Milano green cages

Milan green cages >> utopia verso il 2030 << Tesi di laurea magistrale in architettura FacoltĂ di architettura e societĂ Politecnico di Milano << Mauro Coppini Relatore_Prof. Gennaro Postiglione

Milan green cages >> utopia verso il 2030

_ POLLUTION’S REPORT

_ Health 7

__ CO2 29

___ PM10 65

____ NOx & more 99 _____ Milano 117 ______ Traffic 139

__PROJECT _ And then? 168 __ Tree’s power 175 ___ Disposition 189 ____ Program 201 _____ Infrastructure 221 ______ Visuals 241

___ Bibliography 273

____ Sources 276 _____ Credits 280

#_Health

1.340.000 deaths/year

U.M. morti / milione 0 - 30 30- 60 60 - 100 100 - 150 150 - 200 > 200

13/281#

L’ Organizzazione Mondiale della Sanità ha stimato che a causa dell’inquinamento atmosferico muoiono circa 1,2 milioni di persone ogni anno

= 100.000 morti

La pioggia acida cade su circa il 30% della superficie della Cina

due terzi delle 300 città cinesi hanno oltrepassato gli standard di qualità dell'aria nel 2002

2 ogni 5 abitanti di Nuova Delhi soffre di problemi respiratori

Lâ&#x20AC;&#x2122; Organizzazione Mondiale della SanitĂ ha stimato che 1 giorno al Cairo equivale a fumare un pacchetto di sigarette al giorno

x20

58% delle persone negli Stati Uniti v ivono in paesi con livelli d i inquinamento dâ&#x20AC;&#x2122;aria elevati

4,63% dei bambini sotto i 1 4 anni d i Chongqing, i n Cina, soffre di asma a causa dell'inquinament o atmosferico da centrali che bruciano carbone

costo inquinamento resto PIL China

malattie polmonari asma

15/281#

Deposito polmonare a seconda del diametro delle particelle

9,0 µ - 10,0 µ

5,8 µ - 9,0 µ

4,7 µ - 5,8 µ

3,3 µ - 4,7 µ

2,1 µ - 3,3 µ

1,1 µ - 2,1 µ

0,65 µ - 1,1 µ

0,43 µ - 0,65 µ

Concentrazione di monossido di carbonio relazionata al tempo di respirazione

PPM CO

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

A B C D E F G H I L

200 100 0 20

0

40

60

A:

50%

_MORTE

B:

45%

_COMA / DANNI CEREBRALI

C:

40%

_COLLASSO

D:

35%

_VOMITO

E:

30%

_SONNOLENZA

F:

25%

_MAL DI TESTA E NAUSEA

G:

20%

_MAL DI TESTA

H:

15%

_LEGGERO MAL DI TESTA

I:

10%

_NULLA

%

_NULLA

L :5

0

10

80

0

12

0

14

0

16

0

18

0

20

0

22

0

24

_

17/281#

GLOBAL CHANGE Il nostro secolo assiste nel suo scorcio a fenomeni che hanno la principale caratteristica di essere planetari.

Il XIX secolo ha visto nascere, come prodotto di un cambiamento sociale iniziato con la rivoluzione francese, le nazioni basate sulla borghesia imprenditoriale e commerciale.

Questo sistema politico sociale, che si è dimostrato vincente sui socialismi totalitari per la sua maggiore rispondenza alle caratteristiche intrinseche dell’uomo, ha trasformato la vita degli uomini con grande rapidità sottomettendo alle ragioni dell’economia e dello sviluppo ogni altro aspetto, non solo della sfera etica, ma anche dello spazio fisico.

Possiamo constatare i seguenti mutamenti: _La popolazione mondiale passata da 1,5 miliardi circa dell’inizio del secolo, 5,5 miliardi degli anni 90 e 7 miliardi alla fine del 2011 _La densità è passata da 6,2 abitanti per 100 ha a 40 abitanti per 100 ha _Nel 1960 il 30% circa della popolazione mondiale viveva in aree urbane, nel 1990 il 50% vive in aree urbane

_Nel 1900 venivano emesse dalle attività umane circa 0,5 miliardi di tonnellate di CO2, nel 1990 circa 6 miliardi annui a fronte di 84 miliardi di ossigeno prodotti dalla biomassa vegetale.

21/281#

ATMOSFERA Le combustioni per usi industriali e civili modificano le condizioni dell’atmosfera immettendo composti dello zolfo e anidride carbonica.

L’ aumento della popolazione mondiale è accompagnato dall’aumento delle superfici a riso e dei ruminanti con un aumento considerevole del metano presente nell’atmosfera, i sistemi di refrigerazione immettono i CFC nell’atmosfera, con un conseguente riduzione dell’ozono e modifica dello spettro solare, l’intensificazione dell’agricoltura aumenta i composti dell’azoto presenti nell’atmosfera: nell’insieme dunque la composizione dell’atmosfera si modifica.

TERRENO Il terreno rappresenta l’altro dominio che l’eccessivo impatto antropico sta modificando.

I problemi connessi con il terreno riguardano un duplice aspetto: il terreno come base per la vita degli ecosistemi ma anche il terreno inteso come spazio disponibile per il loro insediamento, cioè il territorio.

L’esigenza di incrementare i trasporti attraverso le grandi vie di comunicazione, la crescita spesso disordinata dei centri urbani sia per civile abitazione sia per attività industriali e commerciali, le numerose infrastrutture legate al rifornimento di energia ed alle telecomunicazioni, creano sul territorio una ragnatela spesso disordinata che sconvolge gli equilibri di uno spazio che era stato colonizzato dall’uomo per millenni con cura ed attenzione agli equilibri naturali.

Il terreno è soprattutto la sede naturale della vegetazione e di quei processi di decomposizione che chiudono il ciclo naturale degli ecosistemi.

VEGETAZIONE In questo panorama il ruolo della vegetazione diviene centrale come elemento di incontro fra atmosfera, acqua, terreno e attività umane.

