QUADRO DI RIFERIMENTO AMBIENTALE ATMOSFERA...

Inquinamento atmosferico da traffico veicolare SLIDE 1

ARIA

Potenziali effetti negativi

Produzioni significative di inquinamento atmosferico (polvere ecc.)

durante la fase di cantiere

Contributi all'inquinamento atmosferico locale da macro-inquinanti emessi da

sorgenti puntuali

Contributi all'inquinamento atmosferico locale da micro-inquinanti emessi da

sorgenti puntuali

Contributi non trascurabili ad inquinamenti atmosferici (es.piogge acide)

transfrontalieri

Inquinamento atmosferico da sostanze pericolose provenienti da

sorgenti diffuse

Contributi all'inquinamento atmosferico locale da parte del traffico

indotto dal progetto

Produzione di cattivi odori

Produzione di aerosol potenzialmente pericolosi

Rischi di incidenti con fuoriuscita di nubi tossiche

Potenziali effetti positivi

• Riduzione dell'inquinamento atmosferico locale attuale.

QUADRO DI RIFERIMENTO AMBIENTALE

ATMOSFERA – EFFETTI STATICI

LINEE GUIDA V.I.A.

Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio


INQUINAMENTO ATMOSFERICO DA

TRAFFICO VEICOLARE

SOSTANZE INQUINANTI EMESSE;

NORME DI RIFERIMENTO

MODELLI PER LA STIMA DELLE MISSIONI;

MODELLI DI PROPAGAZIONE.


Emissioni evaporative

Perdite al rifornimento

Emissioni

allo scarico

Fonti di emissioni da veicolo

emissioni in marcia, sono le normali perdite evaporative che si verificano

durante la marcia del veicolo.

Usura freni

Risospensione

(Particolato)

Attrito


LE SOSTANZE INQUINANTI CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLO STATO FISICO

SOSTANZE

INQUINANTI

GASSOSE

LIQUIDE

SOLIDE

VAPORI

PARTICELLE

Particolato

Sostanze

gassose

CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA GENESI INQUINANTI PRIMARI: Emessi direttamente dalle sorgenti

INQUINANTI SECONDARI: Si formano a seguito di reazioni chimiche tra gli inquinanti primari

CLASSIFICAZIONE IN BASE AL COMPORTAMENTO CHIMICO INQUINANTI INERTI: Non suscettibili di partecipare a reazioni (in condizioni tipiche di

esistenza dell’atmosfera)

INQUINANTI SECONDARI: Suscettibili di partecipare a reazioni (in condizioni tipiche di esistenza

dell’atmosfera)

CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA COMPOSIZIONE CHIMICA

COMPOSTI ORGANICI – contenenti carbonio

COMPOSTI NON ORGANICI

Fotochimici

Non Fotochimici


LE SOSTANZE INQUINANTI

PRINCIPALI INQUINANTI PRODOTTI DAL FUNZIONAMENTO DELLE

INFRASTRUTTURE DI TRASPORTO

MONOSSIDO DI CARBONIO (CO)

ANIDRIDE CARBONICA (CO2)

IDROCARBURI (HC): non metanici (NMHC) e quelli policiclici aromatici (IPA)

COMPOSTI ORGANICI nella forma di articolato (PTS)

OSSIDI DI AZOTO (NOX)

OZONO (O3) E GLI ALTRI INQUINANTI FOTOCHIMICA;

OSSIDI DI ZOLFO (SOX);

PIOMBO E SUOI COMPOSTI

MONOSSIDO DI CARBONIO (CO)- Gas incolore e inodore dannoso per l’uomo poiché si

combina con l’emoglobina del sangue riducendone la capacità di trasporto dell’ossigeno. Fonte

principale di tale inquinante sono i veicoli stradali (generato dalla combustione di sostanze

organiche). La sua concentrazioni in corrispondenza di una strada presenta una forte variabilità

spaziale (valori massimi in asse alla strada). Pronunciata variabilità in funzione delle condizioni

atmosferiche (notevole influenza della presenza del vento, che tende a ridurne l’entità, e a

carattere stagionale).





ANIDRIDE CARBONICA (CO2) – Gas normalmente presente nell’atmosfera, pur non essendo

considerato un’inquinante in senso proprio, è responsabile dell’effetto serra che determina

l’aumento della temperatura del pianeta.

GLI IDROCARBURI (HC) – Composti organici costituiti da atomi di carbonio e idrogeno (

classificati in base alla composizione ponderale dei componenti). Principali problemi derivanti

dalla presenza di idrocarburi:

Partecipano ai processi di formazione dello smog fotochimico (prendono parte solo gli

idrocarburi reattivi RHC – difficili da individuare vengono considerati tali tutti tranne il

metano)

Gli idrocarburi aromatici (CnH2n+6) agiscono direttamente e negativamente su varie

componenti dell’ecosistema (p.e. sono cancerogeni per l’uomo).

NOME Formula Bruta Peso Molecolare

Benzene C6H6 78.11

Toulene C7H8 92.13

Orto-xilene C8H10 106.16

Meta-xilene C8H10 106.16

Para-xilene C8H10 106.16

Etilbenzene C8H11 106.16

Para-cimene C10H16 134.21

Difenile C12H12 154.2

Difenilmetano C13H14 168.2

Stirene C14H15 104.14


LE SOSTANZE INQUINANTI PRINCIPALI INQUINANTI PRODOTTI DAL FUNZIONAMENTO DELLE


PARTICOLATO – Per sostanza in sospensione o aerosol si intende una qualsiasi sostanza (eccetto l’acqua) presente

in forma di particelle solide o liquide in sospensione nell’atmosfera (dimensione > delle scale molecolari 0.001mm). La

caratterizzazione del particolato richiede la specifica della sua concentrazione , della dimensione (diametro equivalente)

della composizione chimica.

Dimensione: decine di Ångstroms (1Å=10-10 m) <Dimensione< qualche centinaio di micrometri (1 mm=10-6 m)

Fine D< 2.5 mm

Grossolano D> 2.5 mm

Caratteristiche generali

Polveri (D> 1 mm) particelle solide prodotte da meccanismi di disgregazione dei materiali

Fumi (D > 1 mm) particelle solide prodotte dalla condensazione di sostanze precedentemente allo stato di vapore

Caligine (D> 1 mm) costituita da un miscuglio di acqua inquinanti e polveri

Foschie (D> 1 mm) sospensioni liquide costituite da particelle di acqua fluttuanti o precipitanti verso il basso

OSSIDI DI AZOTO – È un elemento chimico essenziale alla vita di tutti gli organismi . I processi di

combustione di diversi tipi di sostanze in presenza di aria causano l’ossidazione dell’azoto atmosferico e

la produzione di ossidi di azoto sotto forma gassosa. Gli ossidi di azoto indicati con la sigla NOX (NO2 ,

NO3 , ecc.) sono tra gli inquinanti ritenuti maggiormente pericolosi:

responsabili dello smog fotochimico,

irritante polmonare,

provoca effetti dannosi sulle piante.





OZONO (O3) - Gas incolore dall’odore pungente normalmente presente nell’aria atmosferica. I

problemi di inquinamento dell’aria da ozono sono legati al significativo incremento che la concentrazione

di questo gas subisce in zone immediatamente prossime al suolo a causa dei fenomeni di formazione

dello smog fotochimico, di cui è importante costituente. La formazione di avviene attraverso un

processo di reazione chimica molto complesso (fotolisi del biossido di azoto causata dall’energia solare

e soprattutto ossidazione dell NO doviuta alle molecole di idrocarburi ). L’ozono è dannoso per l’uomo e

le altre specie animali in quanto: è un irritante polmonare, riduce le funzioni dei polmoni ed aumenta la

vulnerabilità dell’organismo nei confronti delle infezioni dell’apparato respiratorio. E inoltre tossico per

alcune specie vegetali e dannoso per alcuni materiali

ALTRI COMPOSTI FOTOCHIMICI - Le complesse reazioni di formazione dello smog fotochimico (a cui

partecipano principalmente gli ossidi di azoto e gli idrocarburi volatili) producono, oltre all’ozono, un gran

numero di altri composti organici: Acido nitrico , idrocarburi ossidati e nitrati (peroxiacetilnitrato PAN) che

causano irritazione agli occhi e danni alla vegetazione.

OSSIDI DI ZOLFO - Diversi composti dello zolfo sono legati al ciclo biologico dell’ecosistema terrestre non

però l’anidride solforosa (SO2) che è invece un tipico prodotto di emissione dei processi di combustione.

L’anidride solforosa è un gas incolora dall’odore pungente che ha proprietà irritanti ed attualmente

considerato uno dei maggiori inquinanti (come anche gli altri ossidi dello zolfo SOX). Tali sostanze sono

inoltre corrosive di alcuni materiali e sono tra le principali cause delle piogge acide. L’emissione di

sostanze sulfuree è in minima parte correlata alle infrastrutture di trasporto.

COMPOSTI DEL PIOMBO - È un metallo pesante dagli effetti tossici per l’uomo. La principale causa

della presenza di composti di piombo nell’atmsfera è connessa alla combustione nei veicoli.


NORMATIVE

Decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152 - Parte V

NORME IN MATERIA DI TUTELA DELL’ARIA E DI RIDUZIONE DELLE

EMISSIONI IN ATMOSFERA

•TITOLO I : PREVENZIONE E LIMITAZIONE DELLE EMISSIONI IN

ATMOSFERA DI IMPIANTI E ATTIVITÀ (Artt. 267-281)

•TITOLO II : IMPIANTI TERMICI CIVILI (Artt. 282-290)

•TITOLO III : COMBUSTIBILI (Artt. 292-298)

•ALLEGATI:

I Valori di emissione e prescrizioni

II Grandi impianti di combustione

III Emissioni di composti organici volatili

IV Impianti e attività in deroga

V Polveri e sostanze organiche liquide

VI Criteri per la valutazione della conformità dei valori misurati ai Valori limite

di emissione

VII Operazioni di deposito della benzina e sua distribuzione dai terminali agli

impianti di distribuzione

VIII Impianti di distribuzione benzina

IX Impianti termici civili

X Disciplina dei combustibili


NORMATIVE

Dlgs 21 maggio 2004, n. 183

ATTUAZIONE DELLA DIRETTIVA 2002/03/CE RELATIVA ALL’OZONO NELL’ARIA

• VALORI BERSAGLIO (Art. 3, Allegato I parte II)

• OBIETTIVI A LUNGO TERMINE (Art. 4, Allegato I parte III)

• SOGLIE DI ALLARME E DI INFORMAZIONE (Art. 5, Allegato II parte I)

• VALUTAZIONE DEI LIVELLI DI OZONO E DEI PRECURSORI (Art. 6, Allegati

IV÷VIII)

• ALLEGATI I÷VIII

Dlgs 4 agosto 1999, n. 351

ATTUAZIONE DELLA DIRETTIVA 96/62/CE SULLA QUALITÀ DELL'ARIA

• VALORI LIMITE, SOGLIE D’ALLARME E VALORI OBIETTIVO (Art. 4)

• ZONIZZAZIONE E PIANI DI TUTELA DELLA QUALITA’ DELL’ARIA (Artt. 5-12)

Dlgs 3 agosto 2007, n. 152 (modificato e integrato dal Dlgs 26 giugno 2008, n. 120)

ATTUAZIONE DELLA DIRETTIVA 2004/107/CE CONCERNENTE L'ARSENICO, IL CADMIO,

IL MERCURIO, IL NICHEL E GLI IDROCARBURI POLICICLICI AROMATICI NELL'ARIA

AMBIENTE

•PERSEGUIMENTO DEL VALORE OBIETTIVO(*) (Art. 3, Allegato I)

•VALUTAZIONE DELLA QUALITA’ DELL’ARIA AMBIENTE’ (Art. 4, Allegato II)

•SOGLIE DI ALLARME E DI INFORMAZIONE (Art. 5, Allegato II parte I)

ALLEGATI I÷V

APPENDICI I÷II, relative ai metodi campionamento del Mercurio

(*) Valore misurato come tenore totale nel PM10


NORMATIVE

Dlgs 13 agosto 2010, n. 155 (che sostituisce DM AMBIENTE 20/04/2002, n. 60)

ATTUAZIONE DELLA DIRETTIVA 2008/50/CE RELATIVA ALLA QUALITÀ

DELL’ARIA AMBIENTE E PER UN’ARIA PIU’ PULTA IN EUROPA

ZONIZZAZIONE DEL TERRITORIO (Art. 3, criteri in Appendice I)

CLASSIFICAZIONE DI ZONE E AGGLOMERATI AI FINI DELLA QUALITA’

DELL’ARIA (Art. 4, Allegato II)

VALUTAZIONE DELLA QUALITA’ DELL’ARIA (Artt. 5-6, Allegato III)

STAZIONI FISSE DI MISURA (Art. 7, Allegati V-VI)

VALUTAZIONE DELLA QUALITA’ DELL’ARIA E STAZIONI FISSE PER L’OZONO

(Art. 8, Allegati VI÷X, Appendici II÷III)

PIANI DI RISANAMENTO (Artt. 9÷13, Allegati VII, XI ÷XV, Appendice IV)

MISURE IN CASO DI SUPERAMENTO DELLE SOGLIE D’INFORMAZIONE E

ALLARME (Art. 14, AllegatoXII)

ALLEGATI I÷XVI

APPENDICI I÷XI


N

OR

MA

TIV

E

Entrata in vigore

• 01/01/2005 per SO2, Pb, PM10, CO

• 01/01/2010 per NO2, NOx, Benzene, Pb in vicinanza

di impianti inquinanti, Ozono (valore obiettivo)

• 01/01/2015 PM2.5 (media annuale 25) – 01/01/2020

media annuale da stabilire con decreto (probabile 20)


NORMATIVE

Zonizzazione del territorio (D.Lgs 155/2010 Art. 3 e Appendice I)

Suddivisione del territorio in

• Agglomerati: insiemi di aree urbanizzate contigue, con popolazione > 250,000

ab. o densita > 3,000 ab/km2

• Zone: aree omogene per carico emissivo per gli inquinanti primari o per carico

emissivo, caratteristiche meteoclimatiche e orografiche per gli inquinanti

secondari (Ozono, polveri, Ossido di azoto)

Classificazione delle zone (D.Lgs 155/2010 Art. 4 e Allegato II)

In funzione del superamento(*), per ciascun inquinante, delle soglie di valutazione:

