a
partire da indicatori statistici dell’attività e da opportuni fattori di emissione. Si ottiene:
Eijk = Aij x Fjk
dove:
•
Eijk
sono le emissioni dell’inquinante k dalla attività j nel comune i;
•
Aij
è l’attività j nel comune i (per esempio, per gli impianti termici, i consumi di
combustibili);
•
Fjk
è il fattore di emissione dell’inquinante k dalla attività j, per unità di attività
espresso in grammi per unità di attività (ad esempio nel caso dei consumi di
combustibili in grammi per gigajoule).
Nei casi più complessi si è fatto ricorso ai modelli di stima di cui al paragrafo 2.4.1 per il
traffico su strada, al paragrafo 2.4.1.11 per gli aeromobili, al paragrafo 2.4.3 per i porti e la
navigazione interna, al paragrafo 2.4.4 per la vegetazione e al paragrafo 2.4.5 per gli incendi
boschivi.
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2.3.1
Indicatore di attività
Le emissioni sono dunque stimate su base comunale. Dove il dato non è disponibile su tale
scala ma si è reperito solo un dato provinciale si è provveduto a stimare il dato comunale
mediante l’utilizzo della metodologia delle variabili proxy o surrogati.
L'utilizzo dei surrogati è inteso a fornire una stima di una attività ad un certo livello di
disaggregazione territoriale quando sia nota per unità territoriali più grandi. In questo caso si
attribuisce alla attività la stessa distribuzione territoriale di un'altra grandezza (detto
surrogato), nota a livello inferiore (comunale), e che si valuta sia ben correlata all’attività
sconosciuta a livello di comune ma nota a livello di provincia.
In questo caso, indicato con i il comune, con t il valore provinciale, con A la attività di
interesse e con S la variabile proxy si ottiene il valore della attività nel comune i come:
Ai = At Si /St
Per alcune attività, come specificato di seguito, sono stati utilizzati i dati forniti, attraverso i
questionari, dalle presunte sorgenti puntuali, che invece non sono risultate tali.
Per altre attività, tali dati sono stati utilizzati per controllo e/o integrazione delle stime
effettuate attraverso gli indicatori. Infine, alcune attività esercitate da queste aziende, non
sono state considerate nemmeno in ambito diffuso in quanto ritenute poco significative.
2.3.2
Fattori di Emissione
Per quanto riguarda i fattori di emissione si è fatto riferimento alla base dati dei fattori di
emissione sviluppata dalla società TECHNE in ambiente CORINAIR, Convenzione
ENEL/CNR, Inventari Provinciali di Firenze, Venezia, L’Aquila, Roma, Cagliari, Livorno,
Lucca e Piani di Risanamento Qua lità dell’Aria di Trento, Bolzano, Toscana, Friuli Venezia
Giulia, Liguria, Umbria, Basilicata, Campania, Abruzzo che comprende oltre 100.000 fattori
per 27 inquinanti e circa 1800 attività (di cui alcune con i rispettivi combustibili).
I fattori di emissione utilizzati, relativi agli inquinanti presi in considerazione ed a ciascuna
attività sono tratti in parte dall’handbook dei fattori di emissione elaborati dal gruppo di
esperti del Progetto CORINAIR e sono stati validati per la realtà nazionale nelle svariate
applicazioni effettuate.
Per quanto riguarda il PM10 , spesso non disponibile in letteratura, è stato necessario stimarlo a
partire dal particolato totale in base a valutazioni sul processo e/o al confronto con attività
similari. Per quanto riguarda i metalli pesanti, vengono considerati prevalentemente i fattori di
emissione del TNO per arsenico, cadmio, cromo, rame, mercurio, nickel, piombo, selenio,
zinco.
I fattori di emissioni di quasi tutti gli inquinanti in atmosfera da trasporto stradale sono quelli
della metodologia europea sviluppata nell’ambito del progetto MEET, come già descritto nel
paragrafo 2.4.1. I fattori di emissione per il PM10 da veicoli a benzina e quelli del tipo “non
exhaust”, ovvero da freni, gomme e abrasione della strada risultano da un’indagine
bibliografica sui più recenti ed affidabili studi in materia.
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2.4 Modelli per la stima delle emissioni
2.4.1
Emissioni da traffico stradale
Per la stima delle emissioni da traffico stradale è stato utilizzato il modello SETS di cui si
richiameranno brevemente le caratteristiche generali.
In generale le emissioni da traffico stradale, possono essere suddivise in quattro tipologie di
emissioni:
• “a caldo” (emissioni da veicoli i cui motori hanno raggiunto la loro temperatura di
esercizio) calcolate per tutti i tipi di veicoli,
• “a freddo” (emissioni durante il riscaldamento del veicolo; convenzionalmente, sono le
emissioni che si verificano quando la temperatura dell'acqua di raffreddamento è inferiore
a 70°C) calcolate, per mancanza di conoscenze più approfondite, per i soli veicoli leggeri
(automobili, motocicli, ciclomotori e veicoli commerciali con peso a pieno carico
inferiore a 3,5 tonnellate),
• “evaporative” (per i soli Composti Organici Volatili escluso il Metano) rilevanti per i soli
veicoli alimentati a benzina,
• “da abrasione” (per lesole Particelle sospese con diametro inferiore a 10 micron) calcolate
per tutti i tipi di veicoli.
Le emissioni totali possono dunque esprimersi come:
E = Ehot + Ecold + Eevap + Eabr
dove Ehot sono le emissioni a caldo, Ecold le emissioni a freddo, Eevap le emissioni evaporative
ed Eabr le emissioni da abrasione. Le emissioni a caldo e quelle da abrasione sono stimate per
tutte le tipologie di veicoli, le emissioni a freddo per i veicoli leggeri, quelle evaporative sono
rilevanti per i soli veicoli a benzina.
La metodologia standardizzata utilizzata in ambito europeo per la stima delle emissioni da
traffico stradale è stata messa a punto originariamente nell'ambito del progetto CORINAIR 85
ma ha subito notevoli modifiche nell'ambito del progetto CORINAIR 90 e successivamente
nell’ambito del progetto MEET (Methodology for Estimate Air Pollutant Emissions from
Transport), finanziato dalla Commissione Europea nell'ambito del programma Trasporti del
4° Programma quadro di ricerca, sviluppo tecnologico e dimostrazione e del progetto COST
(European co-operation in the field od scientific research) nell’azione COST 319. La
metodologia è stata inglobata nel modello COPERT attualmente utilizzato a livello europeo
per le stime su scala nazionale. Recentemente nuove metodologie sono state sviluppate
relativamente all’emissioni delle particele sospese con diametro inferiore a 10 micron da
veicoli a benzina e da abrasione ed alle emissioni di benzene.
In conclusione gli inquinanti presi in considerazione sono;
• Inquinanti principali
o
Ossidi di Azoto
o
Ossidi di Zolfo
o
Particelle Sospese con diametro inferiore a 10 micron
o
Particelle Sospese con diametro inferiore a 2,5 micron
o
Monossido di Carbonio
o
Composti Organici Volatili
o
Ammoniaca
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•
•
o
Benzene
Metalli pesanti
o
Arsenico
o
Cadmio
o
Cromo
o
Rame
o
Mercurio
o
Nichel
o
Piombo
o
Selenio
o
Zinco
Gas serra
o
Anidride Carbonica
o
Protossido di Azoto
o
Metano
Le pubblicazioni attuali di riferimento sono relative:
• all’UNEC E/EMEP Task Force on Emissions Inventories and Projections
EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook – 2005
Technical report No 30, Published by: EEA (European Environment Agency),
Publish date: 2005/12/31
• al progetto MEET
Methodology for Calculating Transport Emissions and Energy Consumption,
Edited by A J Hickman with contributions from: A J Hickman, A Jol, N Kyriakis, Z Samaras,
M AndrJ, A E Andrias, M Aslanoglou, R Coffey, U Hammarstr`m, D Hass, R Joumard, L
Ntziachristos, I Reynaud, R C Rijkeboer, E SJri, P J Stur, F J Weber, T Zachariadis, B H Bek,
M W ? rrgensen, S C Sorenson, C Trozzi, R Vaccaro, P Fitzgerald, M T Kalivoda, M Kudrna,
P Davison, C A Lewis
Transport Research Laboratory, Project Report SE/491/98, Deliverable 22 for
the project MEET.
• al progetto COST
Methods of Estimation of Atmospheric Emissions from Transport, European scientist
network and scientific state-of-the-art,
Edited by R. Joumard with contributions from: M André, R Coffey, P Davison, V
Favrel, B Gilson, U Hammarström, D Hassel, W Hecq, J Hickman, R Joumard, M T.
Kalivoda, M Keller, O H. Koskinen, N Kyriakis, E Negrenti, L Ntziachristos, R C.
Rijkeboer, Z Samaras, E Sérié, S C. Sorenson, P Sturm, C Trozzi, R Vaccaro, F Weber
action COST 319 final report, LTE 9901 report, March 1999
• al modello COPERT
COPERT III Computer programme to calculate emissions from road transport.
Methodology and emission factors [Version 2.1]
L. Ntziachristos and Z. Samaras, with contributions from: S. Eggleston, N. Gorißen,
D. Hassel, A.-J. Hickman, R. Joumard, R.Rijkeboer, L. White and K.-H. Zierock,
European Environment Agency Technical report No 49, November 2000.
• alle emissioni di particelle sospese con diametro inferiore a 10 micron da motocicli a
benzina (per i motocicli a 2 tempi ed a 4 tempi post 2000)
ANCMA - Associazione Nazionale Ciclo Motociclo Accessori
Moped Emission Factors: Non Regulated Pollutants-Particulate Matter
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•
•
•
•
alle emissioni di particele sospese con diametro inferiore a 10 micron da veicoli a benzina
(per i motocicli a 4 tempi ante 2000)
CEPMEIP Database - Emission Factors
CEPMEIP Co-ordinated European Programme on Particulate Matter Emission
Inventories, Projections and Guidance, 2002
alle emissioni di benzene
The influence of gasoline benzene and aromatics content on benzene exhaust emissions
from non-catalyst and catalyst equipped cars. A study of european data
CONCAWE (December 1995).
alle emissioni da abrasione delle gomme
Technical Support Document to the Public Meeting To Consider Approval of Revisions to
the Stat e’s On-Road Motor Vehicle Emissions Inventory, Section 4.12 Total Particulate
Matter Emission Factors
California Environmental Protection Agency, Air Resources Board, May 2000
alle emissioni da abrasione dei freni
Massnahmen zur Reduktion von PM10-Emissionnen
Schlussbericht. BUWAL (Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft) Abteilung
Luftreinhaltung und NIS, 2001.
