Valutazione della dispersione in atmosfera degli inquinanti

Valutazione della dispersione in atmosfera degli inquinanti
da traffico veicolare sul territorio del comune di Catania
CARUSO – TREFIC ARIA Impact – Micro Swift Spray (MSS)
La qualità dell’aria all’interno delle aree urbane è determinata in modo significativo dalla domanda di mobilità e dal
modo in cui essa viene soddisfatta dal traffico veicolare. Ai fini della valutazione dell’impatto delle emissioni
inquinanti da traffico sul comune di Catania, ARIANET ha utilizzato una catena modellistica integrata, articolata in 4
sottosistemi:
CARUSO, per la stima del livello di carico veicolare sulla rete stradale;
TREFIC, per il calcolo delle emissioni inquinanti da traffico veicolare;
ARIA Impact, per la simulazione della dispersione in atmosfera degli inquinanti aeriformi;
Micro Swift Spray, per la dinamica della dispersione di inquinanti negli strati più bassi dell’atmosfera.
Il sistema informatico descritto è in grado di
affrontare, anche in tempo reale, le tematiche più
ricorrenti, connesse con l’inquinamento prodotto
dal traffico urbano:
l’assimilazione ed elaborazione di dati di traffico
puntuali al fine di definire i volumi di traffico
sull’intera rete stradale (CARUSO);
la stima della quantità di inquinanti emessi dai
veicoli a motore circolanti sulla rete (TREFIC);
la simulazione della dispersione atmosferica
degli inquinanti su diverse scale spazio- temporali,
per ottenere i valori di concentrazione in atmosfera
(ARIA Impact);
lo studio della dispersione di inquinanti a
microscala in presenza di ostacoli: caso tipico dei
“canyon stradali” (MSS).
La suite modellistica consente il trattamento di tutti
i tipi di inquinanti inerti (gas e particolato) e quindi,
in particolare, quelli attualmente “critici” per il
rispetto dei vincoli imposti della nuova legge
europea recentemente recepita anche in Italia.
I risultati delle simulazioni possono essere verificati
attraverso il confronto con le concentrazioni
misurate dalla rete di monitoraggio della qualità
dell’aria.
I dati di traffico si basano sulla definizione
degli archi stradali principali e sulla loro
caratterizzazione in base a: capacità
(veicoli equivalenti / h), velocità massima
di percorrenza (km/h) e curve di deflusso
(flusso / capacità). Per l’elaborazione
CARUSO
(“CAR
Usage
System
Optimization”) utilizza misure di flussi
calcolati (conteggi di traffico in ingresso)
e dati relativi all’ora di punta mattutina
(8.00-9.00)
riguardanti
25
sezioni
selezionate.
Grafo originale e relativi flussi di traffico calcolati da CARUSO
Il sistema TREFIC (“TRaffic Emission
Factor Improved Calculation”) calcola
le emissioni inquinanti dei veicoli
secondo la metodologia ufficiale
europea COPERT III. Disponendo
della classificazione del parco
circolante a Catania (ACI 2001) in
termini
di
età,
cilindrata,
alimentazione, il codice utilizza i
flussi e le velocità dei veicoli,
calcolati con il modello di traffico
CARUSO, per ricavare la quantità di
inquinante emessa da ogni arco
stradale.
Emissione veicolari di CO e benzene
ARIA ImpactTM è una suite completa per la
valutazione dell’impatto statistico a lungo
termine delle emissioni inquinanti, in
particolare da traffico veicolare e sorgenti
industriali, sulla qualità dell’aria. Il modulo di
dispersione in atmosfera è un modello
gaussiano, con parametrizzazione della
turbolenza mediante la definizione delle
categorie di stabilità.
In uscita è possibile ottenere le mappe di
concentrazioni medie e di percentili sul periodo
di riferimento, la frequenza dei superamenti dei
valori limite e guida previsti dalle normative.
Media annuale di CO (sinistra) e
benzene (destra)
La dinamica della dispersione di inquinanti negli strati più bassi
dell’atmosfera è influenzata dalla presenza di ostacoli e, in presenza di
ambienti confinati, si possono verificare episodi di elevato inquinamento: è
il caso tipico di “canyon stradali”, come l’incrocio tra via Rapisardi/via
Lavaggi-via Filzi; questo tipo di simulazione richiede pertanto una
risoluzione spaziale di qualche metro ed i modelli utilizzati devono essere
in grado di considerare opportunamente gli effetti indotti dalla presenza di
ostacoli (edifici, barriere, etc.) sulla dispersione degli inquinanti (gassosi e
particolato) emessi dal traffico autoveicolare. È stata quindi utilizzata la
suite MSS che si articola in due sottosistemi:
300
4151.68
2
4151.66
200
4151.64
1
4
3
4151.62
100
4151.6
2526.58
MicroSWIFT, per la ricostruzione diagnostica
del campo di vento e turbolenza al suolo;
2526.6
2526.62
2526.64
2526.66
2526.68
2526.7
2526.72
1
MicroSPRAY, per la simulazione tridimensionale della diffusione
di inquinanti inerti. Es: concentrazione di NOx al suolo in mg/m3