La vegetazione essendo capace di trasformare l’energia solare e le sostanze minerali in sostanza organica, è stata l’origine della possibilità della vita sulla terra di organismi come gli animali che hanno inevitabilmente bisogno delle piante per vivere. Ha svolto e svolge un ruolo insostituibile in tutti i grandi cicli ed in particolare in quello dell’anidride carbonica e dell’acqua.

L’abbattimento di una parte dell’anidride carbonica che viene immessa nell’atmosfera, il filtraggio delle particelle, il ciclo dei nutrienti, l’interazione con le altre forme di vita come gli insetti ed i microrganismi, il controllo dei topoclimi e dei microclimi favorevoli alla vita dell’uomo e degli animali, può essere fatto solo dalla vegetazione.

A questi vanno aggiunti gli aspetti estetici e funzionali di interazione con la vita e la psiche dell’uomo.

Basti pensare il ruolo del giardino, come spazio concluso di meraviglie e di piacere nella cultura persiana, in quella araba e poi in quella rinascimentale, nel 700 ed 800 inglese, o ai meravigliosi paesaggi

ornati di viti, di olivi e di cipressi.

Se la vegetazione contribuisce a regolare i fenomeni di Global Change questi a loro volta influiscono su di essa. E’ il caso degli inquinanti atmosferici sul bosco, o l’effetto diretto della CO2.

Una risposta ai problemi posti dal Global Change viene anche dalla comprensione del ruolo della vegetazione nell’ambito di fenomeni e processi che vanno dalla scala del singolo appezzamento a quello dell’intero pianeta.

#_CO2

CO2 PARADOX For every barrel of oil we burn three times the quantity of CO2 is being produced.

This means actual carbon footprint is almost three times the size of our oil consumption footprint!!!

400

350

300

(째C)

Temperature change

250

2

200

0 -2 -4 -6 -8 -10

2000

1500

1000

500

0

500

a.c.

1000

1500 d.c.

Temperature globali 1400-2000

+1,0

+0,5

0

-0,5

1400

1500

1600

2000

CO2 (ppmv)

Temperature e concentrazioni di CO2

TEMPERATURE

NATURAL DISASTERS

GLOBAL WARMING DISASTER TREND

€

1700

1800

1900

2000

Settore

Trasporti

ENERGIA

Edifici residenziali

Altre combustioni

Industria Altro

3,9%

Processi industriali

Trasformazioni del suolo1 8,2%

Agricoltura

13,5%

Rifiuti

3,6%

AttivitĂ

Strade

9,9%

Cielo Ferrovia, navigazione, ecc

1,6% 2,3%

Edifici residenziali

9,9%

Edifici commerciali

5,4%

Combustioni varie

3,5%

Ferro / Acciaio Alluminio / Leghe metalliche Macchinari Cibo / Tabacco Carta e stampa Industria Chimica

3,2% 1,4% 1,0% 1,0% 1,0% 4,8%

Cemento

3,8%

Altre industrie

5,0%

Tecnologia e sviluppo Estrazione carbone

1,9% 1,4%

Estrazione idrocarburi

6,3%

Deforestazione

18,3%

Rimboschimento

-2,0%

Management

2,5%

Deforestazione

18,3%

Energia in agricoltura

1,4%

Terreni agricoli

6,0%

Allevamento Coltivazione riso Altre colture Discariche 2,0% Depurazione acque

5,1% 1,5% 0,9%

Anidride Carbonica CO2

77%

HFCs PFCs SF6

1%

Metano CH4

14%

Ossido di Azoto N2O

8%

2,0%

41/281#

Produzione di CO2: anno _1990 anno _2010

ENERGIA

5,9

GtCO2e/anno

TRASPORTO SU STRADA

5,2

TRASPORTO MARE/ARIA

GtCO2e/anno

INDUSTRIA

EDIFICI RIFIUTI

1990

AGRICOLTURA

2010

ALTRE NAZIONI 22% U.S.A. 23%

NIGERIA 0,5% BRASILE 1% IRAN 1% SUD AFRICA 1% POLONIA 1% SPAGNA 1% INDONESIA 1% AUSTRALIA 1%

G8 45%

CO2

Emissioni totali:

25,2 miliardi t

RUSSIA 6%

GIAPPONE 5%

MESSICO 2% KOREA 2%

GERMANIA 3%

INDIA 4%

G20 33%

CINA 16%

U.K. 2% CANADA 2% ITALIA 2% FRANCIA 3%

43/281#

Sorgenti di emissioni di CO2 anno 2006

5.637 combustibili fossili combustili a scopo NON-energetico produzione ferro e acciaio produzione cemento sistemi a gas-naturale termovalorizzatori rifiuti produzione calce produzione ammoniaca utilizzo di calcare sfruttamento terreno agricolo produzione di carbonato di calcio produzione alluminio produzione prodotti petroliferi produzione biossido di titanio produzione acido fosforico produzione zinco 0

25

50

75

100

125

150

175

Tg CO2 eq

Tg / anno

Emissioni di CO2 (combustioni)

26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1960

1964

1968

1972

1976

1980

1984

1988

1992

1996

2000

2003

45/281#

BillionTons of CO2

Emissioni globali CO2

30

20

10

0 1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Emissioni pro-capite CO2

tons / person

2005

2030

25

20

15

10

5

0 A.

S.

U.

il

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Br

pe

ro

Eu

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ss

Ru

a di

In

a in

Ch

n

pa

Ja

13,7%

2,3% 30,3%

27,7%

12,3% 3,7% 2,6%

3,8%

2,5%

2,6%

47/281#

49/281#

CO2 ppmv

372 - 374 374 - 376 376 - 378 378 - 380 380 - 382 382 - 384 384 - 386 > 386

51/281#

2005

33

No data > 250 MtCO2 250,1 to 1000 MtCO2 1000,1 to 4000 MtCO2 4000,1 to 5000 MtCO2 > 5000 MtCO2

2030

53/281#

CO2 L’anidride carbonica (nota anche come biossido di carbonio o diossido di carbonio) è un ossido acido (anidride) formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È una sostanza fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali. È ritenuta uno dei principali gas serra presenti nell’atmosfera terrestre. È indispensabile per la vita e per la fotosintesi delle piante, ma è anche responsabile dell’aumento dell’effetto serra.