• Superiore (SVS) : tra il 60% e l’80% del valore limite

• Inferiore (SVI): tra il 40% e il 65% del valore limite

CLASSE A (CRITICA): X > SVS

CLASSE B (RISANAMENTO): SVI ≤ X ≤ SVS

CLASSE C (MANTENIMENTO): X < SVI

(*) Si ha superamento quando le concentrazioni massime sono maggiori della soglia

per 3 anni su 5

PIANI DI TUTELA DEL TERRITORIO


LO STUDIO DI VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE PER LE

INFRASTRUTTURE STRADALI - INQUINAMENTO ATMOSFERICO




Come per le altre componenti ambientali, anche gli impatti in

atmosfera si articolano in:

impatti in fase di cantiere, sempre presenti e

sostanzialmente riconducibili all’emissione di polveri e

inquinanti dei motori dei mezzi di cantiere

impatti in fase di esercizio, specifici di ciascuna opera, a

volte assenti (metanodotti, elettrodotti): emissioni da

traffico di tipo lineare (strade, autostrade), emissioni da

impianti (puntuali, areali)




B2) PRODUZIONE DI ELEMENTI NOCIVI - MODELLI DI

EMISSIONE

B2) DIFFUSIONE DEGLI ELEMENTI PRODOTTI - MODELLI DI

DISPERSIONE

FATTORI CHE INFLUENZANO LE IMISSIONI


RIDUZIONE DELLE

EMISSIONI

INQUINANTI DA

VEICOLI

QUALITA’ DEI

COMBUSTIBILI

TIPOLOGIA E

TECNOLOGIA

DEL MOTORE E

DEL VEICOLO

DISPOSITIVI DI

POST-

TRATTAMENTO


LIMITI DI EMISSIONE PER AUTOVETTURE

(DA PROVA DI TIPO I)

EURO 1 EURO II EURO III EURO IV EURO V EURO VI

Rid

uzio

ne

Direttiva 91/441 Direttiva 94/12 Direttiva 98/69 Direttiva 98/69 Direttiva CE

96/1999

Direttiva CE

96/1999

dal 1/7/1992 Dal 1/1/1996 Dal 1/1/2000 Dal 1/1/2005 Dal 1/09/2009 Dal 1/09/2014

[g/km] [g/km] [g/km] [g/km] [g/km] [g/km]

BE

NZ

INA

CO 2.72 2.2 2.3 1.0 1.0 1.0 63.24%

HC 0.20 0.1 0.1 0.1 50.00%

Nox 0.15 0.08 0.060 0.060 60.00%

Particolato 0.005 0.005

HC+NOx 0.97 0.5

DIE

SE

L

CO 2.72 1.0 0.64 0.50 0.5 0.5 81.62%

Nox 0.50 0.25 0.180 0.080 84.00%

Particolato 0.14 0.08 0.05 0.025 0.005 0.005 90.00%

HC+Nox 0.97 0.7 0.56 0.30 0.23 0.170

TPM 0.14 0.08 0.05 0.025


• valutazione delle emissioni inquinanti su

ciclo di riferimento con misura “ponderale”

di tali emissioni (Prova di Tipo I)…g/km

• Misure basate su rilievi delle emissioni in

“volume” o in assenza di carico stradale,

che però non sono rappresentative

dell’effettivo potere inquinante dei veicoli

(Prova di Tipo II)…% vol

Valutazione emissioni veicolari


VALUTAZIONE DELLE EMISSIONI VEICOLARI

Per la valutazione del contributo emissivo dei veicoli circolanti

sono necessari dei fattori di emissione valutati durante l’utilizzo

reale del veicolo e non quelli ottenuti durante le prove di

omologazione.

Infatti i comportamenti di guida su strada differiscono da quelli

seguiti durante l’effettuazione di cicli “studiati” per

l’omologazione del veicolo.


PARTE URBANA

19 km/h 4 km

PARTE

EXTRA-URBANA

63 km/h 8 km

NEW EUROPEAN DRIVING CYCLE


Una valutazione mediante monitoraggio continuo

direttamente "alla fonte" di emissione è realizzabile solo per

alcune categorie di sorgenti come, ad esempio, i grandi

impianti di combustione.

Altrimenti è necessario ricorrere a rilevazioni campionarie,

spaziali e temporali, quindi con un carico di costi, tempo e

organizzazione, che può essere affrontato solo in casi

particolari e/o situazioni locali.

In generale è più opportuno e vantaggioso adottare

metodologie di stima statistica delle emissioni, basate sulla

conoscenza dei processi tecnologici e naturali, sull'utilizzo di

indicatori statistici demografici ed economici consolidati e

aggiornati periodicamente, nonché su dati e metodologie

aggiornati e validati dalla comunità scientifica

internazionale.



INFRASTRUTTURE STRADALI INQUINAMENTO ATMOSFERICO

MODELLI DI EMISSIONE

Formulazione matematica delle relazioni esistenti tra le emissioni

inquinanti dei veicoli a motore e alcune delle variabili che influenzano

le emissioni stesse.


Tipo di inquinante “ i ”

Tipo di veicolo “ g ”

CONDIZIONI BASE

Regime Termico

Stato della Meccanica

Stato ambientale

MODELLI BASE

VARIAZIONI RISPETTO ALLE CONDIZIONI

Regime Termico

Stato della Meccanica

Stato ambientale

FUNZIONI CORRETTIVE DEL

MODELLO BASE

Dei parametri che influenzano le emissioni è necessario individuare

quelli di cui tenere conto.



INFRASTRUTTURE STRADALIINQUINAMENTO ATMOSFERICO


MODELLI DI

EMISSIONE

MODELLI DINAMICI

MODELLI STATICI

Simulano le caratteristiche

istantanee del fenomeno

Calcolo dei valori medi delle

emissioni in intervalli temporali

MODELLI DINAMICI - FUNZIONI BASE: per inquinante, per categoria veicolare , modo cinematico (rango di

variazione di velocità e accelerazione)

gi

M

gi

T

gi

p

gi

base

gi eeeee ,,,,,

tatvftedt

d mgi

base

mgi

base ,,,,, T

mgi

base

mgi

base dttatvfe ,,,,,

mn

m T

mgi

base

gi

base dttatvfe1

,,, ,

[g / s*veic.] [g / veic.] (modo cinematico m)

[g / veicolo] (intero ciclo composto da n modi cinematici)

MODELLI DINAMICI

Incremento dovuto alla pendenza Incremento dovuto al funzionamento a

freddo

Incremento dovuto alle

condizioni di stato della

meccanica

p

k

n

k

tgi

p

gi

p dttvpfe1

0

,, ,

regt

gi

T

gi

T dttfe0

,,

gi

Me ,



INFRASTRUTTURE STRADALIINQUINAMENTO ATMOSFERICO

MODELLI DI EMISSIONE DINAMICI

[g / ora]

Automobile Exhaust

Emission Modal

Analysis Model

(EPA)

CDOH

(Colorado

department)

CALINE4

(California

Department of

Tradportation)

MODEM

Progetto DRIVE: INRETS (Francia), TRRL

(Gran Bretagna) , TUV (Germania)

EMISSIONI DOVUTE AL FLUSSO VEICOLARE

gn

g

gi

M

gi

Ttr

gi

p

gi

baseg

i eeeeNc1

,,,,

ALCUNI MODELLI DI EMISSIONE DINAMICI PROPOSTI

MODELLO MODEM: Il modello di emissione sviluppato sulla base dei dati rilevati non è

esplicitato attraverso una funzione matematica di regressione ma in modo discreto, in

forma matriciale (variabili dipendenti velocità istantane e prodotto velocità istantanea

accelerazione istantanea)


LO STUDIO DI VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE PER LE INFRASTRUTTURE

STRADALI - INQUINAMENTO ATMOSFERICO

MODELLI DI EMISSIONE STATICI

MODELLI DINAMICI NON ADATTI ALLE

SIMULAZIONI IN REGIME STAZIONARIO

MODELLI STATICI: CALCOLO DELLE EMISSIONI

MEDIE NELL’INTERVALLO DI RIFERIMENTO

Individuazione delle variabili indipendenti di

tipo statico da utilizzare nei modelli

matematici per il calcolo delle emissioni

IL CALCOLO DELLE EMISSIONI STATICHE: si fonda

sulla dimostrazione che sebbene l’influenza sui profili

istantanei di emissione delle proprietà puntuali dei cicli

di guida sia notevole, i fattori totali di emissione sono

invece esprimibili con una certa approssimazione in

funzione dell’unico parametro rappresentato dalla

velocità media del moto

[g / veic. km] m

gi

base vE ,

gn

g

nm

gHC

ev

gi

M

gi

pnm

gi

Tm

gi

baseg

i xxxvEEpExxxvEvEcE1

21

,,,

21

,, ,....,,,,....,,,

fpTvEfpTvQ mmL

36001000

1,,,,,

[g / veic. km]

[g / m * sec]

Incremento dovuto

alla pendenza

Incremento dovuto al

funzionamento a freddo

Incremento dovuto alle

condizioni di stato della

meccanica

Incremento da emissioni evaporative

per idrocarburi volatili

pE gi

p

,

nm

gi

T xxxvE ,....,,, 21

, gi

ME ,

nm

gHC

ev xxxvE ,....,,, 21

,

ALCUNI MODELLI DI EMISSIONE STATICI PROPOSTI

MOBILE (USA) FREQ (USA) CORINAIR – COPERT III O IV


MODELLI PER LA STIMA DEI FATTORI DI EMISSIONE DA

MEZZI DI TRASPORTO 1) Lo studio dei fattori di emissione per il trasporto è iniziato negli anni '70. I metodi

che sin da allora sono stati sviluppati dipendono dalla quantità e dal tipo di dati

disponibili sulle emissioni.

2) Le misure per la stima dei fattori di emissione sono eseguite riproducendo su un

banco a rulli un ciclo di guida reale, mentre le emissioni del veicolo sono raccolte

ed analizzate.

L'accuratezza delle relazioni che vengono fuori dall'esecuzione di più cicli a diversa

velocità dipende fortemente da quanto, sia il veicolo sia il ciclo di guida, si

avvicinino alla realtà. Bisogna a tal proposito notare che i cicli di guida di

omologazione sono stilizzati differendo molto dal reale modo di guidare. Inoltre

quando si parla di un ciclo avente una certa velocità media non si fa riferimento ad

un determinato ciclo, ma questa velocità media può essere ottenuta con diversi

cicli aventi tutti la stessa durata ma diversi profili di velocità.

3) Questa osservazione ha fatto scaturire l'esigenza di caratterizzare un ciclo oltre che

dalla velocità media anche da altre variabili che definiscono la quantità di variazioni

della velocità e/o la situazione di traffico. Quindi per ogni inquinante, per ogni

situazione di traffico e per ogni veicolo è possibile stimare i fattori di emissione.

4) Significative differenze esistono tra i valori delle emissioni forniti dai differenti

modelli di emissione utilizzati negli ultimi anni (COPERT, HBFA e MODEM).


MODELLI

MODELLO CONTINUO IN FUNZIONE DELLA VELOCITA’ MEDIA

Copert II , III e IV

[Computer Programme to Calcolate Emissions from Road Transport] , Sviluppato ed ampiamente utilizzato nell’Unione Europea

ed inserito nella metodologia CORINAIR. Il programma è gratuitamente scaricabile dal sito:http://vergina.eng.auth.gr/mech/lat/copert/copert.htm

Il modello Copert può fornire stime su nove inquinanti e/o gas serra:

•Monossido di carbonio (CO),

•Ossidi di azoto (NOx),

•Ossidi di zolfo (SOx),

•Composti Organici Volatili Non Metanici (COVNM),

•Particolato (PM).

•Anidride carbonica (CO2) (GWP=1),

•Metano (CH4) (GWP=25 a 100 anni),

•Protossido di azoto (N2O) (GWP=320 a 100 anni),

•Ammoniaca (NH3)

Inoltre può stimare sette metalli pesanti: cadmio, cromo, rame, nickel, piombo, selenio e zinco.

GWP = Potenziale di riscaldamento globale


Le emissioni per ogni inquinante sono un valore totale, somma delle emissioni a caldo,

a freddo e del contributo evaporativo:

Etotale = Ea caldo + Ea freddo + EevaporativE

Ea freddo : Si evidenzia che il contributo della partenza a freddo, in ambito urbano è

rilevante per percorsi medi di 12 km e minori.

EMISSIONI EVAPORATIVE emissioni giornaliere, associate con la variazione giornaliera della temperatura ambiente che comporta

l’espansione dei vapori di benzina nel serbatoio via via che la temperatura esterna aumenta. Senza

un sistema di controllo, parte del vapore viene ventilato in atmosfera. Durante la notte, quando la

temperatura ambiente diminuisce, i vapori si comprimono ed aria fresca viene richiamata dall’esterno

attraverso la valvola di ventilazione. Quindi si abbassa la concentrazione degli idrocarburi nella fase

vapore sopra la benzina liquida e ciò comporta una addizionale evaporazione.

emissioni allo spegnimento, causate dal calore latente del motore (al momento dello spegnimento) e

del sistema di scarico che a loro volta causano l’evaporazione del carburante rimasto nel sistema di

alimentazione.

emissioni in marcia, sono le normali perdite evaporative che si verificano durante la marcia del veicolo.

Tutti e tre i tipi di emissioni evaporative dipendono essenzialmente dalla temperatura esterna,

dalle sue variazioni, dalla volatilità della benzina e dalle caratteristiche del veicolo.

fattori di emissione


Emissioni a caldo

Emissioni a freddo

Emissioni evaporative

(solo COVNM)

Autovetture a benzina

SI

SI

SI

autovetture diesel

SI

SI

NO

veicoli commerciali leggeri benzina

SI

SI

SI

veicoli commerciali leggeri diesel

SI

SI

NO

bus e veicoli commerciali pesanti (solo diesel)

SI

NO

NO

ciclomotori (<50 cc)

SI

NO

SI

motocicli (>50 cc)

SI

NO

SI

Fattori di emissione


L’applicazione di questo programma prevede sia la conoscenza

di dati complessivi del parco veicolare che dati di flusso.

E’ necessario quindi valutare e reperire informazioni sui seguenti

parametri di ingresso, per poter effettuare la stima:

A. il parco veicolare e la sua distribuzione;

B. le percorrenze annue nell’ambito urbano (inventario);

C. le condizioni di guida (v media);

D. il consumo totale di carburante (inventario);

E. le temperature medie mensili;

F. i fattori di emissione per ogni tipologia di veicolo;

G. altri parametri (i.e. fattore di carico, ecc).


CATEGORIA COPERT NOME COPERTINTERVALLO

VALIDITÀ EU

INTERVALLO VALIDITÀ

ITALIA

PRE ECE Fino al 1971 Immat. fino al 31.03.1973

ECE 15 00/01 Dal 1972 al 1977 Immat. fino al 31.09.1978

ECE 15 02 Dal 1978 al 1980 Immat. fino al 31.12.1981



EURO I (1) Dal 1992 al 1996 Immat. dal 01.01.1993 al 31.12.1996

EURO II (2) Dal 1997 al 2000 Immat. dal 01.01.1997 al 31.12.2000

EURO III (3) Dal 2000 al 2005 Immat. dal 01.01.2001

Auto passeggeri abenzina (< 2,5 t)

EURO IV Oltre il 2005 Nd.