2.4.1.1 La classificazione dei veicoli
Il modello SETS permette di stimare delle emissioni da traffico stradale seguendo la
metodologia MEET integrata relativamente alle emissioni da abrasione ed al benzene e
personalizzata per tenere conto delle peculiarità a livello locale. Questa metodologia prende in
considerazione cinque tipologie di veicoli come evidenziate in Tabella 1 dove sono altresì
riportate le corrispondenze con la classificazione del codice della strada.
Tabella 1 - Tipologie di veicoli considerati in SETS e loro corrispondenza con le definizioni
del d.lgs. 30 Aprile 1992 n° 285.
Classificazione SETS
Automobili (portata minore di 2.5 t)
Veicoli commerciali
Autobus
Motocicli
Classificazione d.lgs. 285/1992
M1
N1, N2, N3
M2, M3
L1, L3, L4, L5
La categoria delle automobili a benzina è ulteriormente scomposta, in base alla cilindrata (cc),
in tre classi:
• cc < 1400
• 1400 < cc < 2000
• cc > 2000
e quindi in base all’applicazione delle normative delle Comunità Europea sulle caratteristiche
dei motori ai fini della tutela dell’aria:
• PRE ECE (prima di ogni regolamento comunitario), fino al 1973
• ECE 15/00-01 (70/220/CEE & 74/290/CEE) 1973-1978
• ECE 15/02 (77/102/CEE) 1978-1981
• ECE 15/03 (78/665/CEE) 1978-1984
• ECE 15/04 (83/351/CEE) 1978-1992
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•
•
•
•
EURO I (91/441/CEE) 1993-1996
EURO II (94/12/CEE) 1996-2000
EURO III (98/69/CE – Stage 2000) dal 2001
EURO IV (98/69/CE – Stage 2005) dal 2005.
Per le automobili a gasolio e a gpl la suddivisione in base alla cilindrata è diversa, essendo i
veicoli passeggeri suddivisi tra:
• cc < 2000
• cc > 2000,
e diverse sono le classi in base alle normative della Comunità Europea:
• PRE EURO (prima di ogni regolamento) fino al 1992
• EURO I (91/441/CEE) 1992-1996
• EURO II (94/12/CEE) 1997(iniezione diretta) e 1996 (iniezione indiretta)-2000
• EURO III (98/69/CEE Stage 2000) dal 2001
• EURO IV (98/69/CEE Stage 2005) dal 2006.
I veicoli commerciali a benzina essi sono suddivisi in due classi di portata (P):
• P<3.5t
• P>3.5t
mentre, per i veicoli commerciali a gasolio le classi di portata (P) sono cinque:
• P<3.5t
• 3.5t<P<7.5t
• 7.5t<P<16t
• 16t<P<32t
• P>32t.
I veicoli commerciali a benzina e gasolio con portata maggiore di 3.5t (“veicoli commerciali
pesanti”) sono ulteriormente suddivisi in base all’applicazione delle normative delle
Comunità Europea in materia di abbattimento delle emissioni da trasporto stradale:
• PRE EURO (ECE R49 e normative precedenti) fino al 30 settembre 1990 se non ad
iniezione diretta, altrimenti sino al 1° ottobre 1996),
• EURO I (91/542/CEE Stage I: decorrenza per l’obbligo di omologazione dal 1° luglio
1993),
• EURO II (91/542/CEE Stage II: decorrenza per l’obbligo di omologazione dal 1° ottobre
1995),
• EURO III (1999/96/EC) dal 2000,
• EURO IV (COM (1998) 776) dal 2005,
mentre, per i veicoli commerciali con portata inferiore a 3.5t la stessa suddivisione in base
alla applicazione delle normative CE prevede le classi:
• PRE EURO
• EURO I (93/59/EEC) dal 1993
• EURO II (96/69/EC) dal 1997
• EURO III (98/69/EC Stage 2000) dal 2000/2001
• EURO IV (98/69/EC Stage 2005) dal 2006.
I motocicli sono suddivisi in quattro classi di cilindrata (cc):
• cc<50
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•
•
•
50<cc<250
250<cc<750
cc>750
A loro volta i motocicli di cilindrata inferiore a 50 cm3 (ciclomotori) sono suddivisi in tre
classi in base all’applicazione delle normative delle Comunità Europea:
• PRE EURO
• EURO I (97/24/CEE - Stage I) con decorrenza dell’omologazione dal 17 giugno 1999
• EURO II (97/24/CEE - Stage II) con decorrenza dell’omologazione dal 17 giugno 2000,
mentre i motocicli di cilindrata superiore a 50 cm3 sono suddivisi in due classi:
• PRE EURO
• EURO I (97/24/CEE - Stage I) con decorrenza dell’omologazione dal 17 giugno 1999
Il programma SETS, al fine di definire in modo più dettagliato i reali modi di impiego dei
mezzi, prevede la suddivisione delle percorrenze totali in tredici classi di velocità (10÷20,
20÷30, …, 120÷130).
Infine il programma permette la correzione delle emissioni per tenere conto degli effetti della
pendenza della strada e, nel caso dei soli veicoli pesanti, del carico.
2.4.1.2 Valutazione delle percorrenze
La percorrenza mjkl può essere ottenuta come:
mjkl = hjl . vjl . qjkl
dove: mjkl sono le percorrenze per classe di velocità o più correttamente i veicoli chilometro
per anno (quantità complessiva di chilometri percorsi dalla totalità dei veicoli di categoria j
alimentati con il combustibile l in un anno nella classe di velocità k), hjl è il numero di veicoli
di categoria j alimentati con il combustibile l, vjl è la percorrenza media dei veicoli di
categoria j alimentati con il combustibile l, qjkl è la quota della percorrenza del veicolo di
categoria j alimentato con il combustibile l effettuata nella classe di velocità k. Qui e nelle
formule che seguono con categoria di veicolo si intende la combinazione di tipologia di
veicolo, cilindrata/portata e normativa.
2.4.1.3 Stima dei consumi a caldo
Le formule di base per la stima dei consumi a caldo è la seguente:
Chot jkl = Uhot jkl mjkl
dove: j indica la tipologia di veicolo, k la classe di velocità, l il combustibile, Chot sono i
consumi espressi in grammi, Uhot sono i consumi unitari espressi in grammi per chilometro,
Chot sono i consumi espressi in grammi, m sono le percorrenze totali o più correttamente i
veicoli chilometro per anno (quantità complessiva di chilometri percorsi dalla totalità dei
veicoli in un anno).
La stima dei consumi è necessaria alla stima delle emissioni per una serie di inquinanti le cui
le emissioni dipendono dal consumo di combustibile (ad esempio ossidi di zolfo e piombo).
Inoltre la stima è utilizzata per calibrare il modello e dedurre le percorrenze medie per tipo
classe e categoria di veicolo.
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La somma dei consumi per combustibile stimati dal modello deve essere uguale al valore dei
consumi rilevati statisticamente. Le fonti dei dati per i consumi di combustibili nel trasporto
stradale sono:
• Bilancio energetico nazionale del Ministero delle Attività Produttive, per le stime a livello
nazionale;
• Bollettino petrolifero del Ministero delle Attività Produttive, per le stime a livello locale.
2.4.1.4 Stima delle emissioni a caldo
Le emissioni di ossidi di azoto, monossido di carbonio, composti organici volatili, particelle
sospese con diametro inferiore a 10 micron, metano, protossido di azoto ed ammoniaca sono
stimate a partire dalle percorrenze e da opportuni fattori di emissione.
La formula di base per la stima delle emissioni a caldo a partire dalle percorrenze è la
seguente:
Ehot ijkl = Fhot,m ijkl mjkl
dove: i indica l’inquinante, j la categoria di veicolo, k la classe di velocità, l il combustibile,
Ehot sono le emissioni espresse in grammi, Fhot,m sono i fattori di emissione espressi in grammi
per chilometro, m sono le percorrenze totali o più correttamente i veicoli chilometro per anno
(quantità complessiva di chilometri percorsi dalla totalità dei veicoli in un anno).
Una volta stimate le percorrenze per classe di velocità è sufficiente applicare il fattore di
emissione (contenuti nel modello ed estratti dal progetto MEET e per il PM10 da veicoli a
benzina dal progetto CEPMEIP e dallo studio del ANCMA) per stimare le emissioni a caldo.
Le emissioni di metalli pesanti (cadmio, cromo, rame, nickel, selenio e zinco) sono
direttamente correlate ai consumi di combustibili e sono trattate a parte rispetto alla
metodologia delineata nel paragrafo precedente. In questo caso le emissioni sono stimate dai
consumi di combustibile valutati dal modello e da opportuni fattori di emissione per quantità
di combustibile consumato (contenuti nel modello ed estratti dal progetto MEET):
Ehot ijkl = Fhot,cijkl Chot jkl
dove: i indica l’inquinante, j la categoria di veicolo, k la classe di velocità, l il combustibile,
Ehot sono le emissioni espresse in grammi, Chot sono i consumi espressi in grammi, Fhot,c sono
i fattori di emissione espressi in grammi per grammo di combustibile consumato.
Una volta stimato il consumo totale a caldo è dunque sufficiente utilizzare i fattori di
emissione basati sui consumi (contenuti nel modello ed estratti dal progetto MEET) per
stimare le emissioni a caldo.
Con riferimento agli ossidi di zolfo le emissioni sono calcolate come:
Ehot (SOx)jkl = 2 sl Chot jkl
dove sl è il tenore di zolfo del combustibile j.
Con riferimento al piombo le emissioni, dai soli veicoli a benzina, sono calcolate come:
Ehot (Pb) (benzina)jk = [(1-QNPb) TPb + QNPb TNPb] Chot(benzina)jk
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dove QNPb è la quota di benzina senza piombo consumata TPb è il tenore di piombo nella
benzina con piombo e TNPb è il tenore di piombo nella benzina senza piombo (che, nonostante
il nome, contiene ancora una percentuale residua di piombo). Tenori di zolfo dei combustibili
e tenori di piombo nella benzina sono contenuti, anno per anno, nel modello.