CARATTERISTICHE CHIMICO-FISICHE A temperatura e pressione ambiente il biossido di carbonio è un gas incolore e inodore.

Allo stato solido è comunemente chiamato “ghiaccio secco”, ed ha numerose applicazioni in questa forma. Sublima ad una temperatura di -78 °C. La molecola del biossido di carbonio è lineare; ognuno dei due atomi di ossigeno è legato tramite un legame covalente doppio all’atomo di carbonio (<O=C=O>, dove con < e > si indicano 4 doppietti elettronici di non legame).

L’angolo di legame neutralizza i due momenti dipolari opposti di

ciascun doppio legame C=O, quindi la molecola risulta essere globalmente apolare.

Il carbonio ha numero di ossidazione +4, si trova quindi al suo massimo stato di ossidazione possibile.

Di conseguenza, il biossido di carbonio non è infiammabile e dal punto di vista chimico è relativamente inerte.

Respirare un’atmosfera particolarmente ricca di CO2 produce un sapore acidulo in bocca ed un senso di irritazione nel naso e nella gola; ciò è dovuto al suo reagire con l’acqua per formare acido carbonico.

Non è tossico in sé, ma non è respirabile e quindi può provocare la morte per asfissia.

La densità del biossido di carbonio a temperatura e pressione ambiente è circa una volta e mezzo quella dell’aria; tende quindi a stratificare sul fondo degli ambienti chiusi e non ventilati.

In fase solida, a temperature superiori a -78 °C e a pressione ambiente, non liquefa, ma sublima.

Il biossido di carbonio solido è noto anche come ghiaccio secco.

Il biossido di carbonio può essere però liquefatto sottoponendolo ad alte pressioni a temperatura inferiore ai 31 °C.

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ATMOSFERA Nell’agosto 2010 la concentrazione di biossido di carbonio nell’atmosfera terrestre è di circa 388 ppm.

Per via della maggiore estensione delle terre emerse e quindi della maggiore superficie occupata da vegetazione, nell’emisfero nord della Terra si osserva una fluttuazione della concentrazione di biossido di carbonio di circa 5 ppm nell’arco dell’anno, che raggiunge il suo massimo a maggio ed il suo minimo ad ottobre, al termine della stagione vegetativa dell’emisfero nord, quando la biomassa vegetale del pianeta è al suo valore massimo.

Nonostante la sua piccola concentrazione, la CO2 è un componente fondamentale dell’atmosfera terrestre perché - insieme al vapore acqueo ed al metano - intrappola la radiazione infrarossa della luce solare riflettendola nuovamente verso la superficie terrestre (il cosiddetto effetto serra) impedendo alla Terra di raffreddarsi.

Sono stati i vulcani le prime fonti di biossido di carbonio atmosferico della Terra neonata, grazie ad essa si è potuto instaurare un clima favorevole allo sviluppo della vita.

Oggi i vulcani rilasciano in atmosfera circa 130 - 230 milioni di tonnellate di biossido di carbonio ogni

anno, ma questa quantità rappresenta meno dell’1% della quantità di biossido di carbonio totale liberata in atmosfera dalle attività umane, che è pari a 27 miliardi di tonnellate all’anno: 50.000 tonnellate al minuto.

Si stima che la concentrazione atmosferica di biossido di carbonio prima della rivoluzione industriale fosse 280 ppm, e che quindi sia aumentata del 35% dai tempi della rivoluzione industriale e del 20% dal 1958.

La combustione dei combustibili fossili (carbone, petrolio) è la causa di questo aumento per il 64%, mentre la deforestazione è la seconda con il 34%.

La teoria del riscaldamento globale compare nella letteratura scientifica per la prima volta alla fine del XIX secolo.

L’aumento della quantità di anidride carbonica nell’atmosfera va ad incrementare l’effetto serra e contribuisce quindi ad un aumento della temperatura media del pianeta, al quale gli ecosistemi non hanno il tempo necessario per adattarsi.

L’entità di questo effetto è ancora in discussione, ma la diffusa convinzione che stiamo in effetti attraversando una fase di riscaldamento generalizzato del clima terrestre

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ha portato molti paesi del mondo a siglare il protocollo di Kyōto, un accordo in cui le nazioni si impegnano a limitare e ridurre le emissioni di biossido di carbonio, affinché la sua concentrazione resti al di sotto di 450 ppm: nell’ultimo decennio (1999-2009) il livello di biossido di carbonio nell’aria è aumentato di 2 ppm all’anno, ed è in costante accelerazione.

Se le emissioni non saranno ridotte secondo gli accordi, il livello di soglia stabilito a Kyōto verrà quindi superato nel 2030 circa.

Secondo i modelli climatologici più seguiti il superamento di questa soglia porterebbe la temperatura media della terra ad aumentare di due gradi, e il livello dei mari ad innalzarsi di almeno un metro entro il 2040.

Altri studi, ritenuti meno verosimili, prevedono fino a 6 gradi di aumento di temperatura e fino a 3 metri di innalzamento dei mari.

HEALTH Il biossido di carbonio è un prodotto di rifiuto degli organismi che ottengono l’energia dall’ossidazione degli zuccheri o dei grassi, sistema di reazioni che fa parte del loro metabolismo, in un processo chiamato respirazione cellulare.

Quest’ultimo è proprio di piante, animali, molti funghi e alcuni batteri.

Negli animali superiori, il biossido di carbonio si muove nel sangue (in soluzione) andando dai tessuti del corpo ai polmoni, dove viene espirato.

Il biossido di carbonio nell’aria è presente in quantità dello 0,04% circa, mentre nell’aria esalata dopo un respiro è circa il 4,5%.