Convenzionali Fino al 1992 Immat. fino al 30.06.1994


EURO II (2) Dal 1996/97 (4) al 2000 Immat. dal 01.01.1997 al 31.12.2000

EURO III (5) Dal 2000 al 2005 Immat. dal 01.01.2001Auto passeggeriDiesel (< 2,5 t)


Convenzionali Fino al 1992 Immat. fino al 31.12.1992Auto passeggeri aGPL (< 2,5 t) Successivamente al 31.12.1992 stessa ripartizione che per le auto a benzina



EURO II (7) Dal 1997 al 2001 Immat. dal 01.10.1998

EURO III (8) Dal 2001 al 2006 Nd.

Commerciali leggeri aBenzina(< 3,5 t complessive)


Commerciali leggeridiesel(< 3,5 t complessive)

Come per i veicoli commerciali leggeri a benzina

Commerciali pesanti abenzina (9) (> 3,5 t)

ConvenzionaliTutti i veicoli esistenti

della categoriaTutti i veicoli esistenti della categoria


EURO I (10) Dal 1993 al 1995Immat. dal 01.10.1993 al 30.09.1997

EURO II Dal 1996 al 2000 Immat. dal 01.10.1997 al 31.12.2000

EURO III (11) – COM(1997) Dal 2001 al 2005 Immat. dal 01.01.2001

Euro IV – COM(1998) Dal 2006 al 2008 Nd.

Commerciali pesantidiesel (< 7,5 t)

Euro V - COM(1998) Oltre il 2008 Nd.


EURO I Dal 1993 al 1995Immat. dal 01.10.1993 al 30.09.1997


EURO III – COM(1997) Dal 2001 al 2005 Immat. dal 01.01.2001

Euro IV – COM(1998) Dal 2006 al 2008 Nd.Commerciali pesantidiesel (tra 7,5 e 16 t)






Euro IV – COM(1998) Dal 2006 al 2008 Nd.Commerciali pesantidiesel (tra 16 e 32 t)







Euro IV – COM(1998) Dal 2006 al 2008 Nd.

Commerciali pesantidiesel (> 32 t)



91/542/EEC Stadio 1 Dal 1993 al 1995 Immat. dal 01.10.1993 al 30.09.1996



Euro IV – COM(1998) Dal 2006 al 2008 Nd.Autobus urbani






Euro IV – COM(1998) Dal 2006 al 2008 Nd.Autobus extraurbani


Convenzionali Fino al 30.06.1999 Immat. fino al 30.06.1999

97/24/EC Stadio 1Dal 01.07.1999 al

30.06.2000Immat. dal 01.07.1999 al 30.06.2000

Motorini (< 50 cm 3 ) 97/24/EC Stadio 2 Dal 01.07.2000 Immat. dal 01.07.2000

Convenzionali Fino al 30.06.1999 NdMotocicli a due tempi(> 50 cm 3 ) 97/24/EC Oltre il 01.07.1999 Nd.

Convenzionali Fino al 30.06.1999 Immat. fino al 30.06.1999Motocicli a quattrotempi(50-250 cm 3 )

97/24/EC Oltre il 01.07.1999 Immat. dal 01.07.1999 ad oggi

Convenzionali Fino al 30.06.1999 Immat. fino al 30.06.1999Motocicli a quattrotempi(250-750 cm 3 )


Convenzionali Fino al 30.06.1999 Immat. fino al 30.06.1999Motocicli a quattrotempi(> 750 cm 3 )


TABELLA 1: Categorie di veicoli e rispettive date di immatricolazione in Italia


PARCO VEICOLARE AUTOVETTURE AL 2011

AREA

GEOGRAFICA ALIMENTAZIONE FASCIA EURO 0 EURO 1 EURO 2 EURO 3 EURO 4 EURO 5 EURO 6

ITA

LIA

CE

NT

RA

LE

BENZINA Fino a 1400 503,671 224,546 740,253 613,204 1,055,820 255,295

1401 - 2000 125,080 85,439 183,993 101,529 153,942 29,951

Oltre 2000 22,098 7,314 13,278 13,027 27,674 4,848 1

Non identificato 193 17 35 18 9 3

BENZINA Totale 651,042 317,316 937,559 727,778 1,237,445 290,097 1

BENZINA O GAS LIQUIDO Fino a 1400 25,957 7,031 19,882 11,213 157,336 14,044

1401 - 2000 27,043 14,133 24,736 10,026 28,075 1,604

Oltre 2000 1,923 751 1,734 1,444 2,727 66

Non identificato 6 3 3 2

BENZINA O GAS LIQUIDO Totale 54,929 21,915 46,355 22,686 188,140 15,714

BENZINA O METANO Fino a 1400 9,553 4,237 18,875 9,690 73,847 28,724

1401 - 2000 5,977 4,442 14,201 10,979 25,247 586

Oltre 2000 250 103 297 189 827 95

Non identificato 1 1 1

BENZINA O METANO Totale 15,781 8,782 33,374 20,859 99,921 29,405

GASOLIO Fino a 1400 12,423 1,185 2,122 123,963 458,328 100,291

1401 - 2000 54,632 30,621 217,711 574,500 774,713 350,395 86

Oltre 2000 42,835 19,504 70,956 142,981 153,966 54,729 552

Non identificato 6 9 16

GASOLIO Totale 109,896 51,310 290,798 841,460 1,387,007 505,415 638

ALTRE Fino a 1400 1

Non contemplato 266 2 13 5

Non identificato 147

ALTRE Totale 267 2 13 5 147

DATO NON IDENTIFICATO Fino a 1400 358 3 18 17

1401 - 2000 56 2 2 31 12

Oltre 2000 4 8 1

Non identificato 84 11 5 3 5 2

DATO NON IDENTIFICATO

Totale 502 13 10 60 35 2

Totale 832,417 399,338 1,308,096 1,612,856 2,912,553 840,780 639

TOTALE NAZIONALE 4,439,397 1,967,806 6,975,755 7,794,243 12,877,483 3,044,727 2,465

11.96% 5.30% 18.80% 21.00% 34.70% 8.20% 0.01%

Dove reperire informazioni sul parco veicolare e la sua distribuzione ACI sito www.aci.it (dal livello nazionale a quello comunale) Home / L'ACI / Studi e ricerche / Dati e statistiche / Autoritratto / Autoritratto 2011

http://www.aci.it/

http://www.aci.it/

http://www.aci.it/laci.html

http://www.aci.it/laci/studi-e-ricerche.html

http://www.aci.it/laci/studi-e-ricerche/dati-e-statistiche.html

http://www.aci.it/laci/studi-e-ricerche/dati-e-statistiche/autoritratto.html


Dove reperire informazioni:

le condizioni di guida

COPERT adotta tre tipologie di tragitto:

Tragitti URBANI 10-50 km/h Tragitti EXTRAURBANI 40-80 km/h Tragitti AUTOSTRADALI 70-130 km/h

• Tragitto di tipo urbano caratterizzato da velocità ridotte e da frequenti

stop and go;

• Tragitto di tipo autostradale ovviamente caratterizzato da velocità

abbastanza elevate e da una relativa assenza di soluzioni di

continuità nel moto

• Tragitto di tipo extraurbano che si colloca tra i due precedenti e

rappresenta la situazione che, in linea di massima, si verifica su

strade statali e provinciali.


Dove reperire informazioni sui seguenti parametri di ingresso, per

poter valutare l’anno rispetto al quale effettuare la stima:

le temperature medie mensili

Dati da: stazioni meteorologiche, siti web, reti di monitoraggio,

aereoporti………

-10,0

-5,0

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

mesi dell'anno

Te

mp

era

tura

[°C

]

T min 1999 T min 2000 T min 2001

T max 1999 T max 2000 T max 2001

T min previste dal Copert III T max previste dal Copert III


MODELLI


Copert II , III e IV


MODELLI

MODELLO DISCONTINUO IN FUNZIONE DELLA

VELOCITA’ MEDIA E DELLE CONDIZIONI DI TRAFFICO

HBEFA

[Handbook Emission Factors for Road Transport] , sviluppato da

UBA e BUWAL

Il programma è commercializzato da INFRAS

http://www.infras.ch


MODELLI

MODELLO ISTANTANEO FUNZIONE DELLA VELOCITA’

ISTANTANEA E DEL PRODOTTO v*a

MODEM

[Emission Modeling]

Il programma è sviluppato da INRETS

http://www.inrets.fr


0

2

4

6

8

10

12

14

0 20 40 60 80 100 120 140

velocità media [km/h]

[g

/km

]

COPERT II

COPERT II I

HBEFA

DRIVE MODEM

I.M. RISULTATISPERIMENTALI

CONFRONTI TRA MODELLI AUTOVETTURA A BENZINA: FIAT PUNTO cilindrata <1.4 l (Omologata

secondo la Direttiva 94/12 - EURO II)




0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

0 20 40 60 80 100 120 140


[g

/km

]

COPERT II

COPERT II I

HBEFA

DRIVE MODEM





0 .0

0 .1

0 .2

0 .3

0 .4

0 .5

0 .6

0 .7

0 .8

0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0

v elo cità m ed ia [k m /h]

[g

/km

]

C O P E R T I I

C O P E R T II I

H B E FA

D R IV E M O D E M

I .M . R I S U L T A T I

S P E R IM E N T A L I


CONFRONTI TRA MODELLI: AUTOVETTURA A BENZINA: FIAT PUNTO cilindrata <1.4 l (Omologata


0

50

100

150

200

250

0 20 40 60 80 100 120 140


[g

/km

]

COPERT II

COPERT II I

HBEFA

DRIVE MODEM



CONFRONTI TRA MODELLI CICLOMOTORI a 2 TEMPI di cilindrata < 50 cc

(omologati pre Direttiva EURO I)

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45


[g/k

m]

COPERT II and II I

HBEFA


EURO I

EURO II


CONFRONTI TRA MODELLI CICLOMOTORI a 2 TEMPI di cilindrata < 50 cc (omologati pre Direttiva

EURO I)

0

3

6

9

12

15

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45


[g/k

m]

COPERT II and II I

HBEFA


EURO I

(HC+NOx)

EURO II

(HC+NOx)


CONFRONTI TRA MODELLI

CICLOMOTORI a 2 TEMPI di cilindrata < 50 cc


0.000

0.010

0.020

0.030

0.040

0.050

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45


[g/k

m]

COPERT II and II I

HBEFA



CONFRONTI TRA MODELLI CICLOMOTORI a 2 TEMPI di cilindrata < 50 cc


0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45


[g/k

m]

COPERT II and II I

HBEFA



FATTORI DI EMISSIONE

2 7 .0

5 .23 .6

0 .9 0 .8 0 .8

3 0 .9

9 .8

6 .0

1 .3 0 .6

4 .7

2 .6 2 .1

8 .8

4 .43 .5

1 4 .5

7 .2

2 1 .6

8 .6

2 7 .1

8 .2

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

PR

E E

CE

Eu

ro I

-

91

/44

1/E

EC

Eu

ro I

I -

94

/12

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/44

1/E

EC

Eu

ro I

I -

94

/12

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

93

/59

/EE

CE

uro

II

-

96

/69

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

93

/59

/EE

C

e

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/54

2/E

EC

Eu

ro I

I -

91

/54

2/E

EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/54

2/E

EC

Eu

ro I

I -

91

/54

2/E

EC

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

Sta

ge

I

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

B e n zin a D ies e l B e nz in a D ie se l D ie se l B u s < 50 cm ³ 2 te m p i

> 5 0 c m ³

4 tem p i

> 50 cm ³

A u tov etture V e ico li c o m m erc iali

leg g er i

V eic o li co m m e rcia li p es a nti C ic lom o tor i e m o toc icli

FATTORI DI EMISSIONE MEDI DI CO [g/km] “ a caldo” PER

CATEGORIE VEICOLARI

STIMA COPERT III (20 km/h)