Le emissioni di carbonio totale sono calcolate come:
Ehot (C)jkl = Chot jkl /(12,011+1,0008*rl)
dove rl è il rapporto tra gli atomi di idrogeno e quelli di carbonio nel combustibile.
Le emissioni di anidride carbonica sono calcolate a partire dalle emissioni di carbonio
sottraendo le quote di carbonio emesse come altri inquinanti e rapportando il totale
all’anidride carbonica. In particolare:
Ehot (CO2 )jkl = (Ehot(C)jkl - Ehot (CO)jkl/28,011- Ehot (COV)jkl/13,85- Ehot(PM10 )jkl/12,011)*44,011
2.4.1.5 Valutazione dell’effetto della pendenza della strada sui consumi e sulle emissioni a
caldo
La pendenza della strada ha l’effetto di aumentare o diminuire la resistenza di un veicolo alla
trazione ed in conseguenza ad aumentare consumi ed emissioni.
Relativamente ai differenti veicoli e, rispettivamente, ai consumi, alle emissioni degli
inquinanti calcolate sulla base dei consumi ed alle emissioni calcolate sulla base delle
percorrenze, valgono le seguenti funzioni:
Cijklp = qjp Cijkl fcjklp
Eijklp = qjp Eijkl fijklp
i: ossidi di azoto, monossido di carbonio, composti organici volatili, particelle sospese con diametro inferiore a
10 micron
Eijklp = qjp Eijkl fcjklp
i: ossidi di zolfo, piombo, carbonio totale, anidride carbonica, metalli pesanti (cadmio, cromo, rame, nickel,
selenio e zinco).
dove:
p
classe di pendenza della strada;
qjp quota delle percorrenze del veicolo di categoria j alle pendenze di classe p (dato in
ingresso al modello),
Eijklp emissioni dell’inquinante i (g/km) del veicolo di categoria j alimentato dal combustile l
alla classe di velocità k in pendenza p%;
Eijkl emissioni dell’inquinante i (g/km) del veicolo di categoria j alimentato dal combustile l
alla classe di velocità k in pianura;
fcjklp fattore di correzione per i consumi alla pendenza p del veicolo di categoria j alimentato
dal combustile l alla classe di velocità k (contenuti nel modello ed estratti dal progetto
MEET);
fijklp fattore di correzione per le emissioni dell’inquinante i alla pendenza p del veicolo di
categoria j alimentato dal combustile l alla classe di velocità k (contenuti nel modello ed
estratti dal progetto MEET); valido per ossidi di azoto, monossido di carbonio,
composti organici volatili, particelle sospese con diametro inferiore a 10 micron.
La correzione non viene calcolata per metano, protossido di azoto ed ammoniaca.
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2.4.1.6 Valutazione dell’effetto del carico sulle emissioni a caldo
I fattori di emissione dei paragrafi precedenti sono validi per un carico medio pari a circa il
50% della massima portata.
Relativamente ai differenti veicoli e, rispettivamente, ai consumi, alle emissioni degli
inquinanti calcolate sulla base dei consumi ed alle emissioni calcolate sulla base delle
percorrenze, valgono le seguenti funzioni:
Cijklp = qjc Cijkl gcjklpc
Eijklp = qjc Eijkl gijklpc
i: ossidi di azoto, monossido di carbonio, composti organici volatili, particelle sospese con diametro inferiore a
10 micron
Eijklp = Eijkl gcjklpc
i: ossidi di zolfo, piombo, carbonio totale, anidride carbonica, metalli pesanti (cadmio, cromo, rame, nickel,
selenio e zinco).
dove:
c
classe di carico
qjc quota delle percorrenze del veicolo di categoria j al carico di classe c (dato in ingresso al
modello),
Eijklc emissioni dell’inquinante i (g/km) del veicolo di categoria j alimentato dal combustile l
alla classe di velocità k a pieno carico;
Eijkl emissioni dell’inquinante i (g/km) del veicolo di categoria j alimentato dal combustile l
alla classe di velocità k a vuoto;
gcjklpc fattore di correzione per i consumi a pieno carico del veicolo di categoria j alimentato
dal combustile l alla classe di velocità k su strade con pendenza p (contenuti nel
modello ed estratti dal progetto MEET);
gijklpc fattore di correzione per l’inquinante i a pieno carico del veicolo di categoria j
alimentato dal combustile l alla classe di velocità k su strade con pendenza p (contenuti
nel modello ed estratti dal progetto MEET); valido per ossidi di azoto, monossido di
carbonio, composti organici volatili, particelle sospese con diametro inferiore a 10
micron.
La correzione non viene calcolata per metano, protossido di azoto ed ammoniaca.
2.4.1.7 Stima dei consumi e delle emissioni a freddo
Durante il funzionamento a freddo del veicolo si verifica da un lato un extra-consumo di
combustibile e dall'altro una differente modalità di combustione; entrambi i fenomeni portano
ad un aumento delle emissioni. L'aumento delle emissioni è presente in tutti i tipi di veicoli,
tuttavia per mancanza di conoscenze più approfondite è preso in considerazione solo per i
veicoli leggeri. Le emissioni dovute al funzionamento a freddo sono ottenute stimando la
quota extra di emissioni da aggiungere alle emissioni a caldo per ottenere le emissioni totali.
La quantità extra di emissioni è stimata a partire dalla quota parte della percorrenza degli
autoveicoli espletata con i motori a freddo.
La quantità extra di consumi dipende dalla temperatura ambiente e dalla velocità media ed è
stimata come somma dei consumi mensili a partire dalla:
Ccoldjk = Σ jkmhnt Ccoldjkmhnt
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dove j indica la tipologia di veicolo, k la classe di velocità, m il mese dell'anno, h la classe di
velocità a freddo, n la classe di temperatura di avvio del motore, t la classe di lunghezza del
viaggi.
La quantità extra di emissioni dipende dalla temperatura ambiente e dalla velocità media ed è
stimata come somma delle emissioni mensili a partire dalla:
Ecoldijk = Σ jkmhnt Ecoldijkmhnt
dove i indica l’inquinante, j la tipologia di veicolo, k la classe di velocità, m il mese dell'anno,
h la classe di velocità a freddo, n la classe di temperatura di avvio del motore, t la classe di
lunghezza del viaggi, e la classe di temperatura media diurna nel mese m.
I consumi, in tonnellate, nel generico mese m della classe di velocità a freddo h e classe di
temperatura di avvio del motore n sono date dalla:
Ccoldjklmhnt = mjkl qjm pjmk ωcj qahkm qbne qchtm (fcjlh + gcjln - 1) hcjlth / (106 dt )
le emissioni, in tonnellate, nel generico mese m della classe di velocità a freddo h e classe di
temperatura di avvio del motore n sono date dalla:
Ecoldijklmhnt = mjkl qjm pjmk ωijl qahkm qbne qchtm (fijlh + gijln - 1) hijlth / (106 dt )
dove:
qjm
quota delle percorrenze del veicolo di categoria j nel mese m (dato in ingresso al
modello),
pjmk quota delle percorrenze del veicolo di categoria j nel mese m con classe di velocità k
percorse a freddo;
c
ω jl
consumi a freddo del combustibile l del veicolo di categoria j calcolati a 20°C e 20
km/h per un viaggio di lunghezza sufficiente a raggiungere compiutamente la
temperatura di esercizio;
ωijl
emissioni a freddo dell’inquinante i dal combustibile l e dal veicolo di categoria j
calcolate a 20°C e 20 km/h per un viaggio di lunghezza sufficiente a raggiungere
compiutamente la temperatura di esercizio;
qahkm quota dei viaggi eseguiti a classe di velocità a freddo h in corrispondenza della classe
di velocità media k e mese m;
b
q nem quota dei viaggi eseguiti a temperatura di avvio del motore n in corrispondenza della
classe di temperatura diurna e nel mese m;
qchtm quota dei viaggi di classe di lunghezza t in corrispondenza della classe di velocità a
freddo h nel mese m;
dt
distanza media compiuta a freddo per classe di lunghezza t del viaggio (le lunghezze
medie corrispondono al centro intervallo delle classi con l’eccezione della prima
classe che ha lunghezza media 0,214 km e dell’ultima classe, >12, che ha lunghezza
media 35 km);
fcjlh
coefficiente di correzione dei consumi del combustibile l del veicolo di categoria j per
classe di velocità a freddo h;
fijlh
coefficiente di correzione per inquinante i, veicolo di categoria j, combustibile l e
classe di velocità a freddo h;
c
g jln coefficiente di correzione dei consumi del combustibile l del veicolo di categoria j per
classe di temperatura di avvio del motore n;
gijln
coefficiente di correzione per inquinante i, veicolo di categoria j, combustibile l e
classe di temperatura di avvio del motore n;
c
h jlth coefficiente di correzione dei consumi del combustibile l del veicolo di categoria, per
classe di lunghezza t del viaggio e classe di velocità a freddo h.
hijlth coefficiente di correzione per inquinante i, veicolo di categoria j, combustibile l, classe
di lunghezza t del viaggio e classe di velocità a freddo h.
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I differenti parametri e coefficienti necessari alla stima sono contenuti nel modello ed estratti
dal progetto MEET. La correzione non viene calcolata per metano, protossido di azoto ed
ammoniaca.
2.4.1.8 Stima delle emissioni evaporative
Le emissioni di COV da evaporazione nei veicoli a benzina si aggiungono alle emissioni di
COV da combustione. Le emissioni evaporative sono suddivise in tre parti:
• perdite in movimento;
• perdite diurne;
• emissioni "hot soak".
Le perdite in movimento sono perdite evaporative che avvengono quando il veicolo è in uso.
Le perdite sono dovute al riscaldamento del serbatoio provocato dai condotti di scarico dei
gas, all'aria calda proveniente dal comparto motore che fluisce sotto il veicolo e riscalda il
serbatoio, al combustibile di ritorno del comparto motore, e al calore irradiato dalla
pavimentazione della strada.
Le perdite diurne sono causate dal riscaldamento e raffreddamento del serbatoio dovuti
all'escursione termica giornaliera dell'ambiente. Temperature più basse causano la contrazione
della miscela aria- vapore nel serbatoio, ogni seguente aumento della temperatura causa
l'espansione della miscela aria-vapore e la fuoriuscita di vapore dal serbatoio.
Le emissioni "hot soak" sono generate dal riscaldamento del sistema di alimentazione del
combustibile dovuto al calore disperso dal motore e dai condotti di scarico dei gas quando il
veicolo viene spento. Il calore proveniente dal motore può causare l'aumento della
temperatura del combustibile nel carburatore ad un valore di circa 70° causando
l'evaporazione dalla benzina della sua frazione più leggera.