Un’atmosfera che contiene oltre il 5% di biossido di carbonio è tossica per gli esseri umani e per gli animali, dato che va a saturare l’emoglobina del sangue impedendole di legarsi all’ossigeno e bloccando quindi l’ossigenazione dei tessuti.

Sia quando viene usato in forma gassosa, sia quando viene usato come ghiaccio secco, il biossido di carbonio va maneggiato in spazi ben areati.

Il biossido di carbonio è comunque molto meno tossico dell’ossido di carbonio, CO, che produce incoscienza nel giro di pochi minuti e

la possibilità di danni irreversibili e morte in breve tempo.

La maggior parte del biossido di carbonio presente nel sangue (il 72%) è presente in forma di ione idrogenocarbonato, HCO3-, dove funge da tampone per la regolazione del pH sanguigno, anche se secondaria rispetto al potere tampone delle proteine che copre i 3/4 del totale.

Il livello ottimale dello ione idrogenocarbonato è mantenuto attraverso la frequenza del respiro e la contrazione o la dilatazione dei vasi sanguigni e delle vie polmonari.

Circa il 22% della CO2 nell’organismo si trova sotto forma di carbaminoemoglobina e il 6% sotto forma di CO2 libera.

Ogni giorno il corpo umano produce 12-15 M di CO2 (288-360 litri) a riposo e fino a 50 M in intensa attività fisica.

Esposte alla luce, le piante assorbono biossido di carbonio dall’atmosfera attraverso la fotosintesi, tramite il quale biossido di carbonio ed acqua vengono convertiti in glucosio e ossigeno.

Sia in presenza che in assenza di luce, anche le piante emettono biossido di carbonio in conseguenza della respirazione cellulare.

CO2 e fotosintesi Negli ultimi 300 anni l’aumento della CO2 è stato il più significativo, basti pensare che si è passati da un livello di 250 ppm della rivoluzione industriale ad una concentrazione di 350 ppm degli anni 90.

Attualmente, considerando la quantità di carbonio di origine fossile che viene riversato in atmosfera, si dovrebbe avere un incremento annuo di 2-3 ppm di CO2; in realtà questa CO2, viene rifilata, principalmente dagli ecosistemi naturali ed in particolare dalle foreste pluviali ormai in costante e rapida diminuzione.

In alcuni casi elevati livelli di CO2 possono avere anche un effetto positivo sulle specie coltivate, agendo in modo simile ad una fertilizzazione; tuttavia le condizioni termiche variate possono modificare queste risposte. Infatti temperature più elevate hanno la tendenza ad aumentare di più i ritmi respiratorii quelli fotosintetici pregiudicando gli effetti positivi sull’assimilazione del carbonio generati dall’aumento di CO2. Va cioè identificata, per ogni specie, una soglia termica che segna il valore al di sopra del quale le perdite di C respiratorie prevalgono sui guadagni fotosintetici.

FOT OS I N T ESI C LOR OF I LLI ANA 6 C O 2 + 6 H 20

+ hn

C 6 H 12 O 6 + 6 O 2

#_PM10

PARTICULATE MATTER

RAIN?

CO_ da 2,27 a 6,90 g / Km PM_ da 0,06 a 0,25 g /Km

CO_ da 1 a 5,17 g / Km PM_ da 0,04 a 0,19 g /Km CO_ da 0,50 a 2,72 g / Km PM_ da 0,025 a 0,15 g /Km

71/281#

µ/mc

0 - 0,1 0,1 - 1 1-5 5 - 25 25 - 50 50 - 250 250 - 1000 > 1000

77/281#

PM10

Agriculture 12.1 % Other nonenergy (solvents) 1.2 %

Energy Waste industries 2.0 % 5.4 %

Manufacturing/ construction 9.4 % Road transport 13.6 %

Industrial Processes 17.2 %

Household and services 29.5 %

Other transport 8.2 % Fugitive emissions 1.5 %

PM2.5

Waste Energy 2.4 % industries Other nonAgriculture energy 4.8 % 4.1 % (solvents) Manufacturing/ 1.4 % construction Industrial 11.2 % Processes 13.1 % Road transport 15.1 %

Household and services 37.2 %

Fugitive emissions 0.9 %

Other transport 9.8 %

EU. Production of PM10

Gg (1000 t)

Energy Industries

5745

Manufacturing / Construction

2521

Road transport

4358

Other transport

2124

Fugitive emissions Household and services Industrial Processes

228 1730 966

Other non-energy (solvents)

1814

Agriculture

2863

Waste

123

Total

21.290

79/281#

Concentrazioni di PM10

rete autostradale

> PM10

Superamenti soglie PM10

zone in cui PM10 supera le soglie (LV+MT) in 2002

1 superamento di soglia LV + MT 2 superamenti di soglia LV + MT 3 superamenti di soglia LV + MT >3 superamenti di soglia LV + MT dati non rilevati

PM10

ug/m3

80 70 60 50 40 30 20 10 0 1995

19961

997

19981

999

20002

0012

002

Roma - Villa Ada Milano - Via Messina Firenze - Boboli Venezia - Parco Bissuola - Stazione Mialno - Juvara Firenze - Viale Bassi Valore limite annuale anno 2002

83/281#

Media giornaliera PM10 (µg/m3) Valore limite PM10 24h 99/30/EC (µg/m3) Valore limite PM10 annuo 99/30/EC (µg/m3)

31/01/01

27/01/01

23/01/01

19/01/01

15/01/01

11/01/01

07/01/01

03/01/01

30/12/00

26/12/00

22/12/00

18/12/00

14/12/00

10/12/00

06/12/00

02/12/00

28/11/00

24/11/00

20/11/00

16/11/00

12/11/00

08/11/00

04/11/00

31/10/00

27/10/00

ug/m3

MEDIE GIORNALIERE PM10

300,0

250,0

200,0

150,0

100,0

50,0

0,0

PM10 Medie Annue Capoluoghi

ug/m3

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

70 60 50 40 30 20 10 0

P

no la Mi

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J/

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Mo

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Am se

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Va

PM10 giorni superamento 50 ug/m3 Capoluoghi

n gg

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

P

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Co

r

Va

85/281#

SMOG?!!!