0 .0 0 .0 0 .0

0 .3

0 .1 0 .1

0 .0 0 .0 0 .0

0 .3

0 .1

1 .3

0 .8

0 .3

1 .2

0 .8

0 .5

0 .3

0 .1

0 .3

0 .10 .1

0 .0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

PR

E E

CE

Eu

ro I

-

91

/44

1/E

EC

Eu

ro I

I -

94

/12

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/44

1/E

EC

Eu

ro I

I -

94

/12

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

93

/59

/EE

CE

uro

II

-

96

/69

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

93

/59

/EE

C

e

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/54

2/E

EC

Eu

ro I

I -

91

/54

2/E

EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/54

2/E

EC

Eu

ro I

I -

91

/54

2/E

EC

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

Sta

ge

I

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

Be nz ina D ies e l B en zin a D ie se l D ie s el B u s <50 c m ³ 2 te m pi

>50 c m ³

4 te m pi

>5 0 c m ³

Au tov etture Ve ic oli co m m e rc iali

le gg e ri

V eic o li c om m e rcia li p e sa nti C ic lo m o tori e m o to c ic li


FATTORI DI EMISSIONE MEDI DI PM/PM10 [g/km] “ a caldo” PER

CATEGORIE VEICOLARI



1 .7

0 .4 0 .10 .7 1 .0 1 .0

2 .3

0 .5 0 .2

3 .1

1 .5

17 .6

9 .7

7 .0

23 .5

16 .5

11 .8

0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .1 0 .2

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

PR

E E

CE

Eu

ro I

-

91

/44

1/E

EC

Eu

ro I

I -

94

/12

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/44

1/E

EC

Eu

ro I

I -

94

/12

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

93

/59

/EE

CE

uro

II

-

96

/69

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

93

/59

/EE

C

e

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/54

2/E

EC

Eu

ro I

I -

91

/54

2/E

EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/54

2/E

EC

Eu

ro I

I -

91

/54

2/E

EC

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

Sta

ge

I

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

Be n zin a D ies e l Be nz in a D ie se l D ie se l Bu s < 50 cm ³ 2 te m p i

>5 0 c m ³

4 tem p i

> 50 cm ³

Au tov etture Ve ico li c o m m erc iali

leg g eri

V eic oli co m m e rcia li p es a nti C ic lom o tori e m o toc icli



FATTORI DI EMISSIONE MEDI DI NOx [g/km] “ a caldo” PER

CATEGORIE VEICOLARI



3 .0

0 .3 0 .1 0 .3 0 .1 0 .1

3 .3

0 .40 .1 0 .2 0 .2

2 .9

1 .5 1 .3

3 .1

2 .3 2 .2

8 .8

4 .0

10 .8

5 .8

2 .3

1 .0

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

PR

E E

CE

Eu

ro I

-

91

/44

1/E

EC

Eu

ro I

I -

94

/12

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/44

1/E

EC

Eu

ro I

I -

94

/12

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

93

/59

/EE

CE

uro

II

-

96

/69

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

93

/59

/EE

C

e

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/54

2/E

EC

Eu

ro I

I -

91

/54

2/E

EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/54

2/E

EC

Eu

ro I

I -

91

/54

2/E

EC

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

Sta

ge

I

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

Be n zin a D ies e l Be nz in a D ie se l D ie se l Bu s < 50 cm ³ 2 te m p i

>5 0 c m ³

4 tem p i

> 50 cm ³

Au tov etture Ve ico li c o m m erc iali

leg g eri

V eic oli co m m e rcia li p es a nti C ic lom o tori e m o toc icli


FATTORI DI EMISSIONE MEDI DI VOC [g/km] “ a caldo” PER

CATEGORIE VEICOLARI


11095 95

8268 68

115135 135

104 95

385 385 385

453 453 453

25 25 32 23 29 33

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

PR

E E

CE

Eu

ro I

-

91

/44

1/E

EC

Eu

ro I

I -

94

/12

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/44

1/E

EC

Eu

ro I

I -

94

/12

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

93

/59

/EE

CE

uro

II

-

96

/69

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

93

/59

/EE

C

e

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/54

2/E

EC

Eu

ro I

I -

91

/54

2/E

EC

Co

nv

en

zio

na

li

Eu

ro I

-

91

/54

2/E

EC

Eu

ro I

I -

91

/54

2/E

EC

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

Sta

ge

I

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

Co

nv

en

zio

na

li

97

/24

/EC

B e nz ina D ie se l Be nz ina D ie se l D ies e l B us <50 c m ³ 2 tem p i

> 50 cm ³

4 te m p i

>5 0 c m ³

Auto ve ttu re V e ic o li c om m erc ia li

leg ge ri

V eic oli c om m e rcia li p es a nti C iclo m oto ri e m oto cic li



FATTORI DI EMISSIONE MEDI DI CONSUMO DI COMBUSTIBILE [g/km]

“ a caldo” PER CATEGORIE VEICOLARI


MODELLI DI DISPERSIONE DEGLI INQUINANTI

ELEMENTI DI METEREOLOGIA

Lo studio dei processi di dispersione delle sostanze inquinanti è in parte basato sulla conoscenza

dei fenomeni metereologici, in particolare di quelli che avvengono in regime turbolento nei bassi

strati dell’atmosfera

MODELLI MATEMATICI O EMPIRICI

METEREOLOGICI

MODELLI DI DISPPERSIONE

Per questo motivo i modelli per la simulazione delle dispersioni contengono frequenti riferimenti

a metodi matematici o empirici atti a descscrivere il comportamento delle principali variabili

meteorologiche

LA STRUTTURA DELL’ATMOSFERA

L’atmosfera terrestre non presenta caratteristiche

omogenee in funzione della distanza dal suolo, essa

viene pertanto suddivisa in un certo numero di strati

ognuno dei quali presenta caratteristiche chimico-

fisiche peculiari.

Nella troposfera la temperatura varia con la quota in

maniera approssimativamente uniforme, anche se

fenomeni di inversione di tale gradiente sono

abbastanza comuni.

La troposfera è interessata da notevoli moti convettivi

dell’aria (scambio per convezione con la superficie

terrestre dell’energia derivante dalle radiazioni solari)



IL VENTO Il vento consiste nel fenomeno di movimento delle masse d’aria. La principale causa del vento

consiste nel diseguale assorbimento di energia solare da parte dell’atmosfera e della superficie

terrestre, che causa una differenza di temperatura ed un gradiente di pressione. Il vento è

influenzato anche da altri tipi di forze: Coriolis e la forza di attrito dovuta alla superficie terrestre

VENTO

CAUSE

Gradiente di pressione Gradiente di temperatura

Forze di Coriolis

Forze di attrito con la superficie terrestre

STRUTTURA

Laminare

Turbolenta

VETTORE

VELOCITÀ

Direzione

Velocità

Definito dalla propria

struttura e dal vettore

velocità

ELEMENTI DI METEREOLOGIA

STABILITÀ ATMOSFERICA

La stabilità è uno dei concetti fondamentali nella caratterizzazione dello stato dell’atmosfera.

Þ Stabile quando i moti delle sue particelle tendono a divenire o rimanere di tipo laminare

Þ Instabile quando i moti delle sue particelle tendono a divenire o rimanere di tipo turbolento

Si fa riferimento in particolare ai moti verticali.

z

T

Subadiabatico

Isotermo (subadiabatico)

Adiabatico

Superadiabatico

Instabilità

Sebbene per l’individuazione delle situazioni di stabilità locale non è sufficiente la sola stima del

gradiente verticale di temperatura è su questo parametro che sono basate le definizioni di stabilità

atmosferica.

adz

T

Instabilità

adz

T

Neutralità

adz

T

Stabilità

0

z

T Inversione termica


MODELLI DI DISPERSIONE DEGLI INQUINANTI ELEMENTI DI METEREOLOGIA

CRITERI PER LA VALUTAZIONE DELLE CONDIZIONI DI STABILITÀ

VALUTAZIONE DEI

PARAMETRI DI TURBOLENZA

Rapporto tra un fattore stabilizzante

e un fattore destabilizzante

Numero di Richardson

Numero di Reynolds

Numero di flusso Richardson

Numero di Rossby

Numero di Froude

Numero di Rayleigh

METODI DI CLASSIFICAZIONE DI

TIPO EMPIRICO

(facili da usare - risultati soddisfacenti in

molti casi di interesse prartico

Metodi di classificazione basati sul vento

Classi di Stabilità Pasquill

Brookhaven National Laboratory

(BNL)

Numero di Rossby



CLASSI DI STABILITÀ DI PASQUILL CONDIZIONE DI STABILITÀ CLASSE DI PASQUILL

Instabilità estrema A

Instabilità moderata B

Instabilità leggera C

Neutralità D

Stabilità leggera E

Stabilità moderata F

VELOCITÀ DEL VENTO

ALLA SUPERFICIE (a 10 m)

INSOLAZIONE DIURNA CONDIZIONI NOTTURNE

Grado di Copertura

Nuvolosa

[m/s] Forte Moderata Leggera 4/8 3/8

<2 A A B B (G) (G)

2 3 A B B C E F

3 4 B B C C D E

4 6 C C D D D D

> 6 C D D D D

CATEGORIA DI INSOLAZIONE INSOLAZIONE

[Langley /min] [W / mq]

Forte I >1.0 I > 700

Moderata 1.0 I 0.5 700 I 350

Leggera I < 0.5 I < 350



CLASSI DI STABILITÀ DI BASATI SULLA DIREZIONE DEL VENTO Se sono disponibili misure dirette della turbolenza è preferibile stimare il grado di stabilità atmosferica attraverso la distribuzione delle frequenze della direzione del vento

METODO BNL Misure della componente orizzontale della direzione del vento effettuate per un periodo di tempo di 1 ora (A meno stabile , D più stabile)

CLASSI DI STABILITÀ DEFINIZIONE

A Fluttuazioni di superiori a 90°

B1 Fluttuazioni di comprese tra 40° e 90°

B2 Fluttuazioni di comprese tra 15° e 40°

C Fluttuazioni di maggiori di 15° ma molto concentrate intorno

alla media

D Andamento di pressochè costante, con fluttuazioni di breve

durata minori di 15°

METODO CRAMER

Basato sulle deviazioni standard della componente orizzontale o e verticale del vento

v.



MODELLI DI

DISPERSIONE

DEDUTTIVI

INDUTTIVI

Deterministici

Probabilistici

Empirici - Deterministici

Empirici - Probabilistici

EULERIANI

LAGRANGIANI

APPROCCIO EULERIANO

EQUAZIONE DI CONTINUITÀ

MODELLI

SEMPLIFICATI

EQUAZIONE DI CONTINUITÀ

PER LE QUANTITÀ MEDIE

CHIUSURA DI ORDINE

SUCCESSIVO

CHIUSURA DEL 1° ORDINE

(Teorie K)

EQUAZIONE SEMI-EMPIRICA

DELLA DISPERSIONE

MODELLI

GAUSSIANI

APPROCCIO LAGRANGIANO

EQUAZIONE DELLA

DISPERSIONE LAGRANGIANA

MODELLI A

PARTICELLE

MODELLI

SEMPLIFICATI

ii

j j

im

j

ij

j

i SRx

cvcv

xt

c

2

2

,Ri variazione delle concentrazioni dovute alle reazioni chimiche.

Si variazione delle concentrazioni dovuto alle sorgenti di immissione.

MODELLI EULERIANI - Equazione di continuità

Le soluzioni analitiche ricavabili dall’equazione della dispersione atmosferica sono di applicabilità limitata

poiché possono essere ricavate ammettendo delle ipotesi fortemente restrittive sulle espressioni delle

componenti del tensore della diffusività turbolenta e della velocità media del vento



MODELLI LAGRANGIANI L’uso di un sistema di riferimento lagrangiano, nell’analisi della distribuzione di una generica sostanza i nell’atmsfera consente di stiamare la sua concentrazione attraverso la descrizione delle traiettorie delle singole particelle in moto. Le particelle sono considerate come porzioni di fluido di dimensioni sufficientemente grandi rispetto alle scale molecolari ma abbastanza piccole da permettere di trascurare le variazioni interne di pressione e temperatura. Queste due ipotesi consentono di considerare il mezzo continuo e le particelle come punti materiali.

dxtxfh , probabilità che all’istante t la particella si trovi nel volume elementare compreso tra x e x+dx

',', txtxq densità di probabilità che una particella nella posizione x’ all’istante t’ venga a trovarsi nel punto

x all’istante t - densità di probabilità di transizione

V

hh dxtxftxtxqtxf '','',',, Densità di probabilità di trovare la particella nella posizione x

all’istante t

n

h

h dVtxftdVdn1

,, numero medio di particelle nel volume V al tempo t

tVdnm ,

massa media nel volume V

n

h

h dVtxfdV

mtdVc

1

,, Concentrazione della sostanza i



MODELLI LAGRANGIANI L’equazione che esprime le concentrazioni medie nel punto x all’istante t - due classi di particelle:

- quelle che all’istante t0 gia si trovano nel fluido

',',',',',',,,1

00

1

00

10

dxtxfmtxtxqdxtxftxtxqdVtxftxcV

n

h

h

n

h V

h

n

h

h

n

h

h txfmtxc1

00 ,',' ',',',, 000

dxtxctxtxqtxcV

- quelle che sono state emesse da una sorgente nell’intervallo di tempo [t0 , t]

S(x,t) funzione che esprime le variazioni di concentrazione per unità divolume e unità di tempo dovute a sorgenti di emissione

''','',',,0

dxdttxStxtxqtxcV

T

Ts

Concentrazione Media Totale

''','',',',',',,,,0

00 dxdttxStxtxqdxtxctxtxqtxctxctxcV

T

TV

Ss

Paragonata all’equazione euleriana presenta lo svantaggio di non poter tenere conto di reazioni chimiche tra le particelle ma il vantaggio di rimenere valida anche in prossimità di forti sorgenti di emissione isolate.

Problema della risoluzione Lagrangiana: mancanza di una completa conoscenza dei fenomeni

turbolenti che porta all’impossibilità pratica di determinare la funzione ',', txtxq .



L’EQUAZIONE DELLA DISPERSIONE GAUSSIANA IPOTESI FONDAMENTALI: Stazionarietà e omogeneità dell’atmosfera ALTRE IPOTESI:

Superficie del suolo piana (non influenzi la stazionarietà e omogeneità dell’atmosfera e la velocità e la direzione del vento)

Assenti i moti verticali (vettore della velocità del vento sia contenuto nel piano orizzontale)

Asse x diretto come la velocità media del vento

Nella direzione della velocità media del vento gli effetti della turbolenza sulla dispersione siano trascurabili rispetto a quelli dovuti al vento stesso (ipotesi del pennacchio ristretto).

Si considera che l’emissione avvenga in un punto ad altezza (innalzamento pennacchio): H=hs+ h

DISTRIBUZIONE NORMALE BIVARIATA NEI PIANI (x,y) e (x,z)

22

2exp

2exp

2,,

zyzy

p

i

Hzy

v

Qzyxc

y e z rappresentano le deviazioni standard della distribuzione di ci e sono in genere funzione del tempo t

(funzioni del tempo di trasporto v

xtm )

funzione del tempo di

trasporto tm=x/v poiché

v=cost = (x)

= (x,ST)



L’EQUAZIONE DELLA DISPERSIONE GAUSSIANA VALIDITÀ

L’IPOTESI DI STAZIONARIETÀ E OMOGEEITA’ Si verifica di rado nei pressi della superficie del suolo – valida per intervalli relativamente brevi (applicazioni in tempi lunghi suddividendo in intervalli di 1h). Si compensa la violazione di tale ipotesi sia introducendo l’esistenza di fenomeni di riflessione che attraverso l’uso di espressioni empiriche per la valutazione della deviazione standard. L’IPOTESI DI SUPERFICIE PIANA Approccio gaussiano non valido in orografie complesse e in vicinanza di ostacoli (p.e. strade fiancheggiate da edifici). L’IPOTESI DI ASSENZA DI CONCENTRAZIONI ALL’ISTANTE INIZIALE Valida solo se il periodo necessario a dissipare la concentrazione iniziale è piccolo rispetto al riferimento in cui si applica il modello (proporzionale alla distanza secondo la velocità media del vento) L’IPOTESI DI TRASCURABILITÀ DELLA DISPERSIONE TURBOLENTA Tanto meno plausibile quanto più bassa è la velocità media del vento (rende poco realistico il modello per basse velocità del vento). Per velocità medie del vento nulle il modello è inapplicabile (e bene riferirsi asituazione di completa calma ponendo la velocità media del vento pari a 0.5 m/sec. È un’importante limitazione dato che i maggiori valori di concentrazione si verificano generalmente proprio con basse velocità medie del vento.