Le emissioni "hot soak" sono tipicamente più basse per i veicoli ad iniezione poiché il sistema
di alimentazione del combustibile è chiuso ed i vapori non possono disperdersi durante una
"hot soak". Per i veicoli ad iniezione le emissioni "hot soak" sono dovute al riscaldamento del
serbatoio da parte dei condotti di scarico dei gas e del combustibile di ritorno dal sistema ad
iniezione.
Nell'ambito della metodologia le emissioni evaporative sono stimate per i soli veicoli leggeri
a benzina (automobili, veicoli commerciali con peso a pieno carico < 3,5 t e motocicli) e per
la loro stima i parametri critici sono la frazione di veicoli a benzina ad iniezione, il numero di
viaggi giornalieri e la ripartizione di tali viaggi tra quelli terminati a motore caldo e quelli (più
brevi) terminati a motore freddo o tiepido.
Le emissioni nella metodologia sono stimate distinte fra le differenti cilindrate ed i fattori di
emissione sono modulati in funzione della cilindrata.
Le emissioni, in tonnellate, delle autovetture leggere a benzina sono stimate a partire dalla
formula seguente (in cui j indica la tipologia del veicolo espressa dalla cilindrata e dalla
normativa ECE che rispetta):
Eevajm = Sjm + Djm + Rjm
con:
Sjm = 365 . hj. (Scjm + Sfijm )
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dove, sempre con riferimento alle autovetture leggere a benzina di cilindrata j:
Eevajm emissioni evaporative
Sj
emissioni "hot soak"
Dj
perdite diurne
Rj
perdite in movimento
con:
Scj = (1 - qj) . xj . [ (1 - wj) es,hot j + wj . es,warmj]
Sfij = qj . xj . efij
Dj = 365 . hj . edj
R = mjm . (pjm . er,hot jm + wjm . er,warmjm )
dove:
hj
numero di autovetture
mj
è la percorrenza del veicolo di categoria nel mese m,
eduj
fattore di emissione medio per le perdite diurne (contenuto nel modello ed estratti
dal progetto MEET) senza controllo
edcj
fattore di emissione medio per le perdite diurne (contenuto nel modello ed estratti
dal proge tto MEET) con dispositivo di abbattimento dei vapori di benzina [carbon
canister]
d
ej
fattore di emissione medio per le perdite diurne: uguale a edcj per veicoli a partire
da EURO I, altrimenti uguale a eduj
qj
frazione dei veicoli a benzina ad iniezione
xj
numero medio di viaggi per veicolo e giorno
wjm
frazione dei viaggi conclusi con motori freddi o tiepidi nel mese m
pjm
frazione dei viaggi conclusi con motori caldi nel mese m
es,hotujm fattore di emissione medio per emissioni "hot soak" con motori caldi dei veicoli a
carburatore nel mese m (dipendente dalla volatilità del carburante RVP) senza
controllo
es,hotcjm fattore di emissione medio per emissioni "hot soak" con motori caldi dei veicoli a
carburatore nel mese m (dipendente dalla volatilità del carburante RVP) con
dispositivo di abbattimento dei vapori di benzina [carbon canister]
s,hot
e jm
fattore di emissione medio per emissioni "hot soak" con motori caldi dei veicoli a
carburatore nel mese m (dipendente dalla volatilità del carburante RVP): uguale a
es,hotcjm per veicoli a partire da EURO I, altrimenti uguale a es,hotujm
es,warmujm fattore di emissione medio per emissioni "hot soak" con motori freddi o tiepidi dei
veicoli a carburatore nel mese m (dipendente dalla volatilità del carburante RVP e
dalla temperatura media dell’ambiente esterno Te) senza controllo
s,warmc
e
jm fattore di emissione medio per emissioni "hot soak" con motori freddi o tiepidi dei
dalla temperatura media dell’ambiente esterno Te) con dispositivo di abbattimento
dei vapori di benzina [carbon canister]
es,warmjm fattore di emissione medio per emissioni "hot soak" con motori freddi o tiepidi dei
dalla temperatura media dell’ambiente esterno Te): uguale a es,warmcjm per veicoli a
partire da EURO I, altrimenti uguale a es,warmujm
efuij
fattore di emissione medio per emissioni "hot soak" dei veicoli ad iniezione senza
controllo
efcij
fattore di emissione medio per emissioni "hot soak" dei veicoli ad iniezione con
dispositivo di abbattimento dei vapori di benzina [carbon canister]
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efij
fattore di emissione medio per emissioni "hot soak" dei veicoli ad iniezione: uguale
a efcij per veicoli a partire da EURO I, altrimenti uguale a efuij
r,hotu
e
fattore di emissione medio per perdite in movimento con motori caldi nel mese m
jm
senza controllo
er,hotcjm fattore di emissione medio per perdite in movimento con motori caldi nel mese m
con dispositivo di abbattimento dei vapori di benzina [carbon canister]
er,hot jm
fattore di emissione medio per perdite in movimento con motori caldi nel mese m:
uguale a er,hotcjm per veicoli a partire da EURO I, altrimenti uguale a er,hotujm
er,warmujm fattore di emissione medio per le perdite in movimento con motori freddi o tiepidi
nel mese m senza controllo
r,warmc
e
jm fattore di emissione medio per le perdite in movimento con motori freddi o tiepidi
nel mese m con dispositivo di abbattimento dei vapori di benzina [carbon canister]
r,warm
e
fattore di emissione medio per le perdite in movimento con motori freddi o tiepidi
jm
nel mese m: uguale a er,warmcjm per veicoli a partire da EURO I, altrimenti uguale a
er,warmujm .
I fattori di emissione e gli altri parametri necessari alla stima delle emissioni sono contenuti
nel modello.
2.4.1.9 Stima delle emissioni da abrasione
All’interno del modello SETS è stata implementata una specifica metodologia per la
valutazione delle emissioni di particelle sospese con diametro inferiore a 10 micron da
abrasione dei freni, delle gomme e della superficie stradale. La stima in questi settori è ancora
molto incerta e dunque va considerata come una valutazione preliminare del contributo di
questi settori alle emissioni da trasporto su strada. Le emissioni sono stimate a partire dalle
percorrenze e da opportuni fattori di emissione.
La formula di base per la stima delle emissioni a partire dalle percorrenze è la seguente:
Eag(PM10 )jkl = Fag(PM10 )jkl mjkl
Eaf(PM10 )jkl = Faf(PM10 )jkl mjkl
Eas(PM10 )jkl = Fas(PM10 )jkl mjkl
dove: j indica la categoria di veicolo, k la classe di velocità, l il combustibile, Eag, Eaf, Eas sono
le emissioni da abrasione gomme, freni e strada espresse in grammi, Fag, Faf, Fas sono i fattori
di emissione da abrasione gomme, freni e strada espressi in grammi per chilometro, m sono le
percorrenze totali o più correttamente i veicoli chilometro per anno (quantità complessiva di
chilometri percorsi dalla totalità dei veicoli in un anno).
Una volta stimate le percorrenze per classe di velocità è sufficiente applicare il fattore di
emissione (contenuti nel modello ed estratti dalla letteratura) per stimare le emissioni.
Con riferimento alla abrasione della strada, in assenza di fattori di emissione di dettaglio
viene applicata la relazione empirica:
Fas(PM10 )jkl = α Fag(PM10 )
che mette in relazione le emissioni da abrasione con le emissioni da usura della gomme. Tale
relazione è stata introdotta in differenti inventari europei, una prima valutazione del parametro
è contenuta nel modello.
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2.4.1.10 Stima delle emissioni di benzene
Per la stima delle emissioni “a caldo” ed “a freddo” di benzene è stata utilizzata la
metodologia sviluppata per il CONCAWE (l’organizzazione delle compagnie petrolifere
europee per l’ambiente la salute e la sicurezza) dall’ “Automotive Emissions Mana gement
Group”. Le funzioni per calcolare le emissioni di benzene come frazione delle emissioni totali
di Composti Organici Volatili si trovano nella pubblicazione CONCAWE “The influence of
gasoline benzene and aromatics content on benzene exhaust emissions from non-catalyst and
catalyst equipped cars. A study of european data” (December 1995).
Le emissioni dell’inquinante in esame sono espresse in funzione del contenuto di benzene
nella benzina (p b) e degli aromatici totali escluso il benzene (pa).
Per i veicoli catalizzati le emissioni allo scarico sono date dalla seguente espressione:
Escarico C6H6 = EscaricoCOV (α c + β c . pb + γc . pa)/100.
Per i veicoli non catalizzati le emissioni allo scarico sono date dall’espressione:
Escarico C6H6 = EscaricoCOV (α nc + βnc . pb + γnc . pa)/100.
I parametri α c, β c, γc, α nc, βnc, γnc necessari alla stima sono contenuti nel modello.
Le emissioni evaporative sono calcolate tenendo conto della sola percentuale di benzene nella
benzina, ipotizzando che il tenore di benzene nei COV emessi dipenda esclusivamente dal
tenore di benzene nella benzina.
2.4.1.11 Stima delle emissioni di IPA
Le emissioni da IPA sono calcolate mediante i fattori di emissione tratti dall’UNECE/EMEP
Task Force on Emissions Inventories and Projections, EMEP/CORINAIR Emission Inventory
Guidebook e sono relative alle sole emissioni a caldo. Le emissioni sono calcolate sulla base
delle percorrenze, in analogia ad altri inquinanti come nel paragrafo 2.4.1.4, e non sono
applicate correzioni per il carico o la pendenza.
2.4.2
Emissioni da decollo ed atterraggio aeromobili
Il modello fornisce la stima delle emissioni dei principali inquinanti dell’aria prodotte dal
movimento degli aerei negli aeroporti. La stima non prende in considerazione le emissioni
determinate da altre attività aeroportuali quali, ad esempio, le caldaie, i gruppi elettrogeni, i
veicoli a terra ecc. Tali emissioni sono trattate come parte delle emissioni da combustione nel
terziario e da traffico.
Gli inquinanti dell’aria presi in considerazione sono: Monossido di Carbonio (CO), Composti
Organici Volatili (COV), Anidride Carbonica (CO2 ), Ossidi di Azoto (NOx ).