Concentrazioni di PM 10 Lombardia

3,2-12,6

1,5-3,2

0,8-1,5

Confronto delle concentrazioni medie giornaliere relative al periodo 01-01-2009 _ 31-12-2009 Postazione Milano-Pascal ( Âľg/mc)

200

100

0

[t/kmq]

0-2

0-0,4

Concentrazione media di PM10 [ug/mc] a Milano il 30 Aprile

80 70 60 50 40 30 20 10 0 2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Numero di giorni di superamento a Milano della soglia di 50 ug/m

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

assoluto calcolato misurato

PARTICULATE MATTER (PM) Particolato, particolato sospeso, pulviscolo atmosferico, polveri sottili, polveri totali sospese (PTS), sono termini che identificano comunemente l’insieme delle sostanze sospese in aria (fibre, particelle carboniose, metalli, silice, inquinanti liquidi o solidi).

Il particolato è l’inquinante che oggi è considerato di maggiore impatto nelle aree urbane, ed è composto da tutte quelle particelle solide e liquide disperse nell’atmosfera, con un diametro che va da pochi nanometri fino ai 500 micron e oltre (cioè da miliardesimi di metro a mezzo millimetro).

Gli elementi che concorrono alla formazione di questi aggregati sospesi nell’aria sono numerosi e comprendono fattori sia naturali che antropici (ovvero causati dall’uomo), con diversa pericolosità a seconda dei casi.

Il rapporto fra fattori naturali ed antropici è molto differente a seconda dei luoghi. È stato stimato che in generale le sorgenti naturali contribuiscono per il 94% del totale lasciando al fattore umano meno del 10%.

Tuttavia queste proporzioni cambiano notevolmente nelle aree urbane dove sono senza dubbio il traffico stradale e il riscaldamento (ma molto poco se a gas), nonché

eventuali impianti industriali (raffinerie, cementifici, centrali termoelettriche, inceneritori ecc.) a costituire l’apporto preponderante.

Altro aspetto riguarda la composizione di queste polveri.

In genere il particolato prodotto da processi di combustione, siano essi di origine naturale (incendi) o antropica (motori, riscaldamento, industrie, centrali elettriche, ecc.), è caratterizzato dalla presenza preponderante di carbonio e sottoprodotti della combustione; si definisce pertanto “particolato carbonioso”.

Esso è considerato in linea di massima e con le dovute eccezioni più nocivo nel caso in cui sia prodotto dalla combustione di materiali organici particolari quali ad esempio le plastiche, perché può trasportare facilmente sostanze tossiche residue di tale genere di combustione (composti organici volatili, diossine, ecc.).

Per quanto riguarda i particolati “naturali”, molto dipende dalla loro natura, in quanto si va da particolati aggressivi per le infrastrutture quale l’aerosol marino (fenomeni di corrosione e danni a strutture cementizie), a particolati nocivi come terra o pollini, per finire con particolati estremamente nocivi come l’asbesto.

Un’altra fonte sono le ceneri disperse nell’ambiente dalle eruzioni vulcaniche che sono spesso causa di problemi respiratori nelle zone particolarmente esposte e molto raramente possono addirittura raggiungere quantità tali che proiettate a una quota, tale che possono rimanere nell’alta atmosfera per anni, sono in grado di modificare radicalmente il clima.

SORGENTI ANTROPICHE In generale, negli impianti di combustione non dotati di tecnologie specifiche, pare accertato che il diametro delle polveri sia tanto minore quanto maggiore è la temperatura di esercizio.

In qualunque impianto di combustione (dalle caldaie agli inceneritori fino ai motori delle automobili e dei camion) un innalzamento della temperatura (al di sotto comunque di un limite massimo) migliora l’efficienza della combustione e dovrebbe perciò diminuire la quantità complessiva di materiali parzialmente incombusti (dunque di particolato).

Lo SCENIHR (Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks) comitato scientifico UE che si occupa dei nuovi/futuri rischi per la salute, considera i mo-

tori a gasolio e le auto con catalizzatori freddi o danneggiati i massimi responsabili della produzione di nanoparticelle.

Lo SCHER (Scientific Committee on Health and Environmental Risks, Comitato UE per i rischi per la salute e ambientali) afferma che le maggiori emissioni di polveri fini (questa la dicitura esatta usata, intendendo PM2,5) è data dagli scarichi dei veicoli, dalla combustione di carbone o legna, processi industriali ed altre combustioni di biomasse.

Naturalmente in prossimità di impianti industriali come cementifici, altiforni, centrali a carbone, inceneritori e simili, è possibile (a seconda delle tecnologie e delle normative in atto) rilevare o ipotizzare un maggiore contributo di tali sorgenti rispetto al traffico.

Secondo i dati dell’APAT (Agenzia per la protezione dell’ambiente) riferiti al 2003, la produzione di PM10 in Italia deriverebbe: per il 49% dai trasporti; per il 27% dall’industria; per l’11% dal settore residenziale e terziario; per il 9% dal settore agricoltura e foreste; per il 4% dalla produzione di energia.

Secondo uno studio del CSST su incarico dell’Automobile Club Italia, sul totale delle emissioni di PM10 in Italia il 29% deriverebbe dagli au-

91/281#

toveicoli a gasolio, e in particolare l’8% dalle automobili in generale e l’1-2% dalle auto Euro3 ed Euro4.

Bisogna considerare che a partire dal 2009 la totalità dei carburanti da autotrazione in vendita in Europa sarà senza zolfo (ossia con quantità di zolfo entro le 10 ppm): essendo lo zolfo un elemento rilevante nella formazione del particolato, ciò dovrebbe contribuire alla riduzione di emissioni dello stesso, oltre che degli ossidi di zolfo, la cui riduzione è lo scopo principale.