MODELLO GAUSSIANO EFFETTI DELLA SUPERFICIE DEL SUOLO

222

2exp

2exp

2exp

2,,

z

s

zyzy

p

i

HzHzy

v

Qzyxc

s coefficiente di riflessione

EFFETTI DELLO STRATO DI INVERSIONE TERMICA hmix

222

2exp

2exp

2exp

2,,

z

s

zyzy

p

i

HzHzy

v

Qzyxc

22

2

2exp

2

2exp

z

mixhs

z

mixh

HzhHzh

....

2

2exp.

2

2

z

mix

hs

Hzh



MODELLO GAUSSIANO EFFETTI DELLA DEPOSIZIONE E REAZIONE

Moltiplicando l’equazione Gaussiana per un termine esponenziale

T

tmexp dove v

xtm è il tempo di

trasporto , T è rapportata alla scala temporale di riferimento del fenomeno fisico (deposizione o reazione

chimica).

Scala temporale della deposizione secca

ds

dsV

pT

dove p=4* z Vds=velocità di deposizione secca

Scala temporale della deposizione umida (Draxler e Heffter)

RR

Ldu

PS

PT

6106.3 (deposizione umida)

dove PL=spessore dello starto di precipitazione, PR = tasso di precipitazione [mm/h]

SR =tasso di rimozione della sostanza inquinante.

Scala temporale delle reazioni chimiche La scala temporale delle reazioni chimiche che possono avvenire in atmosfera è una funzione della reattività

della specie coinvolte, la relazione tra la variazione percentuale oraria di massa c della sostanza i e la scala

temporale T è data da:

Tci

3600exp1100



VELOCITÀ DEL VENTO

Media dei valori relativi all’intera altezza del pennacchio

(compreso tra 0.05 e 0.6)

ALTEZZA EFFETTIVA DELLA SORGENTE

H = hs + h

La concentrazione al suolo calcolata con il modello gaussiano dipende

significativamente da questo parametro (attraverso l’inverso

dell’esponente del suo quadrato)

Criteri di stima sono stati forniti da Seinfield , Zanetti e Hanna.

1

1z

zzvzv

z

v

v

z

STIMA DEI PARAMETRI DELLA DISPERSIONE NEI MODELLI GAUSSIANI

VALUTAZIONE DI y e z

ESPRESSIONI PER VALUTARE y e z

SEMI-EMPIRICHE

BASATE SULLE CLASSI DI STABILITÀ

BASATE SULLA TEORIA DI SIMILARITÀ

CURVE DI PAQUILL GIFFORD (GREEN)

FORME ANALITICHE

ESPRESSIONI ESPONENZIALI

(Turner, Smith)

ALTRE ESPRESSIONI

(Turner, Brigs, ecc.




VALUTAZIONE DI y e z - CURVE DI PAQUILL GIFFORD (GREEN)

y z

2

0

1

1

xk

xy

k

x

xkx

2

0

1

1

zk

zz

k

x

xkx

GREEN

CLASSE DI STABILITA’ PASQUILL

A B C D E F

ko 927 370 283 707 1070 1170

K1x 0.250 0.202 0.134 0.0787 0.0566 0.0370

K2x 0.189 0.162 0.134 0.135 0.137 0.134

K1y 0.1020 0.0962 0.0722 0.0475 0.0335 0.0220

K2y -1.918 -0.101 0.102 0.465 0.624 0.700




VALUTAZIONE DI y e z - FORMULAZIONI ANALITICHE

yC

yy xC zC

zz xC

FORMULAZIONI ESPONENZIALE

zE

zzzz xDBxA

yE

yyyy xDBxA

FORMULAZIONI BRIGGS

21

2

0

2

yypyt 21

2

0

2

zzpzt

CORREZIONI IN PRESENZA DI TRAFFICO VEICOLARE

cz v 53.057.30 2cos85.1 vvc00 *2 zy




SORGENTI LINEARI

Per il traffico stradale è necessario tenere conto di sorgenti lineari – L’estensione al caso

lineare può essere effettuata schematizzando questo tipo di sorgente come un insieme

composto da un certo numero di sorgenti puntuali. Poiché la concentrazione dovuta a

ciscun punto della sorgente può essere calcolato impiegando l’equazione gaussiana della

dispersione:

LA CONCENTRAZIONE DOVUTA ALLA SORGENTE LINEARE RISULTA

DALLA SOMMATORIA O DALL’INTEGRAZIONE DEI CONTRIBUTI DOVUTI AI

SINGOLI PUNTI EMITTENTI

m

j

h

ji

h

i zyxczyxc1

,,,,

rifmixrifmixi NhSTzyxIv

QNhSTzyxc ,,,,,

2,,,,,

ALCUNI CODICI DI CALCOLO BASATI SU MODELLI GAUSSIANI

HIWAY 2

Strade extraurbane

APRACC-1A Reti Urbane miste

Strade di scorrimento+locali

CALINE III e IV

Strade extraurbane



MODELLI EMPIRICI

Sono sviluppati con procedimenti

di tipo induttivo

Ovvero individuando i legami fra le variabili in seguito all’analisi

di un considerevole numero di osservazioni sperimentali

STRADE

URBANE

Struttura complessa che determina

caratteristiche atmosferiche peculiari

Canyon

Urbano

Modelli empirici per CO – sono quelli che forniscono risultati più soddisfacenti a causa delle

caratteristiche di non reattività dell’inquinante.

Esistono modelli per: Ossidi di Azoto, Idrocarburi, Anidride solforosa.

Modelli Empirici

C = Cc + Ca

Cc : Contributo locale – dispersione inquinanti

emessi dai veicoli che transitano all’interno del

Canyon

Ca: Contributo di area - dispersione dell’inquinante

emesso da tutte le sorgenti presenti nell’area

circostante

Si possono formare vortici elicoidali che limitano il trasporto verso

l’esterno nelle seguenti condizioni: direzione del vento 9045° , velocità

vento 2m/sec , c 11.5 (c 23 2 vortici sovrapposti).

Coefficiente di

forma a =H/W

H

W



MODELLI EMPIRICI

Il contributo alla concentrazione è considerato

direttamente proporzionale all’entità delle

emissioni locali e inversamente proporzionale sia

alla velocità del vento al livello del suolo che alle

dimensioni verticali della zona di mescolamento

Zv

QC

s

Lc

5.0 vkv ss

0LLkZ Rl

22 zyLR

0

,5.0 LLv

QKC

R

LLLc

H

zH

Wv

QKC L

WWc

5.0,

SOTTOVENTO

SOPRAVVENTO

Modello di Hoydish e Dabberdt

Velocità misurata al livello

dei tetti + velocità indotta dal

moto dei veicoli

KL = 1/ (ks*kl) 7 (studi di Johnson , Ludwing e Dabberdt)

KW = = 1/ (ks*kr )= KL

Distanza Lr del punto dall’asse

stradale

+

lunghezza di mescolamento Lo

indotta dal moto dei veicoli 2 m Estensione verticale della zona di mescolamento

proporzionale a larghezza strada W (Z=kr *W)

Il coefficiente (H-z)/H è stato introdotto da Dabbertd per tenere

conto di aumento della concentrazione all’aumentare della

distanza dalla sommità dei tetti (estenzione dell’arco elicidale di

vortice sovrastante


MODELLI DI DISPERSIONE DEGLI INQUINANTI Quadro sinottico

Tipologie di modelli disponibili Referenze

CALINE 4 modello gaussiano per sorgenti lineari sviluppato da Caltrans Air Qualità Coordinator

http://www.dot.ca.gov/hq/env/air/index.htm

ISC3 (Industrial Source

Complex)

modello gaussiano di riferimento dell’EPA per gli inquinanti primari emessi da sorgenti industriali sostituito da AERMOD come

quanto riportato in Appendix A della EPA's Guideline on Air Qualità Models (also published as Appendix W of 40 CFR Part 51)

scaricabile dal sito http://www.epa.gov/scram001/dispersionindex.htm

Dimula modello gaussiano per sorgenti puntuali e lineari sviluppato da ENEA

WinDimula1 modello gaussiano per sorgenti puntuali e lineari sviluppato da MAIND S.r.l. ENEA Centro Ricerche Casaccia

WinDimula2 modello gaussiano per sorgenti puntuali sviluppato da MAIND S.r.l. ENEA Centro Ricerche Casaccia

CalROADS VIEW modello gaussiano sviluppato da Lakes Environmental Software

MOCAR modello gaussiano stazionario sviluppato da Servizi Territorio s.r.l. utilizzando la struttura fisica e gli algoritmi ottenuti da una

ottimizzazione dei diversi modelli dello stesso tipo sviluppati dall'US-EPA

Screen modello gaussiano di dispersione atmosferica approvato dall'EPA utilizzato per analizzare scenari di emissione che coinvolgono

l'emissione di una singola sorgente in terreno pianeggiante o complesso.

MISKAM modello tridimensionale di previsione di flusso accoppiato con un modello di dispersione Euleriano per sorgenti lineari sviluppato

da SFI GmbH, Germany

ARIA IMPACT modello Gaussiano sviluppato da Aria-net, utilizzato per sorgenti puntuali e lineari

MINERVE + SPRAY MINERVE (modello meteorologico diagnostico) e SPRAY (modello di dispersione Lagrangiano per terreno complesso) sviluppato

da Aria-net, utilizzato per la ricostruzione dei campi tridimensionali di vento e temperatura e per la ricostruzione dinamica tri-

dimensionale dell’evoluzione degli inquinanti prodotto dal traffico circolante emessi all’interno del dominio di calcolo

MoMADE Nessuna informazione disponibile

software “BREEZE® Roads

dispersion modelling” Tale software utilizza l’algoritmo di calcolo “USEPA’s CAL3QHCR” e sviluppato dalla Trinity Conultants

SOFTWARE AIRLAND modello matematico a puff per sorgenti puntiformi, lineari e areali

PAL2 (Point, Area, line

Source algorithm with

Deposition and sedimentation)

modello gaussiano sviluppato da National Technical Information Service U. S. Department of Commerce Springfield, Virginia

ADMS (Atmospheric

Dispersion Modelling System) modello quasi-Gaussiano next generation sviluppato da Cambridge Environmental Research Consultants Ltd (UK)

VIM (Valutazione dell’Impatto

da Multisorgenti), modello gaussiano realizzato nell'ambito di una collaborazione degli Istituti ISAO (Bologna) ed ISIAtA (Lecce) del CNR e

dell’ISPESL (Tirabassi e Rizza 1991, Tirabassi et al. 1994).

COMPLEX1 modello di dispersione gaussiana per il calcolo delle concentrazioni di un inquinante emesso da sorgenti multiple poste in terreno

complesso

AVACTAII (AeroVironment Air

pollution model for Complex

Terrain Applications)

modello gaussiano e SAFE AIR (Simulation of Air pollution From Emissions Above Inhomogeneous Regions) è un’evoluzione del

modello AVACTA II sviluppato dall’Università di Genova



Modelli disponibili - Quadro sinottico


MODELLI DI

DISPERSIONE

DEGLI

INQUINANTI

ESEMPIO DI VALUTAZIONE CONCENTRAZIONI INQUINANTI

Passo 1 - Definizione chiara dell’obiettivo definizione dei seguenti elementi dello scenario: - le dimensioni dell’area su cui sono attesi i risultati del modello;

- la risoluzione spaziale (cioè la distanza minima per la quale il modello è in grado di calcolare variazioni spaziali significative

del campo di concentrazione):

si dovrà considerare la dimensione dell’ambito geografico di interesse per la simulazione a partire dagli scenari a microscala,

caratteristici ad esempio dei canyon urbani, sino a realtà urbane estese, come le grandi aree metropolitane fino a bacini

aerologici che interessano più regioni (come nel caso della pianura padana). Nell’ambito della procedura VIA risultano

relativamente meno frequenti le applicazioni a scala sovraregionale;

- le sostanze inquinanti da prendere in considerazione;

- l’indicatore di qualità dell’aria che si vuole stimare (il tempo di media determina anche la risoluzione temporale del modello,

cioè l’intervallo di tempo che intercorre tra due campi di concentrazione consecutivi calcolati dal modello). Per quanto riguarda la

scala temporale, partendo dai tempi di riferimento e dal tipo di indicatore contemplato dalla normativa, occorre fare ricorso sia a

modelli di “breve periodo”, in grado cioè di simulare episodi di inquinamento atmosferico, sia a modelli di “lungo periodo”, in

grado di stimare gli indicatori da confrontare con gli standard di qualità che hanno periodo di riferimento lungo tipicamente un

anno. Per contemperare le due esigenze è auspicabile disporre di serie temporali significative di dati meteorologici, e di modelli

in grado di calcolare la serie temporale dei campi di concentrazione in aria. Da quest’ultima è poi possibile ricavare la

distribuzione spaziale degli indicatori da confrontare con gli standard di qualità della sostanza inquinante considerata. Un

indicatore è definito, in generale, dal parametro statistico (media, percentile, ecc.), dal tempo di media (o di campionamento) e

dal periodo di riferimento (CIRILLO e DESIATO, 1998);

- La valutazione della complessità dell’area su cui si effettua la valutazione deve tenere conto delle caratteristiche orografiche

del territorio, di disomogeneità superficiali (discontinuità terra-mare, città-campagna, acque interne) e condizioni meteo-

diffusive non omogenee (calma di vento negli strati bassi della troposfera, inversioni termiche eventualmente associate a

regimi di brezza); l’uso di modelli analitici (gaussiani e non) si considera generalmente appropriato nel caso di siti non

complessi, mentre qualora le disomogeneità spaziali e temporali siano rilevanti per la dispersione, è opportuno ricorrere all’uso

di modelli numerici tridimensionali, articolati in un preprocessore meteorologico (dedicato principalmente alla ricostruzione del

campo di vento) e in un modello di diffusione;

- la tipologia e la quantità delle sorgenti di emissione da considerare: la tipologia delle principali sorgenti di emissione

determina la categoria di modelli da prendere in considerazione. Per sorgenti puntuali, lineari e areali in numero limitato e

riconducibili a geometrie standard, possono essere impiegati modelli analitici e lagrangiani a particelle. Nel caso più generale

di un insieme di sorgenti puntuali e diffuse sul territorio, occorre allestire un inventario delle emissioni su grigliato regolare alla

risoluzione opportuna, inventario che viene normalmente accoppiato a un modello di dispersione euleriano.

