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17 Aprile 2020

IL MODELLO DI QUALITA’ DELL’ARIA NEL PROGETTO AIR HERITAGE

Il progetto AIR-HERITAGE nasce con lo scopo di implementare un framework integrato e diffuso per il monitoraggio della qualità dell’aria urbana, combinando dati di monitoraggio provenienti sia da stazioni fisse che da dispositivi mobili (MONICA di ENEA). I dati rilevati congiuntamente con l’implementazione ed applicazione di modelli matematici, permettono di implementare un innovativo sistema di supporto alle decisioni (DSS – Decision Support System) utile per pianificare e gestire le politiche di governo del territorio con riferimento al Comune di Portici. Nello specifico, la principale attività del progetto è lo sviluppo di uno strumento che abbia la capacità di mappare gli inquinanti urbani, partendo dai dati provenienti da una rete di monitoraggio pervasiva ed eterogenea comprendente stazioni di monitoraggio, sistemi multi – sensori fissi e dispositivi portatili multi-sensori.

A partire dai dati monitorati viene sviluppato un modello predittivo della qualità dell’aria, ad alta risoluzione che si integra nell’UIAQ DSS (Urban Innovative Air Quality Decision Support System), ovvero un sistema di supporto alle decisioni che potrà aiutare le autorità locali nella regolamentazione del traffico e nelle politiche di mitigazione degli inquinanti, anche attraverso la quantificazione degli impatti prodotti da una politica di mobilità.

L’attività del work package è composta da due parti principali, un modulo di emissione degli inquinanti ed uno di dispersione degli stessi che si combinano nel cosiddetto modello di qualità dell’aria.

All’interno del tessuto urbano del Comune di Portici, la principale sorgente di inquinanti dell’aria è rappresentata dal traffico veicolare. Per questo motivo, il modulo di emissione degli inquinanti è composto da un modello matematico capace di simulare i flussi di traffico valutando le condizioni di deflusso veicolare e, di conseguenza, i fenomeni di congestione all’interno delle aree maggiormente affollate del Comune di Portici ad una scala oraria. Per avere una riproduzione quanto più fedele possibile della realtà, il modello viene addestrato mediante l’uso di dati raccolti sul campo nelle diverse giornate (e momenti della giornata) più rappresentativi dell’anno mediante una procedura detta calibrazione. Una seconda campagna di raccolta dati, eseguita dopo lo sviluppo del modello, costituirà invece la validazione, cioè una verifica a posteriori della bontà delle simulazioni fornite dal modello.

Parallelamente allo sviluppo del modulo di emissioni (modello di traffico veicolare), viene sviluppato il modulo di dispersione degli inquinanti. È molto importante, infatti, considerare che gli inquinanti dell’aria prodotti in un determinato punto del tessuto stradale non restano fermi sul posto, ma si possono muovere trasportati dal vento, depositarsi al suolo o sulle superfici degli edifici e della vegetazione presente nel territorio comunale. Inoltre, a seconda del tipo di inquinante, essi possono subire delle trasformazioni chimiche dando origine, per esempio, ad altri inquinanti o a specie innocue e non dannose per la salute dell’uomo.

All’interno del modulo di dispersione, quindi, viene implementato un modello di simulazione dei flussi di vento scalati all’interno del tessuto urbano. A partire dalle previsioni di velocità e direzione del vento a scala territoriale, il modello permette di simulare il movimento delle masse d’aria all’interno delle strade del comune e, di conseguenza, prevedere dove verranno trasportati gli inquinanti prodotti in ogni zona. Unitamente al movimento delle masse d’aria, vengono poi simulate le dinamiche fisiologiche della vegetazione e della loro influenza positiva sull’inquinamento dell’aria mediante l’assorbimento di alcune sostanze nocive. Il territorio comunale, oltre ad avere una altissima densità abitativa, è anche caratterizzato dalla presenza di un’ampissima superficie verde costituita principalmente dal grande polmone verde del Parco Gussone della Reggia di Portici.

I risultati dei modelli, uniti ai dati dei sensori sulla Qualità dell’Aria, verranno integrati nel modello di Qualità dell’aria per ottenere mappe ad alta risoluzione, sia in tempo reale che previsionali per i giorni seguenti, sulla qualità dell’aria nel Comune di Portici. Oltre che come strumento di informazione della cittadinanza, queste

mappe verranno fornite alle autorità comunali dove potranno essere utilizzate per la pianificazione delle politiche di mobilità urbana, ad esempio, implementando uno strumento di controllo del traffico attraverso la regolamentazione degli accessi ai veicoli con determinate caratteristiche. Una rappresentazione schematica delle attività descritte è riportata nella figura sottostante.

Maggiori approfondimenti saranno forniti, nel prossimo futuro, sul modello del traffico, sul modello del vento e sul sistema di supporto alle decisioni.

Fabrizio Cartenì – Chiara Vassillo

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