Inoltre, in Europa si stanno diffondendo (sono necessari per i veicoli dotati di filtro attivo antiparticolato) oli lubrificanti motore a basso contenuto di ceneri (specifiche ACEA C3) che contribuiscono a contenere ulteriormente la formazione di particolato.

Si segnalano alcuni dubbi sulla formazione di polveri fini, ultrafini e nanopolveri che i filtri antiparticolato emetterebbero soprattutto nelle fasi di rigenerazione periodica.

In ogni caso, la determinazione dei contributi percentuali delle varie fonti è un’operazione di estrema complessità e occasione di continue polemiche fra i diversi settori produttivi, ulteriormente accentuate dai fortissimi interessi economici in gioco.

HEALTH Il particolato ha effetti diversi sulla salute umana ed animale a seconda dell’origine (naturale, antropica ecc.) e delle dimensioni delle polveri.

In taluni casi (si pensi all’aerosol marino), l’effetto può addirittura essere benefico.

Tra i disturbi attribuiti al particolato fine e ultrafine (PM10 e soprattutto PM2,5) vi sono patologie acute e croniche a carico dell’apparato respiratorio (asma, bronchiti, enfisema, allergia, tumori) e cardiocircolatorio (aggravamento dei sintomi cardiaci nei soggetti predisposti).

Il meccanismo dettagliato con cui il particolato interferisce con gli organismi non è ancora chiarito completamente: è noto che al diminuire delle dimensioni la possibilità di interazione biologica aumenta, in quanto le più piccole particelle possono raggiungere laringe, trachea, polmoni e alveoli, e qui rilasciare parte delle sostanze inquinanti che trasporta (ad esempio idrocarburi policiclici aromatici, SOx e NOx).

Le cosiddette nanopolveri arriverebbero addirittura a penetrare nelle cellule, rilasciando direttamente le sostanze trasportate, con evidente maggior pericolo.

Secondo alcuni esse sarebbero

pertanto responsabili di patologie specifiche (studiate nell’ambito della nanotossicologia), ma finora gli studi (oggi ancora ad uno stadio iniziale, e legati non solo allo studio delle polveri disperse in aerosol ma in generale alle nanotecnologie) non hanno portato ad alcuna prova epidemiologica definitiva.

95/281#

CLASSIFICAZIONE La quantità totale di polveri sospese è in genere misurata in maniera quantitativa (peso / volume).

In assenza di inquinanti atmosferici particolari, il pulviscolo contenuto nell’aria raggiunge concentrazioni diverse (mg/m3) nei diversi ambienti, generalmente è minimo in zone di alta montagna, e aumenta spostandosi dalla campagna alla città, alle aree industriali.

Si utilizza un identificativo formale delle dimensioni, il Particulate Matter, abbreviato in PM, seguito dal diametro aerodinamico massimo delle particelle.

Ad esempio si parla di PM10 per tutte le particelle con diametro inferiore a 10 µm, pertanto il PM2,5 è un sottoinsieme del PM10, che a sua volta è un sottoinsieme del particolato grossolano ecc.

In particolare: _Particolato grossolano – particolato sedimentabile di dimensioni superiori ai 10 µm, non in grado di penetrare nel tratto respiratorio superando la laringe, se non in piccola parte. _PM10 – particolato formato da particelle inferiori a 10 micron (µm) (cioè inferiori a un centesimo di millimetro), è una polvere inalabile, ovvero in grado di penetrare nel tratto respiratorio superiore (naso e laringe).

Le particelle fra circa 5 e 2,5 µm si depositano prima dei bronchioli. _PM2,5 – particolato fine con diametro inferiore a 2,5 µm (un quarto di centesimo di millimetro), è una polvere toracica, cioè in grado di penetrare profondamente nei polmoni, specie durante la respirazione dalla bocca. _Per dimensioni ancora inferiori (particolato ultrafine, UFP o UP) si parla di polvere respirabile, cioè in grado di penetrare profondamente nei polmoni fino agli alveoli; vi sono discordanze tra le fonti per quanto riguarda la loro definizione, per quanto sia più comune e accettata la definizione di UFP come PM0,1 piuttosto che come PM1 (di cui comunque sono un sottoinsieme): _PM1, con diametro inferiore a 1 µm _PM0,1, con diametro inferiore a 0,1 µm _nanopolveri, con diametro dell’ordine di grandezza dei nanometri

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#_NOx & more

WWF black-cloud

CO 10*18 mol / cmq

0 - 0,3 0,3 - 0,5 0,5 - 1,0 1,0 - 1,3 1,3 - 1,5 1,5 - 2,0 2,0 - 2,5 2,5 - 3,0

105/281#

Emissioni NOx

Non-road transport 7.1 %

Other 0.0 %

Road transport 38.4 %

Industrial processes 2.1 % Energy use in industry 13.4 %

Waste 0.3 % Agriculture 1.8 % Energy production and distribution 22.1 %

Commercial, institutional and households 14.8 %

Emissioni SOx

Energy use in industry 13.4 %

Industrial processes 4.3 % Non-road transport 2.3 % Road transport 0.2 % Solvent and product 0.2 %

Energy production and distribution 70.2 %

Waste 0.1 % Commercial, institutional and households 9.4 %

Agriculture 0.1 %

NOX emission

[Gg]

10 000

8 000

International aviation Domestic aviation International shipping

6 000

Domestic shipping Railways Road transport exhaust

4 000

2 000

09

08

20

07

20

06

20

05

20

04

VOC

110

110

100

100

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30 1990

20

03

NOx

20

02

20

20

00

01 20

98

99

20

19

97

19

96

19

95

19

94

19

92

93

19

19

91

19

19

19

90

0

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

% Emissioni globali CO

Rest of the World 49 %

Brazil 11 % China 8% U.S.A. 7%

Nigeria 2% India Russia 6% 2% Congo Australia Angola Indonesia 4 % 3% 4% 3%

su strada ferrovia mare

PM 110

110

100

100

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30 1990

cielo

CO

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

NOx La sigla (NOx) identifica in modo collettivo gli ossidi di azoto che si producono come sottoprodotti durante una combustione che avvenga utilizzando aria (dal camino a legna, al motore delle automobili, alle centrali termoelettriche).