Procedura di applicazione dei modelli nella V.I.A. - PASSI METODOLOGICI


Passo 2 - Ricerca e raccolta di tutti i dati necessari o utili alla simulazione modellistica: - dati territoriali (cartografia, orografia, uso del territorio); dati meteorologici (osservazioni da stazioni meteorologiche

standard, parametri micrometeorologici, dati telerilevati, campi di variabili meteorologiche calcolati con modelli a elevata

risoluzione); dati di emissione (localizzazione e quantificazione delle emissioni nel caso di sorgenti specifiche, inventario

delle emissioni nel caso di sorgenti numerose e diffuse); concentrazioni in aria degli inquinanti (da reti di monitoraggio o

da campagne sperimentali), anche al fine di determinare le condizioni al contorno degli inquinanti che vengono trasportati

all’interno del dominio di calcolo. Una delle azioni per la definizione delle modalità di esecuzione del modello è l’integrazione

di dati di ingresso risultati insufficienti o inadeguati, con particolare riguardo all’inventario delle emissioni; zonizzazione ai

sensi del D.lgs. 351/99 smi (confronta paragrafo 3.2).

Passo 3 - Identificazione della categoria di modelli appropriati per raggiungere l’obiettivo (di cui al

punto 1, e in grado di utilizzare al meglio i dati di cui al punto 2.)

Passo 4 - Predisposizione di tutti i dati di ingresso nel formato necessario ed esecuzione delle

applicazioni modellistiche.

Passo 5 Valutazione critica dei risultati del modello, verificandone anche la congruenza con

eventuali misure disponibili.

Passo 6 - L’utilizzo dei risultati prevede la tracciatura di mappe relative al territorio in esame per

ogni indicatore e per ogni inquinante anche non monitorato dalla rete; valutazione dell’influenza dei diversi comparti

emissivi sui livelli di inquinamento e valutazione percentuale delle interferenze e sovrapposizioni tra diverse sorgenti; rilievo

della necessità di misure su aree di ricaduta segnalate dal modello e non monitorate; predisposizione di simulazioni con

scenari emissivi generati da ipotesi di risanamento e confronto quantitativo della loro efficacia.

Passo 7 - Nella scelta dei modelli bisogna tener conto che l’uso dei modelli analitici a pennacchio (gaussiani e non),

è generalmente appropriato nel caso di siti non complessi; qualora le disomogeneità spaziali e temporali siano rilevanti per

la dispersione, i modelli analitici valgono generalmente come strumenti di screening, cioè per valutazioni di prima

approssimazione; per valutazioni più raffinate è opportuno ricorrere all’uso di modelli numerici tridimensionali,

Procedura di applicazione dei modelli nella V.I.A. - PASSI METODOLOGICI


STRADA EXSTRAURBANA PRINCIPALE

Pendenza media 4%

TGM: 20000 veic/gg (Vmax = 2000 veic/h)

Tipo

% sul

Tot.

Alimentazion

e % sul tipo Categoria % sott. cat. % sul tot

PRE-ECE ECE (ECE

15/04) 50.00% 30.00%

Benzina 70.00% EURO I 20.00% 12.00%

Veicoli 85.00% EURO II e III 30.00% 18.00%

Leggeri Conv. 25.00% 6.00%

Gasolio 30.00% Euro I e II 25.00% 6.00%

Euro III 50.00% 13.00%

Veicoli Convenzionali 70.00% 7.00%

Commerciali 10.00% Gasolio 100.00% Euro I 10.00% 1.00%

7-32 t Euro II e Euro III 20.00% 2.00%

Veicoli Convenzionali 50.00% 1.00%

Commerciali 2.00% Gasolio 100.00% Euro I 20.00% 0.00%

>32 t Euro II e Euro III 30.00% 1.00%

BUS Convenzionali 60.00% 2.00%

extraurbani 3.00% Gasolio 100.00% Euro I 15.00% 0.00%

Euro II e Euro III 25.00% 1.00%

TOT 100.00%


Parco Veicolare –Provincia di Viterbo – anno 2011 - Autovetture

ALIMENTAZIONE FASCIA EURO

0

EURO

1

EURO

2

EURO

3 EURO 4

EURO

5 EURO 6

Non

contempl

ato

Non

identifica

to

TOTALE

BENZINA Fino a 1400 17,253 8,293 25,343 16,342 23,747 4,419 20 95,417

1401 - 2000 3,490 2,685 5,033 2,082 2,702 471 5 16,468

Oltre 2000 447 154 357 292 550 85 1,885

Non identificato 2 2

BENZINA Totale 21,192 11,132 30,733 18,716 26,999 4,975 25 113,772

BENZINA O GAS

LIQUIDO Fino a 1400 655 264 652 312 3,757 294 5,934

1401 - 2000 820 616 941 333 585 21 3,316

Oltre 2000 54 26 43 39 71 233

Non identificato 1 1

BENZINA O GAS

LIQUIDO Totale 1,529 906 1,636 684 4,414 315 9,484

BENZINA O METANO Fino a 1400 17 4 39 14 403 145 622

1401 - 2000 24 12 36 41 104 2 219

Oltre 2000 5 3 9 1 18

BENZINA O METANO

Totale 46 16 78 55 516 148 859

GASOLIO Fino a 1400 449 63 77 4,536 14,989 1,983 22,097

1401 - 2000 1,890 1,416 10,548 21,377 21,093 5,313 1 61,638

Oltre 2000 1,599 862 2,870 4,687 3,629 752 5 1 14,405

GASOLIO Totale 3,938 2,341 13,495 30,600 39,711 8,048 5 2 98,140

ALTRE Non contemplato 6 6

ALTRE Totale 6 6

DATO NON Fino a 1400 1 1

IDENTIFICATO Non identificato 1 1

DATO NON

IDENTIFICATO Totale 2 2

VITERBO Totale 26,713 14,395 45,942 50,055 71,640 13,486 5 27 222,263


Parco Veicolare –Provincia di Viterbo – anno 2011 – Autovetture (in %)

ALIMENTAZIONE FASCIA EURO 0 EURO 1 EURO 2 EURO 3 EURO 4 EURO 5 EURO 6 Non

contemplato

Non

identificato

BENZINA Fino a 1400 7.7624% 3.7312% 11.4023% 7.3526% 10.6842% 1.9882% 0.0000% 0.0000% 0.0090%

1401 - 2000 1.5702% 1.2080% 2.2644% 0.9367% 1.2157% 0.2119% 0.0000% 0.0000% 0.0022%

Oltre 2000 0.2011% 0.0693% 0.1606% 0.1314% 0.2475% 0.0382% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

Non

identificato 0.0009% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

BENZINA Totale 9.5347% 5.0085% 13.8273% 8.4207% 12.1473% 2.2383% 0.0000% 0.0000% 0.0112%

BENZINA O GAS

LIQUIDO Fino a 1400 0.2947% 0.1188% 0.2933% 0.1404% 1.6903% 0.1323% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

1401 - 2000 0.3689% 0.2771% 0.4234% 0.1498% 0.2632% 0.0094% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

Oltre 2000 0.0243% 0.0117% 0.0193% 0.0175% 0.0319% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

Non

identificato 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0004% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

BENZINA O GAS

LIQUIDO Totale 0.6879% 0.4076% 0.7361% 0.3077% 1.9859% 0.1417% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

BENZINA O

METANO Fino a 1400 0.0076% 0.0018% 0.0175% 0.0063% 0.1813% 0.0652% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

1401 - 2000 0.0108% 0.0054% 0.0162% 0.0184% 0.0468% 0.0009% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

Oltre 2000 0.0022% 0.0000% 0.0013% 0.0000% 0.0040% 0.0004% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

BENZINA O

METANO Totale 0.0207% 0.0072% 0.0351% 0.0247% 0.2322% 0.0666% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

GASOLIO Fino a 1400 0.2020% 0.0283% 0.0346% 2.0408% 6.7438% 0.8922% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

1401 - 2000 0.8503% 0.6371% 4.7457% 9.6179% 9.4901% 2.3904% 0.0000% 0.0000% 0.0004%

Oltre 2000 0.7194% 0.3878% 1.2913% 2.1088% 1.6328% 0.3383% 0.0022% 0.0000% 0.0004%

GASOLIO Totale 1.7718% 1.0533% 6.0716% 13.7675% 17.8667% 3.6209% 0.0022% 0.0000% 0.0009%

ALTRE Non

contemplato 0.0027% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

ALTRE Totale 0.0027% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

DATO NON

IDENTIFICATO Fino a 1400 0.0004% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

Non

identificato 0.0004% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

DATO NON

IDENTIFICATO

Totale

0.0009% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000%

Totale 12.0186% 6.4766% 20.6701% 22.5206% 32.2321% 6.0676% 0.0022% 0.0000% 0.0121%


Parco Veicolare –Provincia di Viterbo – anno 2011 – Veicoli industriali

leggeri (in %)


contemplato

Non

identificato

BENZINA Fino a 3,5 0.8415% 0.8415% 1.2774% 0.7250% 0.5567% 0.0647% 0.0000% 0.0000% 0.0086%

Non

identificato 0.0949% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0086%

BENZINA Totale 0.9365% 0.8415% 1.2774% 0.7250% 0.5567% 0.0647% 0.0000% 0.0000% 0.0173%

BENZINA O GAS

LIQUIDO Non

contemplato 0.3150% 0.0734% 0.0475% 0.0561% 0.3452% 0.0086% 0.0000% 0.0259% 0.0000%

BENZINA O GAS

LIQUIDO Totale 0.3150% 0.0734% 0.0475% 0.0561% 0.3452% 0.0086% 0.0000% 0.0259% 0.0000%

BENZINA O

METANO Non

contemplato 0.0086% 0.0129% 0.0216% 0.0086% 0.2632% 0.1769% 0.0000% 0.0043% 0.0000%

BENZINA O

METANO Totale 0.0086% 0.0129% 0.0216% 0.0086% 0.2632% 0.1769% 0.0000% 0.0043% 0.0000%

GASOLIO Fino a 3,5 18.0131% 10.8148% 18.0002% 26.3206% 19.1222% 0.7897% 0.0173% 0.0000% 0.0129%

Non

identificato 0.9969% 0.0690% 0.0086% 0.0043% 0.0043% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0216%

GASOLIO Totale 19.0100% 10.8838% 18.0088% 26.3249% 19.1265% 0.7897% 0.0173% 0.0000% 0.0345%

ALTRE Non

contemplato 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0173% 0.0000%

ALTRE Totale 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0173% 0.0000%

20.2702% 11.8117% 19.3553% 27.1146% 20.2917% 1.0400% 0.0173% 0.0475% 0.0518%


Parco Veicolare –Provincia di Viterbo – anno 2011 – Veicoli industriali

pesanti (in %)


identificato TOTALE

BENZINA Oltre 3,5 0.4043% 0.0238% 0.0000% 0.0000% 0.0238% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.45%

BENZINA Totale 0.4043% 0.0238% 0.0000% 0.0000% 0.0238% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.45%

GASOLIO 3,6 - 7,5 16.4328% 2.0690% 4.2093% 4.1379% 1.6171% 0.4043% 0.0238% 0.0238% 28.92%

7,6 - 12 14.1023% 2.2117% 3.3294% 3.6623% 0.6897% 0.8086% 0.0000% 0.0238% 24.83%

12,1 - 14 3.0440% 0.1665% 0.1902% 0.2854% 0.0238% 0.0713% 0.0000% 0.0238% 3.80%

14,1 - 20 6.3496% 1.2128% 1.8312% 2.0214% 0.2616% 1.5458% 0.0000% 0.0238% 13.25%

20,1 - 26 12.1046% 2.1641% 4.4946% 3.1629% 0.5470% 1.1415% 0.0000% 0.0476% 23.66%

26,1 - 28 0.0713% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.0000% 0.07%

28,1 - 32 0.0476% 0.0951% 1.1177% 1.9976% 0.4281% 0.9037% 0.0000% 0.0000% 4.59%

Oltre 32 0.3092% 0.0476% 0.0238% 0.0000% 0.0000% 0.0476% 0.0000% 0.0000% 0.43%

GASOLIO Totale 52.4614% 7.9667% 15.1962% 15.2675% 3.5672% 4.9227% 0.0238% 0.1427% 99.55%

VITERBO Totale 52.8656% 7.9905% 15.1962% 15.2675% 3.5910% 4.9227% 0.0238% 0.1427% 1


Parco Veicolare –Provincia di Viterbo – anno 2011 – BUS (in %)

USO EURO 0 EURO 1 EURO 2 EURO 3 EURO 4 EURO 5 EURO 6 Non

identificato

Noleggio 5.12% 3.32% 4.09% 7.42% 2.56% 4.09% 0.51% 0.00%

Privato 14.32% 4.09% 7.42% 7.67% 2.30% 2.30% 0.00% 0.00%

Pubblico 10.49% 2.30% 7.67% 7.93% 3.84% 1.28% 0.51% 0.00%

Altri usi 0.77% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%

VITERBO Totale 30.69% 9.72% 19.18% 23.02% 8.70% 7.67% 1.02% 0.00%

FASCIA EURO 0 EURO 1 EURO 2 EURO 3 EURO 4 Non

identificato TOTALE

Fino a 125 14.611% 3.020% 1.982% 4.376% 0.000% 0.051% 24.039%

126 - 250 8.277% 6.695% 5.937% 6.208% 0.000% 0.018% 27.134%

251 - 750 12.376% 5.426% 8.908% 10.177% 0.000% 0.012% 36.899%

Oltre 750 2.785% 2.322% 2.580% 4.217% 0.000% 0.003% 11.907%

Non identificato 0.018% 0.000% 0.000% 0.003% 0.000% 0.000% 0.021%

VITERBO Totale 38.066% 17.462% 19.408% 24.980% 0.000% 0.084% 100.000%

Parco Veicolare –Provincia di Viterbo – anno 2011 – Motocicli (in %)

VELOCITA’ MEDIA DA ANALISI SULLA RETE

AUTOVETTURE E VEICOLI COMMERCIALI LEGGERI 90 km/h

VEICOLI COMMERCIALI MEDI E PESANTI 70 km/h


DATI CLIMATICI Sono attualmente operanti diverse reti di rilevamento di dati

meteoclimatici, tra cui:

• la rete del Servizio Meteorologico dell’Aeronautica Militare (UGM:

Ufficio Generale per la meteorologia dell’Aeronautica Militare)

http://www.meteoam.it/;

• la rete dell’Ufficio Centrale di Ecologia Agraria (UCEA) del Ministero

per le Politiche Agricole e Forestali;

• il Servizio Idrografico del Ministero dei Lavori Pubblici;

• le reti locali, realizzate a livello regionale, provinciale, metropolitano,

nell’ambito di programmi per disinquinamento atmosferico, o approntate

da Consorzi industriali o Enti di ricerca (p.e.

http://www.arpalazio.net/main/aria/sci/basedati/meteo.php);

• il progetto del Sistema nazionale per la raccolta, elaborazione e diffusione

di dati Climatologici di Interesse Ambientale (SCIA) avviato dall’APAT

in collaborazione con UGM, UCEA e ARPA- Emilia Romagna.

http://www.meteoam.it/







http://www.arpalazio.net/main/aria/sci/basedati/meteo.php















DATI CLIMATICI -

http://www.scia.sinanet.apat.it/#

Il sistema SCIA consente di visualizzare:

• su una mappa dell'Italia le stazioni meteorologiche delle diverse reti, dai cui dati vengono

derivati gli indicatori climatologici di SCIA, e di visualizzare o scaricare su file alcuni metadati

(coordinate della stazione, variabili osservate, ecc.). (funzione STAZIONI)

• i grafici dell'andamento temporale di alcune variabili climatiche, scegliendo la variabile,

l'intervallo temporale e il passo (decade, mese o anno), e di scaricare su file i relativi dati.