L’emissione di ogni singolo inquinante è calcolata in base alla:
Ei = Σ k Eik = Σk 10-3 Fik LTOk
dove:
i
inquinante,
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k
modello di aereo,
Ei
emissioni totali in tonnellate dell’inquinante i,
Eik
emissioni dell’inquinante i da parte del modello di aereo k,
Fik
fattore di emissione in chilogrammi per ciclo LTO dell’inq uinante i da parte del
modello di aereo k,
LTO k numero di cicli LTO (Landing- Takeoff) effettuati da parte del modello di aereo k.
Per ciclo LTO si intendono tutte le operazioni effettuate dagli aerei in volo e a terra. Quindi
sono presi in considerazione: discesa e approccio da un’altezza di circa 3000 piedi (915 m)
dal livello del suolo, contatto con il terreno, rullaggio in arrivo, sosta con i motori al minimo e
arresto, accensione e sosta con i motori al minimo, rullaggio in partenza, decollo e salita fino
a circa 3000 piedi dal livello del suolo.
Ai fini della stima delle emissioni, le operazioni sopra elencate possono essere raggruppate in
4 fasi: approccio, rullaggio e sosta in arrivo e partenza, decollo e salita. Per ciascuna di queste
fasi ogni classe di aereo è caratterizzata da tempi medi caratteristici di operazione.
Nel modello di calcolo sono state individuate le seguenti classi di aereo:
• Aviogetti giganti (“Jumbo jet”)
• Aviogetti a lungo raggio
• Aviogetti a medio raggio
• Aviogetti uso “business”
• Aviogetti a turboelica commerciali
• Aviogetti a turboelica uso “business”
• Aerei a Pistoni
• Elicotteri
• Aerei Militari
Per ognuna di queste classi e per le quattro fasi sopra definite l’utente deve definire i tempi
tipici di operazione.
I fattori di emissione per ciclo LTO sono calcolati nel modello in base alla:
Fik = Σ l Fikl Tlm / 60
dove:
l
fasi operative in cui è suddiviso il ciclo LTO,
m
classe di aerei,
Fikl? fattore di emissione orario dell’inquinante i da parte del modello di aereo k nella fase
operativa l,
Tlm
il tempo caratteristico speso nella fase l dalla classe di aerei m cui appartiene il
modello di aereo k.
nel modello.
2.4.3
Emissioni da navi
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Per la stima delle emissioni dalla navigazione nei porti e nelle linee di navigazione con le
isole appartenenti alla regione, è stato utilizzato il modello Air Ships.
Il modello segue la metodologia sviluppata nell’ambito del progetto MEET (Methodology for
Estimate Air Pollutant Emissions from Transport), finanziato dalla Commissione Europea
nell'ambito del programma Trasporti del 4° Programma quadro di ricerca, sviluppo
tecnologico e dimostrazione, e recentemente concluso.
Gli inquinanti dell’aria presi in considerazione sono: Monossido di Carbonio (CO), Composti
Organici Volatili (COV), Anidride Carbonica (CO2 ), Ossidi di Azoto (NOx ), Particelle
Sospese Totali con diametro inferiore a 10 micron (PM10 ), Ossidi di Zolfo (SOx ), Ammoniaca
(NH3 ), Protossido di Azoto ed i principali metalli pesanti (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Se, Zn).
Con riferimento alle attività delle navi è consuetudine distinguere tra le seguenti fasi:
(a) approccio e ormeggio nei porti; (b) stazionamento in porto; (c) partenza dal porto e (d)
navigazione. In particolare la fase (a) inizia quando la nave inizia a decelerare e finisce
quando ormeggia, mentre la fase (c) inizia quando la nave libera gli ormeggi e finisce quando
ha raggiunto la velocità di crociera.
Dopo il suo arrivo in porto la nave continua le sue emissioni in banchina (in fase di
staziona mento). Infatti deve essere prodotta energia per i servizi ausiliari (l'illuminazione, il
riscaldamento od il condizionamento, le pompe, la refrigerazione, ecc.). Per soddisfare tale
richiesta di energia, usualmente sono utilizzate una o più caldaie a vapore, operanti a potenza,
e conseguentemente consumi, ridotti. Tuttavia, alcune navi a vapore utilizzano motori diesel
ausiliari per fornire energia ai servizi ausiliari.
Dal punto di vista dei consumi e delle emissioni possono essere individuate due fasi di
manovra (a e c), una fase di stazionamento (b) ed una fase di crociera (d).
Per l'applicazione della metodologia sono necessarie una stima del numero di giorni spesi
nelle differenti fasi di navigazione:
• Crociera
• Manovra
• Stazionamento
• Carico e scarico serbatoi
per ogni classe di navi:
• Trasporto solidi alla rinfusa
• Trasporto liquidi alla rinfusa
• Carico generica
• Porta container
• Passeggeri/Ro-Ro/carico
• Passeggeri
• Traghetti veloci
• Carico in navigazione interna
• Vela
• Rimorchiatore
• Pesca
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•
Altri
equipaggiate con i seguenti propulsori:
• Caldaie a vapore
• Motori ad alta velocità
• Motori a media velocità
• Motori a bassa velocità
• Turbine a gas
• Motori entrobordo per barche turistiche
• Motori fuoribordo
• Motori per carico e scarico dei serbatoi
ed utilizzanti i seguenti combustibili
• Olio combustibile
• Olio distillato
• Diesel
• Benzina.
Le emissioni sono ottenute come:
Ei = Σ jklm Eijklm
con
Eijklm = Sjkm(T) . tjklm . Fijlm
dove:
i
j
k
l
inquinante
combustibile
classe di nave
tipo di propulsore
m
fase di navigazione
Ei
Eijklm
emissioni totali dell'inquinante i
emissioni dell'inquinante i dall'uso del combustibile j, su navi di classe k, con
propulsori di tipo l, nella fase di navigazione m
Sjkm (T) consumi giornalieri di combustibile j, in navi di classe k, nella fase di navigazione
m, in funzione del tonnellaggio lordo
tjklm
giorni in navigazione delle navi di classe k, nella fase di navigazione m, con
propulsori di tipo l, che usano il combustibile j
Fijlm
fattore di emissione dell'inquinante i, dall'uso del combustibile j, in propulsori di
tipo l, nella fase di navigazione m (per SOx , tenendo conto del contenuto medio di
zolfo nel combustibile).
nel modello.
2.4.4
Emissioni da vegetazione
Per la stima delle emissioni da vegetazione è stato utilizzato il modello AIR FOREST.
Luglio 2008
Pagina 29 di 205
Il modello fornisce la stima della emissioni dei composti organici volatili prodotte dalla
vegetazione suddivise per classe secondo la nomenclatura delle attività CORINAIR, e fascia
altimetrica secondo la classificazione ISTAT (pianura, collina, montagna).
L’emissione, in tonnellate, di Composti Organici Volatili è calcolata in base alla:
Ecov = Σ ij Ecov ij = Σk ∈i(EIkj+EMkj+EAkj) =
= 10-8 Σk Bk Skj[FI,30k Σm(FiI,T
g
mj
FiI,L mj tgm)δkm + FM,30 kΣ m(FiM,T
+ FA,30k Σm(FiA,T
dove:
i
j
k
m
Ecov
EI
EM
EA
Bk
Skj
FI,30k
FM,30k
FA,30k
FiI,T
g
mj
FiI,Lmj
FiM,T
FiM,T
FiA,T
FiA,T
g
mj
n
mj
g
mj
n
mj
g
mj tg
m
+ FiA,T
n
g
mj tg
m
+ FiM,T
n
mj tn ) δ ]
m
km
mj tn ) δ ]
m
km
classe CORINAIR,
fascia altimetrica (pianura, collina, montagna),
specie vegetale (appartenente alla classe i),
mese,
emissioni totali di composti organici volatili,
emissioni di isoprene,
emissioni di monoterpeni,
emissioni di altri composti,
fattore di biomassa in g biomassa/m2 relativo alla specie k,
superficie in ettari coperta dalla specie k nella fascia altimetrica j,
fattore di emissione di isoprene della specie k a 30°C in µg/h per g biomassa,
fattore di emissione di monoterpeni della specie k a 30°C in µg/h per g biomassa,
fattore di emissione di altri composti della specie k a 30°C in µg/h per g biomassa,
fattore di correzione per la temperatura dell’isoprene (in funzione della temperatura
efficace giornaliera nella fascia altimetrica j, Tg mj) emesso dalla classe i,
fattore di correzione per la radiazione solare (in funzione della radiazione solare
fotosinteticamente attiva Lj, , pari al 45-50% della radiazione solare totale, nella
fascia altimetrica j) emesso dalla classe i,
fattore di correzione per la temperatura di monoterpeni (in funzione della
temperatura efficace giornaliera nella fascia altimetrica j, Tg mj) emessi dalla classe i,
fattore di correzione per la temperatura di monoterpeni (in funzione della temperatura
efficace notturna nella fascia altimetrica j, Tn mj) emessi dalla classe i,
fattore di correzione per la temperatura di altri composti (in funzione della
temperatura efficace giornaliera nella fascia altimetrica j, Tgmj) emessi dalla classe i,
fattore di correzione per la temperatura degli altri composti (in funzione della
temperatura efficace notturna nella fascia altimetrica j, Tn mj) emessi dalla classe i, tgm
il numero di ore di giorno del mese m, tn m il numero di ore di notte del mese m. δ km è
uguale ad 1 per le conifere, per l’altra vegetazione e, nel caso delle decidue, per m da
aprile a settembre e zero altrimenti; tale fattore tiene conto che, per quanto riguarda
le specie decidue le emissioni sono presenti, ovviamente, solo durante il periodo di
vegetazione (aprile - settembre); le emissioni di isoprene sono assunte inoltre nulle
durante la notte.
Le temperature efficaci Tgmj e Tn mj sono ottenute dalle medie mensili delle temperature
giornaliere minime Tmmj, massime TMmj, e medie Tamj come:
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Tgmj = (TMmj+ Tamj)/2 = (3TMmj+ Tmmj)/4
Tn mj = (Tmmj+ Tamj)/2 = (3Tmmj+ TMmj)/4
Le emissioni sono stimate per le seguenti specie vegetali:
• Conifere
• Fustaie di resinose
• Abete bianco
• Abete rosso
• Larice
• Pini
• Altre resinose
• Miste
• Decidue emettitrici di isoprene
• Fustaie di latifoglie
• Sughere
• Rovere
• Cerro
• Altre querce
• Decidue non emettitrici di isoprene
• Fustaie di latifoglie
• Castagno
• Faggio
• Pioppi
• Altre
• Miste
• Fustaie di latifoglie e resinose consociate
• Cedui semplici
• Cedui composti
• Altra vegetazione
• Macchia mediterranea
nel modello. Un apposito algoritmo permette l’assegnazione delle emissioni alle specie
vegetali definite nella classificazione dell’inventario.