La quantità e la qualità della miscela di NOx dipende dalla sostanza combusta e dalle condizioni in cui la combustione avviene.

L’azoto è in grado di formare diversi ossidi: _il monossido di azoto (NO) _il diossido di azoto o ipoazotide (NO2, anche come dimero N2O4) _l’ossido di diazoto o protossido di azoto (N2O) _il triossido di diazoto o anidride nitrosa (N2O3) _il pentossido di diazoto o anidride nitrica (N2O5) PRODUZIONE I NOx si formano in generale secondo tre meccanismi: _Prompt, il NOx si forma nella parte iniziale della combustione, dove si è in forte presenza di sostanze intermedie molto aggressive, e che quindi attaccano anche l’azoto. In linea generale la quantità di produzione di prompt NOx è nettamente inferiore rispetto a thermal o fuel

_Thermal il NOx si forma a partire dall’azoto presente in atmosfera in presenza di elevate temperature e di una grossa quantità di ossigeno, specialmente nei motori a combustione interna. Va precisato che, in caso di combustione ideale, i prodotti della stessa non prevedono la presenza di ossidi di azoto, visto che quest’ultimo, come noto, è inerte a temperature contenute.

E’, pertato, proprio a causa delle elevate temperature raggiunte durante le fasi intermedie della combustione che le molecole di azoto (N2) si dissociano in azoto atomico che risulta invece estremamente reattivo a contatto con ossigeno (a sua volta atomicamente dissociato) portando alla formazione di NO. Il successivo drastico abbassamento di temperatura, riscontrabile nella fase terminale della combustione nei motori alternativi, o lontano dalla fiamma nei bruciatori di caldaie, congela la reazione sopra descritta impedendo la riassociazione dell’azoto e dell’ossigeno, scaricando quindi a valle il sottoprodotto NO. _Fuel Si chiamano fuel NOx gli azoti prodotti a partire dall’azoto presente nel combustibile. Combustibili solidi (carbone) possono avere una percentuale di azoto che varia 0,5-2%

N2O

CO

Il diossido di azoto (noto anche come ipoazotide, specie se in forma dimera, N2O4) è un gas rosso bruno a temperatura ordinaria dall’odore soffocante, irritante e caratteristico. È più denso dell’aria, pertanto i suoi vapori tendono a rimanere a livello del suolo.

Il diossido di azoto è un forte irritante delle vie polmonari; già a moderate concentrazioni nell’aria provoca tosse acuta, dolori al torace, convulsioni e insufficienza circolatoria.

Può inoltre provocare danni irreversibili ai polmoni che possono manifestarsi anche molti mesi dopo l’attacco. È emesso soprattutto dai motori diesel ed è ritenuto cancerogeno. È un forte agente ossidante e reagisce violentemente con materiali combustibili e riducenti.

Reagisce con acqua disproporzionandosi in acido nitrico e ossido di azoto.

In presenza di acqua è in grado di ossidare diversi metalli.

Il monossido di carbonio (o ossido di carbonio o ossido carbonico) ha formula CO, il numero CAS è 63008-0, è un gas velenoso particolarmente insidioso in quanto inodore, incolore e insapore.

Il monossido di carbonio è tossico perché legandosi saldamente allo ione del ferro nell’emoglobina del sangue forma un complesso molto più stabile di quello formato dall’ossigeno.

La formazione di questo complesso fa sì che l’emoglobina sia stabilizzata nella forma di carbossiemoglobina (COHb) che, per le sue proprietà allosteriche, rilascia più difficilmente ossigeno ai tessuti.

L’intossicazione da monossido di carbonio conduce ad uno stato di incoscienza (il cervello riceve via via meno ossigeno) e quindi alla morte per asfissia.

A causa del traffico automobilistico la popolazione urbana è spesso soggetta a lunghe esposizioni a basse concentrazioni. La lenta intossicazione da ossido di carbonio prende il nome di ossicarbonismo e si manifesta con sintomi nervosi e respiratori.

3 NO2 + H2O

2 HNO3 + NO

115/281#

#_Milano

FASHION

in orario di punta

4.500 veicoli/ora

Dati Inemar, comune di Milano, anno 2008

Combustibili:

Inquinanti:

altri combustibili gassosi farine animali olio combustibile solventi di scarto altri combustibili solidi gas di raffineria olio residuo benzina senza piombo gas naturale (metano) olio vegetale biogas (gas da depositi di rifiuti) gas petrolio liquido (GPL) petcoke biogas da letame gasolio residui agricoli bitoil (bitume di coke o CAV) gasolio per autotrasporto (diesel) residui animali carbofer grassi animali residui peciosi carbone da vapore jet fuel rifiuti di legna carbone per cokeria kerosene rifiuti industriali coke da carbone legna e similari rifiuti solidi urbani combustibili da rifiuti nafta

Ossidi di zolfo (SO2 + SO3) Ossidi di azoto (NO + NO2) come NO2 Composti Organici Volatili Monossido di carbonio Biossido di carbonio Protossido di azoto Ammoniaca Polveri con diametro <= 10 micron Polveri con diametro <= 2,5 micron Polveri totali

AttivitĂ : Autostrade Strade extraurbane Strade urbane Autostrade - usura Strade extraurbane - usura Strade urbane - usura Risospensione

