Stato dell'arte sui modelli e sulla normativa per la stima dell'inquinamento atmosferico da traffico veicolare e marittimo

La mobilità delle persone e delle merci è considerata una componente importante della crescita economica e dello sviluppo della società. Nel contesto europeo, i trasporti costituiscono uno dei settori economici più rilevanti, ma anche uno dei principali fattori di deterioramento della qualità ambientale e della vivibilità delle città. Si stima che il 72% della popolazione vive nelle aree urbane e che in queste si produce l’85% del PIL. In questo scenario i trasporti costituiscono la principale fonte di emissioni di PM10 e PM2.5, le cosiddette polveri sottili, che rappresentano i principali agenti inquinanti fortemente dannosi per la salute. Nei processi decisionali della pianificazione dei trasporti, la componente ambientale, unita ai requisiti tecnici ed economici, rappresenta un elemento discriminante. In particolare, la pianificazione dei trasporti e la gestione dei flussi di traffico devono avere come principale obiettivo la riduzione della congestione stradale e, di conseguenza, la riduzione dei livelli di inquinamento atmosferico ed acustico nelle città. Esiste, dunque, una reale esigenza di integrare la gestione della qualità dell’aria con la gestione del traffico. In questo contesto, il tema della logistica marittima è strategico. D’altra parte la pianificazione dei trasporti delle merci è tra gli obiettivi generali più importanti di miglioramento della sostenibilità del sistema dei trasporti e di perseguimento di standard più elevati di qualità della vita nelle aree urbane e metropolitane. La tesi si propone di analizzare nel dettaglio l’inquinamento atmosferico dovuto al traffico veicolare e alle navi. In particolare, sono stati studiati: la normativa vigente in merito alle emissioni di inquinanti dovuti al traffico e alle navi; i principali modelli per la stima delle emissioni e della concentrazione di inquinanti dovuti al traffico stradale e alle navi. La tesi è pertanto strutturata in tre parti: 1. Analisi della normativa italiana ed europea nel settore stradale e marittimo; 2. Analisi e modellazione dell’inquinamento da traffico veicolare e marittimo; 3. Focus sui possibili interventi da attuare per la riduzione dell’inquinamento atmosferico nei porti. Nella prima parte della tesi si è analizzata la normativa europea ed italiana sulla tutela della qualità dell’aria, dal punto di vista delle emissioni e delle immissioni, l’importanza della modellazione matematica e le sue applicazioni e la definizione dei limiti e delle soglie di riferimento per i veicoli stradali e per le navi. Il periodo di studio preso in considerazione va dal 1996 e 1999, rispettivamente per la normativa stradale e marittima, fino ai giorni nostri. Grazie a ciò, è stato possibile indicare le principali tappe normative che hanno caratterizzato l’Europa e l’Italia e come i valori limiti di emissione, i valori obiettivo e le soglie di valutazione superiore e inferiore siano modificate nel tempo e varino in base alla tipologia di inquinante preso in considerazione. Inoltre, la legislazione europea e il suo recepimento nella normativa nazionale incoraggiano lo sviluppo e l'uso di sistemi modellistici della qualità dell'aria, che sono considerati di primaria importanza nelle valutazioni preliminari di quest’ultima e utili per completare il contenuto informativo delle misure dirette. Nella seconda parte della tesi sono illustrati i modelli matematici presenti in letteratura per la stima delle emissioni e delle concentrazioni degli inquinanti. L’analisi quantitativa del processo di inquinamento viene affrontata attraverso l’utilizzo di un insieme di modelli matematici, ognuno dei quali descrive singolarmente fenomeni che contribuiscono a generare l’inquinamento. I modelli presi in considerazione sono i modelli di emissione e di concentrazione/dispersione, i quali permettono rispettivamente di individuare le relazioni esistenti tra le emissioni degli inquinanti e le variabili da cui tali emissioni sono influenzate (caratteristiche costruttive, stato della meccanica e condizioni di funzionamento dei veicoli, condizioni dell’ambiente esterno); e determinare le concentrazioni nell’aria degli inquinanti. Naturalmente, i modelli utilizzati nel settore stradale sono differenti da quelli utilizzati nel settore navale. La terza parte si focalizza sugli interventi volti alla riduzione dell’inquinamento atmosferico nei porti, essendo le navi uno dei maggiori produttori di SO2, NOx e particolati. Tali inquinanti causano effetti negativi sulla salute umana; ed effetti nocivi sull’ambiente come acidificazione ed eutrofizzazione del suolo e formazione di smog dannoso per la salute umana. Per questi motivi, l’IMO ha stabilito nel tempo norme volte alla riduzione delle emissioni di questi inquinanti da parte delle navi, inasprendo sempre di più i limiti di tenore di zolfo concessi all’interno dei carburanti marini e non. Tra le soluzioni studiate in tale sezione, oltre all’utilizzo di carburanti marini a basso tenore di zolfo, sono presenti l’utilizzo di combustibili alternativi (GNL) o rinnovabili, indicato maggiormente per le navi ancora da costruire; e l’uso di scrubber per poter filtrare le emissioni delle navi, più adatto, sia per costi che per facilità, alle navi già esistenti che devono conformarsi ai nuovi limiti imposti dall’IMO