2.4.5
Incendi forestali
Per la stima delle emissioni da incendi forestali è stato utilizzato il modello AIR FIRE.
Il modello fornisce la stima delle emissioni da incendi forestali.
Gli inquinanti dell’aria presi in considerazione sono: Monossido di Carbonio (CO), Anidride
Carbonica (CO2 ), Metano (CH4 ), Ossidi di Azoto (NOx ), Protossido di azoto (N 2 O), Particelle
Sospese con diametro inferiore a 10 micron (PM10 ).
Il calcolo delle emissioni segue la metodologia sviluppata in ambito Internation Panel on
Climate Change nel 1991 integrata con la metodologia dell’US-EPA con riferimento al PM10 .
Per quest’ultimo inquinante è stata introdotta una procedura coerente con le precedenti al fine
Luglio 2008
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di fornire un'unica metodologia di calcolo.
Nel modello sono prese in considerazione le differenti colture come definite dal Corpo
Forestale dello Stato nell’apposito foglio notizie incendi:
• Resinose alto fusto
• Latifoglie alto fusto
• Miste alto fusto
• Ceduo semplice
• Ceduo composto
• Macchia mediterranea
In particolare per il calcolo vanno seguiti i seguenti passi:
• valutazione della quantità di biomassa bruciata:
M = α Σ i Ai Bi
dove:
i
tipologia di vegetazione,
Ai
area (in ettari) della superficie incendiata coperta dalla coltura i,
Bi
quantità media a secco di biomassa (in tonnellate per ettaro) emersa dal terreno
nella coltura i,
α
efficienza dell’incendio ovvero frazione di biomassa distrutta definitivamente
(in caso di incendio completo deve essere posta uguale ad 1 mentre in caso di
incendio parziale dovrà esprimere la valutazione della quantità di biomassa
effettivamente bruciata).
•
valutazione della quantità di carbonio emesso (in tonnellate) data da:
C =β M
dove β è la quantità di carbonio contenuta nella biomassa; la quantità restante di biomassa
è costituita principalmente da idrogeno ed ossigeno;
•
valutazione della quantità di azoto emesso (in tonnellate) data da:
N = γ’C = γ M
dove γ’ è la proporzione tra carbonio ed azoto emesso e β è la quantità di azoto contenuta
nella biomassa.
•
valutazione della quantità di materiale particolato totale emesso (in tonnellate) data da:
P=δM
dove δ è la quantità di particolato emesso per unità di biomassa in (g di particolato
emesso per g di biomassa bruciata).
•
calcolo delle emissioni dei composti del carbonio (Monossido di Carbonio, Anidride
Carbonica, Metano) come:
Ej = ε j δ j C
dove j è il composto, ε j è la frazione di carbonio totale emesso come composto j, δ j è il
fattore di passaggio dalle emissioni in tonnellate di Carbonio alle emissioni in tonnellate
dello specifico inquinante.
•
calcolo delle emissioni dei composti dell’azoto (Ossidi di Azoto, Protossido di azoto)
come:
Ej = ε j δ j N
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dove j è il composto, ε j è la frazione di azoto totale emesso come composto j, δ j è il
fattore di passaggio dalle emissioni in tonnellate di Azoto alle emissioni in tonnellate
dello specifico inquinante;
•
calcolo delle emissioni di Particelle Sospese con diametro inferiore a 10 micron, per
coerenza con i casi precedenti, le emissioni come:
Ej = ε j N
dove j è la parte con diametro inferiore a 10 micron, ε j è la frazione di particolato totale
emesso come frazione j.
nel modello.
2.4.6
Applicazione di Pesticidi
La procedura di stima delle emissioni dovute all’applicazione di pesticidi è derivata da quella
in uso negli USA presso l'EPA.
Le emissioni possono essere separate nella quota dovuta al principio attivo contenuto nel
preparato e nella quota dovuta al solvente eventualmente contenuto nella frazione inerte del
preparato stesso:
Etot = Epa + Es
dove Epa sono le emissioni dovute al principio attivo e Es le emissioni dovute ai solventi.
Le emissioni dovute al principio attivo sono valutabili a partire dalla quantità di principio
attivo Qpao (escluso inorganici a base di zolfo e rame, insetticidi e acaricidi inorganici)
organico totale e valutando la frazione di principio attivo che evaporizza Fe :
Epa = Qpao x Fe
La quota di principio attivo nel prodotto è riportata dall’ISTAT. La quota di prodotto che
evaporizza è essenzialmente legata alla tensione di vapore del principio attivo. Per tensioni di
vapore inferiori a 1 x 10-4 mm Hg (valutati in un intervallo di temperatura 20-25 °C) la quota
di prodotto evaporato è stimata nel 35%, per tensioni superiori nel 58%. Data la difficile
valutazione basata sulla tensione di vapore di ogni singolo principio, si può valutare un
intervallo ottenuto assegnando le due quote di evaporazione introdotte in precedenza ed
assumere in media il 47% di evaporazione. Le emissioni dovute ai solventi sono valutabili in
base al contenuto di solventi per tipologia di formulazione riportato in Tabella 2.
Le emissioni dovute alla parte inerte sono valutabili a partire dalla quantità totale di pesticidi
Qfs sottratta della quantità di principio attivo Qpa totale e valutando la frazione di COV nella
parte inerte F is :
Es = (Q fs - Qpa) x Fis
L'utilizzo prevalente in Italia è quello di polveri solubili (contenuto in Fis 12%) o liquidi
solubili pronti all'uso (contenuto in F is 20%) con una media pari al 16%.
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Definendo come livello di attività Qfs otteniamo il fattore di emissione medio regionale:
FE = Etot / Qfs
Tabella 2- Contenuto medio di composti organici volatili nella componente inerte dei pesticidi
Tipologia formulazione
Olio
Soluzione liquida pronta all'uso
Concentrato emulsionabile
Concentrato acquoso
Gel, pasta, crema
Gas pressurizzato
Microincapsulato
Liquido pressurizzato/spray/nebbie
Polvere solubile
Materiale impregnato
Palline/tavolette/pani/mattonelle
Polvere bagnabile
Polvere
Granuli/fiocchi
Sospensione
Vernice
Contenuto medio (% in peso)
di COV della porzione inerte
66
20
56
21
40
29
23
39
12
38
27
25
21
25
15
64
2.5 Disaggregazione delle emissioni su reticolo
Una volta noto il valore comunale sorge l’esigenza, ai fini dell’applicazione di modellistica
per la dispersione e trasformazione degli inquinanti in atmosfera, di attribuire il valore
comunale sulle maglie di un reticolo quadrato di dimensioni appropriate.
In questo contesto si può suddividere il problema nei seguenti casi particolari:
• il dato da distribuire è una variabile estensiva ovvero dipende da una variabile
proporzionale al grado di copertura di ogni singola maglia (ad esempio le foreste, le
emissioni dal domestico, ecc.); in questo caso si utilizza il grado di copertura della
variabile su ogni singola maglia e si rapporta il valore comunale a tale grado di copertura;
• il dato da distribuire è una variabile intensiva ovvero dipende dalla presenza o meno
dell’attività stimata a livello comunale sulla singola maglia; in questo caso si utilizza il
peso della maglia sul totale comunale ottenuto dalla conoscenza della variabile proxy;
Il secondo caso è simile a quello precedente ed è basato sulla esatta conoscenza della attività
sulla singola maglia.
Nel primo caso, invece, si fa ricorso alle mappe sull’uso del suolo, ad esempio alle mappe
sviluppate da tutte le regioni e le province autonome nell’ambito del progetto comunitario
CORINE Land Cover. A partire dalle mappe è possibile, per ogni attività della classificazione
CORINE Land Cover, calcolare la copertura su ogni singola maglia.
Una volta effettuato il calcolo, le emissioni dall’attività i sulla maglia k si ottengono come:
Eik = Σ j (Eij Qkj Pkl / Σ kPkl)
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dove i l’attività le cui emissioni si vuole distribuire sulle maglie, j il comune, k la maglia, l la
variabile proxy assegnata all’attività i, Eij l’emissione totale dell’attività i nel comune j, Qkj
la porzione della maglia k ricadente nel comune j, Pkl la copertura della proxy (o tematismo) l
sulla maglia k.
2.6 Disaggregazione temporale delle emissioni
Le emissioni annue sono le prime informazioni che caratterizzano gli inventari. Una volta
effettuata la stima delle emissioni su base annuale è tuttavia necessario fornire una ulteriore
stima della loro distribuzione temporale soprattutto per l'utilizzo di modelli matematici per lo
studio della dispersione su breve periodo.
Dal punto di vista della modalità di funzionamento, infatti, bisogna distinguere in primo luogo
tra sorgenti continue e discontinue, identificando e caratterizzando i periodi di attività e quelli
di inattività. Sono sorgenti continue quelle sorgenti le cui emissioni sono caratterizzabili in
termini di regolarità (piccole variazioni di quantità emesse da un periodo all'altro), e
continuità (es. centrali termoelettriche di base) ovvero periodicità (es. riscaldamento
domestico) nelle emissioni. Sono sorgenti discontinue tutte le sorgenti che emettono in
maniera intermittente e non regolare, e comunque per piccoli periodi (es. qualche ora al
giorno).
In conseguenza, dal punto di vista della disaggregazione temporale dell'inventario devono
essere prese in considerazione:
• la disaggregazione oraria (nel corso delle ventiquattro ore);
• la disaggregazione stagionale (nei differenti mesi);
• la disaggregazione fra giorni festivi, prefestivi e feriali.
Tale variazione è in generale legata a parametri dipendenti dalla temperatura e a parametri di
tipo comportamentale o sociale quali l'orario lavorativo, i tassi di produzione, la richiesta di
energia elettrica, ecc.
Una volta individuato un gruppo di variabili di tipo socio-economico che descrivono la
variazione e rilevata la temperatura, è necessario correlare le emissioni ottenute su base annua
con tali variabili per ottenere la voluta disaggregazione temporale.
