Strumenti personali
Tu sei qui: Portale Temi ambientali Aria Qualità dell'aria Approfondimenti Modello CALPUFF

Modello CALPUFF

Il modello di dispersione CALPUFF è stato utilizzato quale strumento modellistico di supporto decisionale per l’identificazione di politiche volte alla riduzione di una delle fonti principali di emissione a livello urbano, il traffico veicolare.

  • Inquinamento Atmosferico nel Comune di Padova: implementazione di uno strumento di supporto alle decisioni in materia di traffico veicolare (progetto co-finanziato da Ministero dell’Ambiente, Comune di Padova e ARPAV)

Applicazione del modello di dispersione CALPUFF alle misure di limitazione della circolazione a Padova nell’inverno 2003-2004

Il progetto ha avuto l’obiettivo di fornire al Comune di Padova uno strumento modellistico di supporto decisionale per l’identificazione delle politiche relative al traffico veicolare, in rapporto alle problematiche inerenti l’inquinamento atmosferico nell’area urbana.

Lo strumento modellistico utilizzato è un modello deterministico lagrangiano CALPUFF (Scire et al., 2001) sviluppato dall’Atmospheric Studies Group Earth Tech, che calcola le concentrazioni degli inquinanti nel territorio urbano.

Al modello sono stati anteposti tre diversi preprocessori necessari alla elaborazione dei dati di ingresso e alla predisposizione degli stessi in un formato comprensibile dal modello: un preprocessore utilizza i dati del sistema viario Padovano e comunica al modello la geometria delle strade; un altro processore calcola le emissioni di inquinanti per ogni strada utilizzando informazioni contenute su base dati di varie fonti ed un metodo di elaborazione approvato a livello europeo; un altro preprocessore infine calcola le variabili meteorologiche indirette, ovvero collegate alle variabili misurate direttamente da ARPAV, ma esse stesse non misurabili tramite strumentazione.

L’applicazione della catena modellistica ha permesso di:

  • ricostruire la variabilità spaziale dei livelli di concentrazione degli inquinanti emessi dal traffico veicolare;
  • quantificare i benefici, in termini di riduzione della concentrazione degli inquinanti, di ipotetici scenari di intervento sul traffico viabilistico cittadino, una delle fonti principali di emissione a livello urbano.

In particolare lo studio si è soffermato su due diversi inquinanti: il benzene e il PM10.

Le simulazioni modellistiche, che richiedono tempi di calcolo piuttosto lunghi, sono state applicate nel periodo invernale di tipica criticità per la qualità dell’arià, per 5 settimane, dall’11 novembre 2002 al 16 dicembre 2002.

Per il benzene si è evidenziata una tendenza alla sovrastima dei livelli di concentrazione rispetto a quanto misurato dalle stazioni di monitoraggio. Tale sovrastima si è ipotizzato potesse essere dovuta ad una errata stima della capacità dispersiva degli inquinanti da parte dell’atmosfera. In una delle cinque settimane, infatti, grazie all’alta capacità dispersiva dell’atmosfera, sia misure che modello hanno riportato concentrazioni di inquinamento contenute. Nelle altre quattro settimane, invece, si è verificata la sovrastima del modello.

Per le polveri PM10 il modello ha calcolato concentrazioni tra 1/6 e 1/8 del valore di concentrazione misurato presso le stazioni di monitoraggio. La correlazione tra valori stimati e valori misurati è invece risultata migliore di quella ottenuta per il benzene nel caso della stazione di Padova-Arcella, mentre è risultata piuttosto scarsa nel caso di Padova-Mandria.

Analisi dei risultati

Una prima considerazione riguarda la posizione rispetto al grafo urbano della stazione di Mandria. Essendo situata ai confini sud occidentali della città, la simulazione modellistica ne sottostima l’esposizione in quanto nel calcolo è stata considerata solo l’emissione della viabilità del Comune di Padova e non dei Comuni contermini.

Circa i livelli di concentrazione del PM10 calcolati dal modello bisogna tenere presente che ciò che è stato simulato dalla catena modellistica è il solo PM10 primario, ovvero direttamente emesso dal traffico veicolare, mentre non è stimata la componente secondaria. Nell’applicazione modellistica non sono state considerate le componenti dell’inquinamento provenienti da fonti di emissioni esterne al Comune di Padova, nè da fonti di emissioni interne al Comune e provenienti da altre sorgenti emissive quali l’industria e il riscaldamento domestico.

Uno studio APAT su varie realtà urbane italiane stima che in un sito di tipologia background urbano, la concentrazione di polveri PM10 sia attribuibile, per il 20% al traffico locale, per il 24% ad altre fonti di inquinamento interne al Comune ed per il restante 56% a fonti esterne (incluso l’inquinamento da traffico proveniente dall’esterno del Comune di Padova).

Nel presente studio i valori ottenuti dal modello sul Comune di Padova sono il linea con la stima APAT per il PM10 dovuta al traffico locale (20%) e mediamente pari a circa il 17% (1/6) per la stazione di Padova- Arcella e al 13% (1/8) per la stazione di Padova-Mandria.

Per quantificare i benefici, in termini di riduzione della concentrazione degli inquinanti, sono stati simulati tre differenti scenari:

  1. il primo ipotizzava il completo rinnovo del parco veicolare circolante con l’eliminazione di tutti i veicoli pre-Euro ed Euro 1 diesel nella fascia oraria 9-19;
  2. il secondo prevedeva il medesimo rinnovo del parco veicolare e un decremento dei flussi veicolari nella fascia oraria 9-19 del 6% - decremento che corrispondeva a quanto già valutato da ARPAV (ARPAV, 2004) nell’applicazione della misura 1 della prima edizione della “Carta di Padova” (inverno 2003-2004)-;
  3. il terzo del tutto simile al precedente ma con flussi decrementati del 18% - decremento misurato per la misura 2 della medesima prima edizione della “Carta di Padova”.

In tutti gli scenari i mezzi pubblici sono ammessi alla circolazione in quanto non soggetti a limitazioni del traffico. A partire dall’ipotesi di applicare i tre scenari su tutto il grafo urbano e su tutte le categorie veicolari, i decrementi delle emissioni giornaliere che si sono ottenuti rispettivamente per il benzene e per il PM10 primario da traffico locale sono stati: 48% e 19% nello scenario 1; 49% e 22% nello scenario 2; 51% e 27% nello scenario 3.

L’analisi dei risultati modellistici ha inoltre permesso di raffrontarne gli effetti sulle concentrazioni di possibili politiche di intervento sul traffico rispetto a quelli associati alla variabilità meteorologica.

Nel caso del PM10, si è concluso, che la variabilità sulle concentrazioni ascrivibile alla meteorologia sovrasta enormemente quella degli scenari di limitazione del traffico: l’effetto meteorologico agisce su tutte le sorgenti, siano esse locali o esterne all’agglomerato, mente le azioni si limiterebbero ad agire sul 20% dei livelli di concentrazione.

 

Applicazioni modellistiche di trasporto e diffusione degli inquinanti in atmosfera

Azioni sul documento

ultima modifica 29/06/2012 11:55

Stazioni qualità dell'aria

Mappa delle stazioni attive in Veneto

APP qualità Aria

APP Aria

Ozono - Dati in diretta

Vai alla sezione