(funzione SERIE TEMPORALI)

• un istogramma la distribuzione statistica degli indicatori decadali, mensili o annuali.

(funzione FREQUENZE)

• la distribuzione spaziale di un indicatore decadale, mensile o annuale (per es. la

temperatura media di un certo mese di un certo anno) mediante curve di livello, e di

scaricare su file i dati puntuali con cui viene generato il grigliato regolare oppure i dati sul

grigliato regolare stesso. (funzione MAPPE)

• i valori normali sotto forma di tabelle e di bar chart su una stazione di alcune variabili in

periodi climatologici standard (per es. la temperatura media nel trentennio 1961-1990).

(funzione "valori normali: TABELLE)

• le mappe della distribuzione spaziale di alcune variabili in periodi climatologici standard.

(funzione "valori normali: MAPPE)

• valori di anomalia di alcune variabili sotto forma di mappe rispetto ai periodi climatologici

standard. (funzione ANOMALIE)

http://www.scia.sinanet.apat.it/


DATI CLIMATICI

(http://www.scia.sinanet.apat.it/Documentazione/RapportoClima2011.pdf) Temperature massime minime e medie (numero di anni di riferimento 30).

Tmax Tmin Tmedia Radiazione solare

[°C] [°C] [°C] [W/mq]

gennaio 11,80 2,70 7,25 754,5

febbraio 13,00 3,50 8,25 1088,9

marzo 15,20 5,00 10,10 1615,4

aprile 18,10 7,50 12,80 2217,2

maggio 22,90 11,10 17,00 2778,4

giugno 27,00 14,70 20,85 3035,3

luglio 30,40 17,40 23,90 3070,0

agosto 30,30 17,50 23,90 2659,2

settembre 26,80 14,80 20,80 2047,1

ottobre 21,80 10,80 16,30 1389,8

novembre 16,30 6,80 11,55 835,5

dicembre 12,60 3,90 8,25 644,6


DATI CLIMATICI

(http://www.scia.sinanet.apat.it/Documentazione/RapportoClima2011.pdf)

STAZIONE COD.

RETE PROV.

Quota

s.l.m. (m)

Te

mp

era

tura

Me

dia

(°C

)

Te

mp

era

tura

Ma

ss

ima

As

so

luta

(°C

)

Te

mp

era

tura

Min

ima

As

so

luta

(°C

)

Es

cu

rsio

ne

Te

rmic

a

Me

dia

(°C

)

Monte Terminillo 11 RI 1875,00 5,90 23,40 -12,00 4,10

Rieti 11 RI 389,00 16,70 38,00 -4,00 7,60

Civitavecchia 11 RM 4,00 18,30 34,00 2,00 5,70


Pratica Di Mare 11 RM 21,00 16,70 34,60 -0,60 9,60

Roma Fiumicino 11 RM 3,00 16,00 35,60 -2,60 10,60

Roma/Ciampino 11 RM 105,00 16,40 40,00 -3,00 11,10

Roma/Urbe 11 RM 24,00 16,40 38,00 -4,20 11,90

Vigna Di Valle 11 RM 266,00 16,20 36,00 1,80 7,60

Viterbo 11 VT 308,00 14,90 36,70 -4,60 11,30

Gaeta 14 LT 0,00 17,90 33,90 4,50 5,40



DATI CLIMATICI

(http://www.scia.sinanet.apat.it/Documentazione/RapportoClima2011.pdf)

STAZIONE COD. RETE PROV. Quota s.l.m.

(m)

Radiazione

GlobaleMedia

(W/m2)

Paliano 4 FR 263 204,6

Monterotondo 4 RM 51 188,7

Roma Collegio Romano 4 RM 57 193,3

Caprarola 4 VT 650 192,8


VELOCITA’ MEDIA

AUTOVETTURE E VEICOLI COMMERCIALI LEGGERI 90 km/h

VEICOLI COMMERCIALI MEDI E PESANTI 70 km/h DATI CLIMATICI

http://www.arsial.it/portalearsial/agrometeo Temperature massime minime e medie per anno

Mese TmMin TmMed TmMax UmMed Piogge Cumulata

01 - Gennaio 4,6 7 10,7 73 54,2 54,2

02 - Febbraio 4,3 7,8 12,9 58 78 132,2

03 - Marzo 5,4 8,8 13,8 70 231,6 363,8

04 - Aprile 10,2 14,2 20 59 63,2 427

05 - Maggio 12,5 17,1 23,4 63 61,8 488,8

06 - Giugno 16,7 21,3 27,8 66 45,8 534,6

07 - Luglio 17,4 22,4 29,3 64 79,8 614,4

08 - Agosto 20,3 25,3 32,8 54 4,4 618,8

09 - Settembre 18 22,8 29,9 56 21,2 640

10 - Ottobre 11,7 15,7 21,5 62 124,2 764,2

11 - Novembre 8,6 11,6 16,2 68 45,4 809,6

12 - Dicembre 5,6 8,2 11,8 71 120,4 930

Riepilogo Valori Mensili

anno 2011

Denominazione: ARPINO

Località: Vigne Piane

Provincia: FR

Costruttore: Siap

http://www.arsial.it/portalearsial/agrometeo

http://www.arsial.it/portalearsial/agrometeo/mensile_11.asp?codice=FR03SPEV1







DATI CLIMATICI

Velocità e direzione del vento

per anno

p.e. Anno 2012

http://www.arsial.it/portalearsial/a

grometeo/document/venti_lazio_

mensile_12.pdf

http://www.arsial.it/portalearsial/agrometeo/document/venti_lazio_mensile_12.pdf




DATI CLIMATICI

http://www.arsial.it/portalearsial/agrometeo Direzione del vento (Rosa dei venti) Sito – Anno - Mese




DATI CLIMATICI

httphttp://www.arsial.it/portalearsial/agrometeo/D41_ca.asp?Centralina=RI10CME07 Radiazione solare cumulata mensile


http://www.arsial.it/portalearsial/agrometeo/D41_ca.asp?Centralina=RI10CME07


DATI CLIMATICI

Velocità e direzione del vento (numero anni di riferimento 21) [m/sec].


DATI CLIMATICI

Direzione e velocità del vento (numero anni di riferimento 21) [m/sec].


DATI CLIMATICI

Dati di irraggiamento solare (numero anni di riferimento 30)

Rtot Rmin Rmax

[mm] [mm] [mm]

gennaio 102.6 3.4 855.6

febbraio 98.5 4.4 745.2

marzo 67.5 19.1 139.5

aprile 65.4 18.4 234.5

maggio 48.2 1.3 129.1

giugno 34.4 1.4 127.6

luglio 22.9 0 109.3

agosto 32.8 0.1 116.7

settembre 68.1 3.8 163.7

ottobre 93.7 3.1 222.2

novembre 129.6 6.9 576

dicembre 111 27.2 595.2


DATI CLIMATICI STABILITA’ PASQUIL

CATEGORIA INSOLAZIONE

RADIAZIONE SOLARE W/mq

FORTE I > 700

MODERATA 700 < I < 350

LEGGERA I <350

Radiazione solare media I [W/mq] Italia centrale

INVERNO 250

PRIMAVERA 665

ESTATE 748

AUTUNNO 408

CLASSI DI STABILITÀ DI PASQUILL CONDIZIONE DI STABILITÀ CLASSE DI PASQUILL

Instabilità estrema A

Instabilità moderata B

Instabilità leggera C

Neutralità D

Stabilità leggera E

Stabilità moderata F

VELOCITÀ DEL VENTO

ALLA SUPERFICIE (a 10 m)

INSOLAZIONE DIURNA CONDIZIONI NOTTURNE

Grado di Copertura

Nuvolosa

[m/s] Forte Moderata Leggera 4/8 3/8

<2 A A B B (G) (G)

2 3 A B B C E F

3 4 B B C C D E

4 6 C C D D D D

> 6 C D D D D


DATI CONCENTRAZIONI INQUINANTI La caratterizzazione dello stato attuale della componente atmosfera può

essere condotta attraverso:

• dati raccolti dagli organismi titolari della gestione delle reti e dei dati di

monitoraggio della qualità dell'aria sul territorio (Regioni, Province,

Agenzie regionali per la protezione dell'Ambiente)

• campagne sperimentali appositamente eseguite;

• modelli di dispersione e trasformazione degli inquinanti in atmosfera.

La normativa il D.lgs 351/99 (art.3, comma1) le autorità competenti per la

valutazione e gestione della qualità dell’aria:

· Regioni;

· Province;

· Agenzie regionali per la protezione dell'Ambiente (Arpa)

Qualora non si disponga di informazioni sulla qualità dell’aria in quantità sufficienti, può essere

necessario/opportuno ricorrere a:

indagini in loco, sia mediante postazioni di misura fisse sia mediante mezzi mobili. Le

campagne di rilevamento si dovrebbero estendere ad un intervallo temporale

rappresentativo ai fini della caratterizzazione dello stato attuale della qualità dell’aria.

opportuni modelli di dispersione e trasformazione degli inquinanti in atmosfera.


DATI CONCENTRAZIONI INQUINANTI

Dati raccolti: Database Brace

ww.brace.sinanet.apat.it/web/struttura.html

VALUTAZIONE DEI FATTORI DI EMISSIONE


Copert 4

[Computer Programme to Calcolate Emissions from Road Transport] Il programma è gratuitamente scaricabile dal sito:

http://www.emisia.com/copert/General.html

Fattori di emissione

[g/veicolo km]

Emissioni a regime

Emissioni a freddo

Emissioni evaporative Fattore base di emissione: inquinante i-esimo , classe veicolo j-esima , V = velocità [km/h]

e HOT, i , j (v)

+

Correzioni

Emissioni a freddo , Carburante , fattore di carico (commerciali) , pendenza

jn

j

jiji epe1

,

10050

21,,

,,,

,,,

,,,,,

LPLCorrGCorr

FCorr

FCorree ikji

basekji

fuelkji

kjikjicorr

[g/veic km]



Copert 4 [Computer Programme to

Calcolate Emissions from

Road Transport]

Il programma è

gratuitamente scaricabile

dal sito:

http://www.emisia.com/co

pert/General.html



Copert III

[Computer Programme to Calcolate Emissions from Road Transport] Il programma è gratuitamente scaricabile dal sito:http://vergina.eng.auth.gr/mech/lat/copert/copert.htm

AUTOVETTURE

ALIMENTAZIONE

BENZINA

Copert III

[Computer Programme to Calcolate Emissions from Road Transport] Il programma è gratuitamente scaricabile dal sito:http://vergina.eng.auth.gr/mech/lat/copert/copert.htm

VALUTAZIONE DEI


Copert III

AUTOVETTURE Post EURO I

EF = ( a + c × V + e × V²)/(1 + b × V + d × V²)

AUTOVETTURE

ALIMENTAZIONE

BENZINA

Post EURO I

VALUTAZIONE DEI


Copert III


Pollutant Emission Fuel specs Urban Rural Highway

Standard (EN590) [g/km] [g/km] [g/km]

PM

EURO I & II 2000-2009 3,22E-03 1,84E-03 1,90E-03

EURO III & IV 2000-2009 1,28E-03 8,36E-04 1,19E-03

EURO III GDI 2000-2009 6,60E-03 2,96E-03 6,95E-03

GDI direct injection gasoline

Particolato

VALUTAZIONE DEI


Copert III

AUTOVETTURE

ALIMENTAZIONE

GASOLIO

VALUTAZIONE DEI


Copert III


EF = (a + c × V + e × V²)/(1 + b × V + d × V²) + f/V A

UT

OV

ET

TU

RE

AL

IME

NTA

ZIO

NE

GA

SO

LIO

VALUTAZIONE DEI


Copert III

VEICOLI

COMMERCIALI

LEGGERI

AL. GASOLIO

VALUTAZIONE DEI


Copert III

VEICOLI COMMERCIALI PESANTI

AL. GASOLIO

VALUTAZIONE DEI


Copert III

BUS

AL. GASOLIO

VALUTAZIONE CORREZIONI DEI FATT. DI EMISSIONE - FUNZIONAMENTO A FREDDO

, , , , 1 , ,

,

1cold

cold i j i j i j EURO hot i j hot

i j

ee b e

e

Itrip distanza media di viaggio dei veicoli

Autoveicoli a benzina

VALUTAZIONE CORREZIONI DEI FATT. DI EMISSIONE - FUNZIONAMENTO A FREDDO

,

, , , , 1 , ,

,

1001

100

coldi j

cold i j i j i j EURO hot i j hot

i j

RF ee b e

e

Diesel Passenger CO NOx VOC PM

Cars [%] [%] [%] [%]

Euro II - 94/12/EC 0 0 0 0

Euro III - 98/69/EC Stage 2000 0 23 15 28

Euro IV - 98/69/EC Stage 2005 0 47 31 55

Ulteriore riduzione per tecnologie post EURO I : Coefficiente RFi,j

= 0.6474 - 0.02545 × ltrip - (0.00974 - 0.000385 × ltrip) × ta

Itrip distanza media di viaggio dei veicoli

(1) VOC: if ta > 29°C then eCOLD / eHOT > 0.5

(2) PM: if ta > 26°C then eCOLD / eHOT > 0.5

Pollutant eCOLD / eHOT

CO 1,9 – 0,03 ta

NOx 1,3 – 0,013 ta

VOC 3,1 – 0,09 ta (1)

PM 3,1 – 0,1 ta (2)

Fuel Consumption – 0,008 ta

Autoveicoli a Gasolio

VALUTAZIONE CORREZIONI DEI FATT. DI EMISSIONE - CARBURANTE

kjihot

baseji

fuelji

kjihot eFCorr

FCorrFCe ,,,

,,

,,

,,,

VALUTAZIONE CORREZIONI DEI FATT. DI EMISSIONE – CARICO VEICOLI PESANTI

100

5021,,,,,,

LPLCorreLCe kjihotkjihot

LP Fattore di carico = Carico / Carico max

Inquinante LCorri

CO 0,21

NOx 0,18

VOC 0,00

PM 0,08

Consumo Carburante 0,18

VALUTAZIONE CORREZIONI DEI FATT. DI EMISSIONE - PENDENZA

kjihotkjikjihot eGCorrGCe ,,,,,,,,

kjikjikjikji

kjikjikjikji

AVAVAVA

VAVAVAGCorr

,,,0,,,1

2

,,,2

3

,,,3

4

,,,4

5

,,,5

6

,,,6,,

VALUTAZIONE CORREZIONI DEI FATT. DI EMISSIONE – STATO MANUTENZIONE

MCC,i = AM × MMEAN + BM MMEAN: the mean fleet mileage of vehicles for which correction is applied

MCC,i: the mileage correction factor for a given mileage (Mav), pollutant i and a specific cycle,

AM: the degradation of the emission performance per kilometre

BM: the emission level of a fleet of brand new vehicles (< 1 percorrenze base di

1600050000km)

Si ipotizza che non vi è

più aumento oltre:

• 120,000 km Euro I e II

• 160,000 km Euro III e

IV

VALUTAZIONE CORREZIONI DEI FATT. DI EMISSIONE - PENDENZA

1

100

100

10050

21 ,,,

,

,,,,,,, HOT

COLD

kEuroIiHOT

ji

kEuroIiHOTkji

Base

Fuelkji

e

eebcMCorr

RFeGCorr

LP

FCorr

FCorre

Correzione

caratteristiche

combustibile

Correzione

Fattore di

carico veic.

comm.