Tale distribuzione può essere stimata direttamente per le maggiori sorgenti puntuali mediante
indagini presso i gestori degli impianti. Per tutte le sorgenti di minore entità la suddivisione
deve essere ottenuta mediante l'utilizzo di fattori correttivi che giocano un ruolo simile alle
variabili surrogate nel caso della distribuzione spaziale.
La quantità di inquinante i emesso nella maglia k a causa dell'attività j nell'ora h del giorno
della settimana g del mese m è data da:
Eijkmgh = Eijk . fm . fg . fh / 8760
dove:
Eijk è la quantità annuale di inquinante i emesso nella maglia k a causa dell'attività j
fm è il fattore di distribuzione per i differenti mesi
fg è il fattore di distribuzione per i differenti giorni della settimana
fh è il fattore di distribuzione per le differenti ore del giorno.
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I fattori fm, fg, fh sono tali che:
Σ mΣ gΣ h fm . fg . fh = 8760
Per la distribuzione temporale delle emissioni è necessario fornire i fattori suddetti per ogni
attività della classificazione prescelta.
In generale i fattori fm, fg, fh si ottengono a partire dalla distribuzione di variabili surrogate.
Il fattore fm per la distribuzione mensile si ottiene come:
fm = (Vm / V) . 12
dove Vm è il fattore della variabile surrogata nel mese m e V è il totale annuale della variabile
stessa.
Il fattore per la distribuzione giornaliera si ottiene come:
fg = (V g / V) . 365
dove Vg è il valore della variabile surrogata nel giorno g e V è il valore annuale. Per quanto
riguarda i fattori fg si è soliti ricorrere alla suddivisione in giorni feriali, festivi e prefestivi. In
generale sono dunque sufficienti tre fattori.
Il fattore per la distribuzione oraria si ottiene infine come:
fh = (V h / V) . 24
dove Vh è il valore della variabile surrogata nell'ora h e V è il valore giornaliero.
Nella applicazione della metodologia alla regione, sono definite le percentuali delle emissioni
in un'ora sul totale giornaliero P h, in un giorno sul totale settimanale P g, in un mese sul totale
mensile P m tali che:
Pm = (V m / V) . 100
Pg = (Vg / V) . (365/7) . 100
Ph = (Vh / Vg) . 100
In conseguenza si ottiene:
fm = (P m / 100) . 12
fh = (P h / 100) . 24
fg = (P g / 100) . 7
da cui, in definitiva, detta Em l'emissione totale mensile, Eg l'emissione totale "tipo"
giornaliera e Eh l'emissione totale "tipo" oraria:
Em = (P m / 100) . E = (fm / 12) . E
Eg = (P g / 100) . (7/365) . E = fg / 365 . E
Eh = (P h / 100) . E/365 = fg / (24 .365) . E
Emgh = P m . P g . Ph .84/365000000
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2.7 Metodologia per l’assegnazione dell’incertezza
Nell’inventario l’incertezza nei dati di emissione è valutata adottando la metodologia Data
Attribute Rating System (DARS) dell’EPA, l’Agenzia americana preposta alla tutela
dell’ambiente. Il metodo descritto da Beck nel 1994 era stato inizialmente ideato come
strumento di valutazione degli inventari di emissione. In seguito nell’ambito del programma
Emission Inventory Improvement Program (EIIP) sono state effettuate modifiche alla struttura
originaria. I criteri di valutazione, inizialmente formulati per le metodologie relative alle
sorgenti di emissione di tipo areale, sono stati estesi alla valutazione delle sorgenti puntuali e
mobili. Inoltre è stata conseguita una maggiore specificità soprattutto attraverso lo spazio
dedicato alle peculiarità regionali, in termini di metodologie, tipologie di sorgenti e inventari
territoriali particolari.
Il metodo DARS nella versione EIIP, ai fini della determinazione dell’incertezza nei dati di
emissione, prevede l’assegnazione di quattro punteggi differenti sia ai dati di attività che ai
fattori di emissione, secondo i seguenti criteri:
• Misurazione,
• Specificità della fonte ,
• Congruità spaziale,
• Congruità temporale.
Originariamente il DARS prevedeva cinque attributi, successivamente ridotti attraverso la
combinazione dell’attributo “specificità dell’inquinante” all’interno del criterio
“misurazione”.
L’assunzione di base è che i quattro criteri siano “ortogonali”, nel senso che debbano essere
considerati, come i rispettivi punteggi, indipendenti l’uno dall’altro. D’altro canto, con
riferimento al singolo criterio, i punteggi relativi al fattore di emissione e al dato di attività
non possono essere considerati indipendenti perché la scelta dell’uno implica la scelta
dell’altro.
I punteggi assoluti inizialmente assegnati variano da 1 a 10; vengono poi ottenuti punteggi
relativi dividendo ogni punteggio assoluto per il massimo. Il punteggio maggiore viene
assegnato ai dati che si ritiene siano caratterizzati da un’incertezza minore. Il punteggio finale
viene quindi elaborato calcolando, per l’insieme dei criteri, la media dei prodotti tra punteggio
relativo al fattore di emissione e punteggio relativo al dato di attività (Tabella 3). Prima di
calcolare la media, ciascun prodotto viene moltiplicato per 10 in modo da ottenere un
punteggio finale compreso tra 1 e 10.
Un caso particolare rispetto ai precedent i è rappresentato da quelle situazioni,
prevalentemente relative alle sorgenti puntuali, in cui le emissioni sono direttamente misurate
alla specifica sorgente (in continua o tramite campagne di misurazione periodica).
In questo caso l’incertezza è assegnata direttamente all’emissione. Anche in questo caso può
essere assegnata una incertezza ai livelli di attività, ma quest’ultima non è rilevante ai fini del
calcolo dell’incertezza sulle emissioni.
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Tabella 3 - Metodo di assegnazione dei punteggi
Criterio
Misurazione / Metodo
Specificità della fonte
Congruità spaziale
Congruità temporale
Fattore di emissione
e1
e2
e3
e4
Dato di attività Dato di emissione
a1
e1 * a1
a2
e2 * a2
a3
e3 * a3
a4
e4 * a4
Punteggio composto
2.7.1
Σ 4 i=1 (ei * ai )/4
Emissioni direttamente misurate alle sorgenti puntuali
Nei casi in cui il dato sulla quantità di inquinante emesso in atmosfera viene fornito a seguito
di analisi effettuate sui fumi in uscita dai camini, il punteggio di ciascuno dei quattro criteri
viene assegnato subito al prodotto finale, quindi senza dover calcolare quest’ultimo tramite la
moltiplicazione del punteggio dell’indicatore di attività con il punteggio del fattore di
emissione.
Specificatamente, nel caso di misurazioni effettuate tramite monitoraggio in continuo delle
emissioni, i punteggi assegnati sono 10 per il criterio misurazione, 10 per la specificità della
fonte, 10 per la congruità spaziale e 10 per la congruità temporale (a meno che le analisi
facciano riferimento ad un anno differente da quello preso in considerazione; il tal caso il
punteggio assegnato sarà minore, in linea con quanto riportato di seguito in relazione alla
congruità temporale). Nel caso in cui le emissioni siano calcolate mediante misurazioni
effettuate periodicamente, i punteggi assegnati sono 8 per il criterio misurazione, 10 per la
specificità della fonte, 10 per la congruità spaziale e 10 per la congruità temporale (sempre
che l’anno di riferimento delle analisi sia quello in considerazione).
2.7.2
Fattori di emissione
L’assegnazione del punteggio di incertezza relativamente ai fattori di emissione è analogo sia
che questi siano stati utilizzati per la stima delle emissioni da sorgenti diffuse che per la stima
delle emissioni da sorgenti puntua li.
2.7.2.1 Criterio di misurazione
I punteggi per il criterio di misurazione sono assegnati in base alle valutazioni riportate dalla
fonte di provenienza del fattore stesso. Solitamente al fattore di emissione è associato un
codice (da A ad E) che fornisce un’idea dell’alta o bassa precisione del dato, come previsto
per i fattori di emissioni contenuti in “Compilation of Air Pollutant Emission Factors”
dell’US EPA (AP-42).
Nel capitolo Good Practice Guidance for CLRTAP Emission Inventories" dell’Atmospheric
Emission Inventory Guidebook (ETC/ACC, 2001) è fornita una vera e propria metodologia
per rappresentare la qualità generale del fattore di emissione. La stima della qualità del dato
viene assegnata in accordo con le seguenti definizioni:
A. Una stima basata su un largo numero di misurazioni fatte su un largo numero di impianti
che rappresentano completamente il settore;
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B. Una stima basata su un largo numero di misurazioni fatte su un largo numero di impianti
che rappresentano una buona parte del settore;
C. Una stima basata su un numero di misurazioni fatta su un numero piccolo di impianti
rappresentativi o basata su valutazioni ingegneristiche;
D. Una stima basata su una singola misura o su un calcolo ingegneristico derivante da un
numero di fatti rilevanti e alcune assunzioni;
E. Una stima basata su calcoli ingegneristici derivanti soltanto da assunzioni.
È inoltre possibile associare ad ogni punteggio delle percentuali che forniscono un intervallo
di possibili valori di incertezza del fattore di emissione (Tabella 4).
Tabella 4 - Intervallo di errore del fattore di emissione
Stima
A
B
C
D
E
Tipico intervallo di errore
+/- 10-30%
+/- 20-60%
+/- 50-150%
+/- 100-300%
+/- ordine di grandezza
La metodologia DARS prevede l’attribuzione di punteggi numerici per ognuno dei codici
assegnati ai fattori di emissione degli inquinanti principali. I valori di conversione elaborati
nella metodologia DARS sono riportati nella Tabella 5.
Tabella 5 – Codici AP-42 e punteggi DARS corrispondenti
A
B
C
D
E
NOx
6
6
5
5
4
SOx
6
6
5
5
4
CO
6
6
5
5
4
COV
5
5
4
4
3
PSF
5
5
4
4
3
2.7.2.2 Specificità della fonte
Relativamente alla specificità della fonte l’assegnazione dei punteggi dei fattori di emissione
segue la procedura riportata in Tabella 6.
Tabella 6 - Criterio di specificità della fonte per il fattore di emissione
Punteggio
Fattore sviluppato specificatamente per la sorgente dell’emissione
10
Fattore sviluppato per un sottoinsieme o sovrainsieme dell’attività relativa alla sorgente dell’emissione.
Bassa variabilità attesa (<10%)
9
Fattore sviluppato per una categoria similare con bassa variabilità attesa (<10%)
8
Fattore sviluppato per una categoria similare, un sottoinsieme o sovrainsieme dell’attività relativa alla
7
sorgente dell’emissione. Variabilità attesa da bassa a moderata (10% -100%)
sorgente dell’emissione. Variabilità attesa da moderata ad alta (100%-1000%)
6
sorgente dell’emissione. Alta variabilità attesa (>1000%)
5
Fattore sviluppato per una categoria surrogata con informazioni limitate
3
Fattore sviluppato per una categoria surrogata e applicato tramite giudizio di esperti
1
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2.7.2.3 Congruità spaziale
I punteggi sulla congruità spaziale del fattore di emissione sono assegnati in base alla
procedura riportata in Tabella 7.
Tabella 7 – Congruità spaziale per il fa ttore di emissione
Punteggio
Fattore sviluppato specificatamente per la scala spaziale considerata
10
Fattore sviluppato per un ambito territoriale maggiore o minore di quello per il quale viene applicato o
per un ambito territoriale diverso ma di estensione simile. Variabilità attesa bassa (<10%)
8
per un ambito territoriale diverso ma di estensione simile. Variabilità attesa mo derata (10% -100%)
7
per un ambito territoriale diverso ma di estensione simile. Variabilità attesa da moderata ad alta (100% 1000%)
5
3
per un ambito territoriale diverso ma di estensione simile. Variabilità attesa alta (>1000%)
Fattore sviluppato per una scala spaziale sconosciuta
1
2.7.2.4 Congruità temporale
La congruità temporale del fattore di emissione viene considerata tramite l’assegnazione dei
punteggi riportati in Tabella 8.
Tabella 8 – Congruità temporale per il fattore di emissione
Punteggio
Fattore sviluppato e applicabile alla stessa scala temporale
10
Fattore derivante da periodi di misurazioni ripetute per la stessa scala temporale
9
Fattore derivante da un periodo più lungo o più corto, o per un anno differente. Variabilità attesa bassa
(<10%)
8
Fattore derivante da un periodo più lungo o più corto, o per un anno differente. Variabilità attesa da
bassa a moderata (10% -100%)
7
Fattore derivante da un periodo più lungo o più corto, o per un anno differente. Variabilità attesa da
5
moderata ad alta (100%-1000%)
Fattore derivante da un periodo più lungo o più corto, o per un anno differente. Variabilità attesa alta
(>1000%)
3
Fattore di cui è difficile stabilire la variabilità temporale per mancanza di dati
1
2.7.3
Livelli di attività diffuse e lineari
La metodologia DARS è stata personalizzata ai fini di una maggiore rispondenza alla realtà
territoriale che l’inventario in oggetto vuole rappresentare. Si riportano nel seguito i criteri
scelti per l’assegnazione dei punteggi.
2.7.3.1 Criterio di misurazione
Relativamente al criterio di misurazione i punteggi utilizzati sono riportati in Tabella 9.
Tabella 9 - Criterio di misurazione per le attività diffuse e lineari
Indicatore di Attività
Punteggio
Dati di produzione o di consumo dichiarati dalle aziende
Dati di superficie tratta da CORINE Land Cover (“11050100 Paludi non drenate e salmastre”,
“11060100 Laghi” e “11060500 Fiumi”)
Dati di attività relativi a sorgenti lineari provenienti da conteggi in continua dei flussi o dei
10
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Tabella 9 - Criterio di misurazione per le attività diffuse e lineari
Punteggio
movimenti dettagliati per le attività dell’inventario
Dati di attività relativi a sorgenti lineari provenienti da conteggi in continua dei flussi o dei
movimenti per classi di attività superiori a quelle dell'inventario
8
Dati di attività stimati statisticamente
8
Dati di attività stimati sulla base dei dati di capacità
8
Dati di attività stimati attraverso modelli
6
Dati di attività relativi a sorgenti lineari provenienti da modelli di assegnazione dei flussi per classi
6
di attività superiori a quelle dell'inventario
Dati di attività relativi a sorgenti lineari provenienti da stime di massima basate su misure saltuarie
4
2.7.3.2 Specificità della fonte
In Tabella 10 sono illustrati i punteggi utilizzati per il criterio di specificità della fonte.
Tabella 10 - Criterio di specificità della fonte per le attività diffuse e lineari
Punteggio
Dati di attività che rappresentano esattamente il processo di emissione
10
Dati di attività relativi a sorgenti lineari
10
Dati non attinenti alle attività cui vengono assegnati (ad es. numero di veicoli immatricolati nell’anno per
“06040900 deparaffinazione di veicoli”)
7
2.7.3.3 Congruità temporale
I punteggi utilizzati per il criterio temporale sono infine illustrati in Tabella 11.
Tabella 11 - Criterio di congruità temporale per le attività diffuse e lineari
Punteggio
Dati di attività relativi al periodo temporale rappresentato dall'inventario
10
Dati di attività rappresentativi di un anno diverso da quello rappresentato dall'inventario affetti da
8
una variabilità temporale bassa
Dati di attività rappresentativi di un anno diverso da quello rappresentato dall'inventario affetti da
una variabilità temporale da bassa a moderata
7
2.7.3.4 Congruità spaziale
Il criterio spaziale viene applicato all’inventario in oggetto assegnando i punteggi riportati in
Tabella 12.
Tabella 12 - Criterio di congruità spaziale per le attività diffuse e lineari
Punteggio
Dati di attività dis ponibili a livello comunale
10
Dati di attività relativi a sorgenti lineari
10
Dati di attività disponibili solo a livello provinciale con disponibilità di proxy a livello comunale
9
(con forte correlazione con l’attività)
Dati di attività disponibili solo a livello regionale con disponibilità di proxy a livello provinciale e
comunale (con forte correlazione con l’attività)
8
Dati di attività disponibili solo a livello provinciale con disponibilità di proxy a livello comunale
(con debole correlazione con l’attività)
7
Dati di attività disponibili solo a livello regionale con disponibilità di proxy unicamente a livello
7
comunale (con forte correlazione con l’attività)
Dati di attività disponibili solo a livello regionale con disponibilità di proxy a livello provinciale e
6
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comunale (con debole correlazione con l’attività)
Dati di attività disponibili solo a livello regionale con disponibilità di proxy unicamente a livello
comunale (con debole correlazione con l’attività)
Dati di attività regionali non noti stimati sulla base del totale nazionale con disponibilità di proxy
a livello provinciale e comunale
Dati di attività regionali non noti stimati sulla base del totale nazionale con disponibilità di proxy
unicamente a livello comunale
2.7.4
5
4
3
Livelli di attività puntuali
Per l’assegnazione di un valore di qualità delle emissioni associate ad una sorgente puntuale,
la metodologia DARS è stata personalizzata in modo da poter essere applicata anche in caso
di emissioni dichiarate direttamente dall’azienda durante il censimento tramite risposta
all’apposito questionario. In questo caso si procede come per le sorgenti diffuse integrando
l’incertezza dei livelli di attività dichiarati dall’azienda con l’incertezza dei fattori di
emissione. Per l’incertezza sui fattori di emissione si rimanda a quanto detto nel paragrafo
2.7.1. Per quel che concerne l’indicatore di attività per le sorgenti puntuali, i criteri cui viene
assegnato un punteggio sono gli stessi considerati per le attività diffuse e sono riprotati nel
seguito.
2.7.4.1 Criterio di misurazione per i livelli di attività
Per il criterio misurazione i punteggi utilizzati sono riportati in Tabella 13.
Tabella 13 - Criterio di misurazione per le attività puntuali
Punteggio
Dati di produzione o di consumo dichiarati dalle aziende
10
Dati di produzione o di consumo dichiarati dalle aziende. Variabilità attesa bassa (<10%)
9
Dati di produzione o di consumo dichiarati dalle aziende. Variabilità attesa da bassa a moderata
(10%-100%)
7
Dati derivati da misurazioni di attività associate a quella considerata
6
Dati di attività stimati tramite principi ingegneristici o fisici
3
Dati di attività stimati attraverso giudizi di esperti
1
2.7.4.2 Criterio di specificità della fonte per i livelli di attività
In relazione alla specificità della fonte, i punteggi attribuiti all’indicatore di attività seguono
quanto riportato in Tabella 14.
Tabella 14 - Criterio di specificità della fonte per le attività puntuali
Dati di attività rappresentanti con precisione il processo di emissione
Attività strettamente correlata con l’attività di emissione
Dati di attività per un processo similare e con elevata correlazione alla categ. o al proc. considerati
Dati di attività in qualche maniera correlati alla categoria o al processo considerati
Dati di attività provenienti da categorie surrogate, con informazioni limitate
Dati di attività provenienti da categorie surrogate ed applicati tramite giudizi di esperti
Punteggio
10
9
7
5
3
1
2.7.4.3 Criterio di congruità spaziale per i livelli di attività
Il punteggio assegnato ai livelli di attività per quanto riguarda la congruità spaziale è 10 in
quanto il dato fa sempre riferimento all’attività o all’impianto da cui proviene l’emissione di
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inquinanti in atmosfera. Eventuali casi in cui questa supposizione non sia verificata possono
essere considerati in maniera adeguata con l’assegnazione di un punteggio inferiore.
2.7.4.4 Criterio di congruità temporale per i livelli di attività
Il criterio ci congruità temporale prevede l’assegnazione di un punteggio per il livello di
attività di impianti puntuali come riportato in Tabella 15.
Tabella 15 - Criterio di congruità temporale per le attività puntuali
Punteggio
Dati di attività riferiti specificatamente al periodo considerato nell’inventario
10
Dati derivati da misurazioni periodiche nello stesso periodo di tempo considerato
9
Dati di attività riferiti a periodo più lungo corto, o anno differente. Variab. attesa bassa (<10%)
8
Dati di attività riferiti ad un periodo più lungo o più corto, o ad un anno differente. Variabilità
7
attesa da bassa a moderata (10%-100%)
Dati di attività riferiti ad un periodo più lungo o più corto, o ad un anno differente. Variabilità
attesa da moderata ad alta (100%-1000%)
5
Dati di attività riferiti a periodo più lungo corto, o anno differente. Variab. attesa alta (>1000%)
3
Dati di attività relativi a periodo temp. diverso o con difficoltà di stima della variabilità temp.
1
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capitolo 2 - ARTA - Assessorato Territorio ed Ambiente

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