Correzione

pendenza

longitudinale

Emissione base

per veicolo

j-esimo

Correzione

Stato

meccanica

Incremento per

funzionamento a

freddo

jn

j

kjijki epe1

,,,

FATTORE DI EMMISSIONE MEDIO

[g / veicolo km]

kiorarioki eVq ,, [g / km]

FATTORE DI EMMISSIONE MEDIO PER LA CORRENTE DI TRAFFICO

I fattori di emissione medi sono anche pubblicati dall’APAT vedi sito

http://www.sinanet.isprambiente.it/it/sinanet/fetransp/

VALUTAZIONE DEI FATTORI DI EMISSIONE Copert 4 (http://www.emisia.com/copert/General.html)

Tipi di veicoli Velocità media

Emissioni

jn

j

jiji epe1

,

Inquinante i-esimo

Veicolo j-esimo

VALUTAZIONE DEI FATTORI DI EMISSIONE Copert 4 (http://www.emisia.com/copert/General.html)

FATTORI DI CORREZIONE

Dati pendenza

longitudinale

Dati per correzione dovuta al fattore

di carico veicoli commerciali

Il tronco stradale viene diviso in

una serie di elementi

Si sommano le concentrazioni

dovute a ciascun elemento nel

ricettore

EL=W * BASE NE

5

3

105.21.1

PHIBASE

La dimensione di ciscun elemento aumenta

all’aumentare della distanza dal ricettore

Il 1° elemento è quadrato con

dimensione pari alla larghezza della

strada W

DISPERSIONE - CALINE 4

DISPERSIONE - CALINE 4 CIASCUN ELEMENTO E’ MODELLATO COME UNA

SORGENTE LINEARE FINITA (FLS)

perpendicolare alla direzione del vento

LE EMISSIONI SI DISPERDONO IN MODO

GAUSSIANO

La lunghezza

degli elementi

è funzione della

dimensione

degli elementi

DISPERSIONE - CALINE 4 Le emissioni di ciascun elemento sono

assegnate alla sorgente lineare finita

(FLS)

AL FINE DI DISTRIBUIRE

CORRETTAMENTE LE EMISSIONI

CIASCUN ELEMENTO VIENE DIVISO IN

3 ZONE (ZANA1 , ZONA 2 e ZONA 3)

LE EMISSIONI SONO CONSIDERATE

COSTANTI PER LA ZONA CENTRALE

MENTRE DECRESCONO FINO AD

ANNULLARSI AGLI ESTREMI PER LE

ZONE PERIFERICHE


2

2

2

2

2

2

2exp

2exp

2exp

2 zzyzy

HzHzy

u

dyqdc

Poiché z è costante rispetto a y

integrando per l’intera lunghezza di

FLS si ha

dyy

u

AqC

y

yyzy

2

12

2

2exp

2

Poiché z e y sono funzioni di x e non

di y sostituendo p=y/y e dp=dy/y

2

1

2

exp2 2

y

y

y

y y

y z

Aq pC dp

u

Funzione di densità di

probabilità di una v.a. Normale

PDAu

qC

z

2

dpp

PD y

y

y

y

2

1 2exp

2

1 2

Si considera il contributo di elementi infinitesi dy

della sorgente lineare finita (FLS)


n

i

J

j

ijij

CNT

CNTk iii

PDQEWTSGZz

LkHz

SGZz

LkHz

SGZuC

1 12

2

2

22

exp2

exp1

2

1

La concentrazione in ciscun recettore

viene calcolata come somma dei

contributi dovuti a ciascun FLS

Ciascun FLS è diviso in segmenti di

lunghezza uguale a y o frazione di

quest’ultima

CNT è il numero di riflessioni

multiple (altezza di

mescolamento hmix) necessarie

per ottenere la convergenza

n =numero segmenti (FLS) al massimo

6 (alla distanza di 3 y dal ricettore)

Z

3

Z

2

Z

1

L’intensità delle emissioni di ciascun

segmento è determinata moltiplicando QE per

un fattore ponderale WT

DISPERSIONE -

CALINE 4

n

i

J

j

ijij

CNT

CNTk iii

PDQEWTSGZz

LkHz

SGZz

LkHz

SGZuC

1 12

2

2

22

exp2

exp1

2

1

La sommatoria degli elementi delle FLS è

effettuata due volte:

1) una prima volta da e0 controvento fino

a raggiungere il limite UWL oppure se

si è oltre il valore di 3 y ,

2) una seconda volta da e0 nella direzione

del vento fin a quando non si raggiunge

il limite DWL o si è oltre il valore di 3

y.


[m] CALINE4 considera

l’area sopra la

strada (mixing zone)

come una zona

turbolenta con

emissione uniforme

Mixing zone = larghezza corsie + 3 +3 [m]

All’interno della mixing zone la

turbolenza meccanica dovuta al

moto dei veicoli e la turbolenza

termica creata dalla elevata

temperatura delle emissioni gassose

rappresentano i principali

meccanismi di dispersione

(ipotesi valida per la maggior parte delle

condizioni atmosferiche fatta eccezione

per le condizioni di forte instabilità)

Tale condizione si differenzia significativamente dalle condizioni

di dispersione passiva assunte nel modello Gaussiano


10/5.1 TRSGZI [m]

TR=

W2/(u*sin(PHI)) PHI 45°

W2/(u*sin(45°I)) PHI<45°

Per tenere conto di tale fenomeno la

dispersione verticale iniziale SGZI (nella

mixing zone) viene considerato funzione

del tempo di permanenza dell’inquinante

all’interno della Mixing Zone “TR”

TR può essere valutato in funzione

della velocità media del vento

SGZI viene considerato completamente

indipendente dalle irregolarità del

suolo e dalla classe di stabilità

atmosferica

Si è osservato che: tanto

maggiore è il tempo di

permanenza nella mixing zone

tanto maggiore sarà la

dispersione verticale


CALINE 4 PER VALUTARE IL FATTORE DI

DISPERSIONE VERTICALE UTILIZZA UNA

VERSIIONE MODIFICATA DELLE CURVE

PROPOSTE DA PASQUILL-SMITH

z è assunta costante ed uguale a SGZI

sulla Mixing Zone fino ad una distanza

Wmix dal centro del FLS

Wmix=

W2/(sin(PHI)) PHI 45°

W2/(sin(45°I)) PHI<45°


CALINE 4 PER VALUTARE IL FATTORE DI DISPERSIONE VERTICALE UTILIZZA

UNA VERSIIONE MODIFICATA DELLE CURVE PROPOSTE DA PASQUILL-SMITH

z è assunta costante ed uguale a SGZI

sulla Mixing Zone fino ad una distanza

Wmix dal centro del FLS Wmix=

W2/(sin(PHI)) PHI 45°

W2/(sin(45°I)) PHI<45°

21 PZFETPZSGZ I cofficienti della legge PZ1 e PZ2 si

determinano imponendo che:

SGZ= SGZI per FET=Wmix

SGZ=SGZM per FET=10 km

SGZM è il valore del coefficinte di

dispersione che si ottiene ad una distanza

di 10 km se si considera una stabilità

atmosferica modificata per tenere conto

dell’agitazione termica

SGZM

Oltre Wmix z cresce seguendo la legge:

FINO AD UNA DISTANZA DMIX


SGZM è il valore

del coefficinte di

dispersione che si

ottiene ad una

distanza di 10 km se

si considera una

stabilità atmosferica

modificata per tenere

conto dell’agitazione

termica

SGZM

Il modello del CALINE

considera un fattore di

flusso termico HFF

6.82 mW h /cm veic.

Moltiplicato per il flusso

di traffico e diviso per la

larghezza della mixing

zone si ottiene


2*1 PZFETPZSGZI

DMIX

FETPZPZ

DMIXFETFETPZSGZI

ln32 **1

L’effetto della turbolenza va diminuendo a partire da una distanza Dmix fino ad

annullarsi ad una distanza di 10 km (condizioni di dispersione passiva)

Per tenere conto di tale diminuzione si aggiunge un ulteriore termine nella

espressione prima introdotta per valutare z

Dmix è posto pari a minimo tra la

lunghezza del pennacchio che

parte dal punto medio del FLS

all’interno di Wmix e

W2=0.6744*y


L

y tTf1

LA DISPERSIONE ORIZZONTALE VIENE VALUTATA SECONDO IL

METODO PROPOSTO DA DRAXLER

è l deviazione standard della direzione del vento espressa in radianti

f1 è una funzione universale del tempo di diffusione T e della scala Lagrangiana del tempo tL

5.01

9.01

1

TITT

f

TT= distanza / velocità del vento u (tempo di diffusione)

TI è il valore del tempo di diffusione per il quale f1=0.5

(assunto nel metodo di DRAXLER proporzionale a tL )

2001.0

sec300

TTTI

TI

550

sec550

TT

TT

DISPERSIONE - MODELLO CALINE 4

SOFTWARE

CALTRANS SOFTWARE LICENSE - CALINE4 http://www.dot.ca.gov/hq/env/air/pages/cl_license.htm

Maind Model Suite http://www.maind.it/contents/softdownload.aspx?page=soft_dwninfo

http://www.dot.ca.gov/hq/env/air/pages/cl_license.htm

http://www.maind.it/contents/softdownload.aspx?page=soft_dwninfo

http://www.maind.it/contents/softdownload.aspx?page=soft_dwninfo

DISPERSIONE - MDELLO CALINE 4 – SOFTWARE MMS CALINE

FINESTRA

DI

NAVIGAZIONE

FINESTRA

DI LAVORO


APRIRE UN

NUOVO

PROGETTO

DISPERSIONE - MODELLO CALINE 4 – SOFTWARE MMS CALINE

tendenza all’assorbimento

da parte della vegetazione

presente (aspetto

“chimico”).

Solo particolato F=-6 h R u

DISPERSIONE - MDELLO CALINE 4 –

SOFTWARE MMS CALINE DEFINIRE UN TRONCO STRADALE

Altezza sul livello suolo 10 m

Larghezza zona di miscelazione

=

Larghezza strada + 3 + 3m

Coordinate UTM WGS84

PER STRADE DI NUOVA

COSTRUZIONE LE SEZIONI

SONO STABILITE DALLE

NORME COGENTI

D.M. 5/11/2001


DEFINIRE UN TRONCO STRADALE

Coefficienti

moltiplicativi

dei valori per

ciascuna ora

del giorno

Traffico

veicolare

+

Emissione

media pesata

globale

Calcolata

tramite il

modello

COPERT

DISPERSIONE - MDELLO CALINE 4 – SOFTWARE MMS CALINE DEFINIRE UN TRONCO STRADALE

IMPORTA DA GOOGLE EARTH


DEFINIRE UN TRONCO STRADALE – IMPORTA DA GOOGLE EARTH


DEFINIRE UN RICETTORE

IMPORTA DA GOOGLE EARTH

DISPERSIONE - MDELLO CALINE 4 – SOFTWARE MMS CALINE DEFINIRE UN RETICOLO DI PUNTI IN CUI CALCOLARE LE CONCENTRAZIONI

DX=(X1-X2)/Ny=1074/10=

DY=(Y1-Y2)/Nx= 1552/10


DX=(X1-X2)/Ny

DY=(Y1-Y2)/Nx


DEFINIRE UN I DATI METEREOLOGICI


DEFINIRE UN I DATI METEREOLOGICI

Temperatura

Tk=Tc+273,16

Velocità del

vento

DvST

velocità vento

Stabilità

Pasquil


CALCOLO DELLE

CONCENTRAZIONI


CALCOLO DELLE

CONCENTRAZIONI E

VISUALIZZAZIONE DEI RISULTATI

DISPERSIONE - MDELLO CALINE 4 –

SOFTWARE MMS CALINE

CALCOLO DELLE

CONCENTRAZIONI E

VISUALIZZAZIONE DEI RISULTATI


1 mi= 1.6 km


T

ALTT

MOWTFPPM

03417.0exp

273

02241.0

LA CONCENTRAZIONE È VALUTATA IN MASSA PER UNITA’ DI

VOLUME E CONVERTITA IN CONCENTRAZIONE VOLUMETRICA

III. RECEPTOR LOCATIONS AND MODEL RESULTS (WORST CASE WIND ANGLE)

* * PRED * COORDINATES (M) * BRG * CONC RECEPTOR * X Y Z * (DEG) * (PPM) ------------*----------------------- *------- *------- 1. Recpt 1 * 80 2500 4.0 * 194. * 3.1

6

36

10

10082057.010

MOWT

PTFPPM

P

TRn

MOWTc

ariamoli

XmoleppmX

6

6

10

10_

__1

RIFERIMENTI DI LEGGE

QUADRO DI RIFERIMENTO AMBIENTALE ATMOSFERA...

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