SO2

Anidride solforosa

produzione energia e trasformazione combustibili

NOx

Ossidi di Azoto

combustibile non industriale

COV

Composti organici volatili

combustione industriale

CO

Monossido di carbonio

processi produttivi

CO2

Anidride carbonica

estrazione e distribuzione combustibili

N2O

uso di solventi

uso di solventi

NH3

Ammoniaca

trasporto su strada

PM2.5

Particolato < 2.5 mm

sorgenti mobili e macchinari

PM10

Particolato <10 mm

trattamento e smaltimento rifiuti

PTS

Polveri totali sospese

agricoltura altre sorgenti

100%

50%

0% SO2

NOx

COV

CO

CO2

N2O

NH3

PM2.5P

M10

PTS

TOT

40,26 %

SO2

NOx

COV

CO

CO2

N2O

NH3

PM2.5

PM10

PTS

Totale

SO 2

NOx

t/anno

t/anno

COV

CH 4

CO 2

N 2ON

H3

t/anno

kt/anno

t/anno

t/anno

1.160 860

189

459

3.661

10

0,01

710

9.453

4.968

373

13

1.613

1.879

0,01

,0

580

46

475

1.234

62

1.630

0,24

2.340

23.253

t/anno

t/anno

2.786

192

3.623

2.135

0,21

,1

37.507

0,31

152

23.037

9.264

558

CO

01 ,8 37.856

166

M10

PTS

t/anno

t/anno

t/anno

92

02

1

410

424

440

0,78

01

11

142

22

26

27

7

0,53 4.841

PM2.5P

434

0

106

1.471

29

1.778

2.131 105

85

2.306

832

4,71

.986

326

8,20

,4

104

105

75

782

212

18.872

124

145

169

38

18

20

26

11

153

55

13.615

564

730

5.596

65

84

138

0,10

,6

980

7,3

263

,1

158

158

158

3.956

34.570

55.726

57.255

51.182

2.380

2.851

3.345

-810 15.135

1.518

6.094

125/281#

PM10

N2O

CH4

PM2.5

PTS

SO2

NH3

CO

COV

NOx

CO2 ra de

St

ra de

st

to

ne

ba

tra ur

Au

ex

an e

rb

de U

St ra

250

200

150

100

50

0 1.775

1.485

325

3.271 2.975

929

t / anno 11.246

11246 t / anno

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

127/281#

PORTA NUOVA

emissioni vecchie?

.5

<3

ic

t

li

es an e a ti > ut 3.5 ob t us

ip

ol

er i

i le gg

ol

to c

or i

ot

om

Mo

cl

ili

ob

iss Vei io co ni li a ev b ap en or zin at a ive

Em

ic

Ve

Ve ic

Ci

Au to m

661

428 1.708

357 1.326 1.602

5.067 1.020

1.118 1.021

702 4.217 466 1.395

t / anno

250

200

150

100

50

0

Automezzi circolanti in media a Milano in un giorno

TANGENZIALE NORD

79.000

A4

MONZA

115.000

180.000

MILANO NORD

200.000

AGRATE

GHISOLFA

115.000

76.000 SESTO

65.000 TANGENZIALE EST

TANGENZIALE OVEST

170.000*

133.000 TANGENZIALE OVEST

175.000

MILANO SUD

85.000 MILANO OVEST

83.000

TANGENZIALE OVEST

137.000

131/281#

da 0% a 40% da 41% a 50% da 51% a 70% da 71% a 90% da 91% a 110% da 111% a 130% > 130%

via Senato, Milano

veicoli / h 2 500 2000 1500 1000 500 0 MaggioG

iugno

Luglio

Agosto

Settembre

iugno

Luglio

Agosto

Settembre

via Eginardo, Milano

veicoli / h

2000 1600 1200 800 400 0 MaggioG

133/281#

PALAZZO MARINO_Milano

#_Traffic

in Milan

4.500 cars/h

in Beijing

every day

7 million

Bangkok

616

/1000 ab 5.614.000

4.163.000

600.000

1980

1999

New Delhi

2009

436

/1000 ab

4.800.000

3.600.000 800.000

1980

1999

Milano

650.000

1980

2009

810

900.000

1999

/1000 ab

1.080.000

2009

zo to Os si di di A

veicoli a motore

Id ro ca

rb

ur i

re

at

tiv i

altre fonti

+43% global +47% air

i SUV immettono il 43% di inquinanti globali e il 47% di inquinanti atmosferici in pi첫 rispetto ad una normale automobile

147/281#

Dispersioni inquinanti

30-100 m

INQUINANTE

Composti di carbonio (CO, CO2) Biossido di azoto (NOx) Particolato (PM10, PM2.5)

100 - 200m

200 - 275 m

275 - 350 m

350 - 450 m

too many airplane!

CO2 160

120

80

40

0 1995

1996

su strada

1997

1998

ferrovia

1999

2000

2001

mare

2002

2003

2004

entroterra

2005

2006

cielo

157/281#

Traffico aereo 1980-2006

merci 500

11 Settembre crisi tigri asiatiche

450 crisi U.R.S.S. 400

350 passeggeri

300

250 200 150 100 1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

Sviluppo traffico aereo Europeo 2009-2010

+20% +15%

+10%

+5% 0

-5% -10% -15% -20% janf

eb

mar

apr

mayj

un

jul

ago

set

oct

nov

dic

janf

eb

mar

apr

mayj

un

jul

ago

Francia

Germania

Italia

Spagna

Finlandia

Gran Bretagna

Norvegia

Svezia

Portogallo

159/281#

Passeggeri Aeroporti Milano 2010 Milano Malpensa Milano Linate Totale

Passeggeri

7.480.675 3.454.195 10.934.870

passeggeri / anno

From / To Italia Europa Occidentale Europa Orientale Bacino Mediterraneo

TOT MILANO %M

ALPENSA 1 % Africa Nord America Sud America Estremo Oriente Australia

MALPENSA 2 %L

INATE %

to:

to:

Los Angeles New York Miami

to:

San Paolo Rio de Janeiro Buones Aires

Hong Kong Bangkok Singapore

161/281#

?

and

then?

CO2 Nome IUPAC diossido di carbonio Nomi alternativi biossido di carbonio anidride carbonica Formula molecolare Massa molecolare Aspetto DensitĂ [kg/mq]

CO2 44,010 gas incolore 1,977

CO2 _ Milano anno 2008

Altre sorgenti mobili e macchinari 59,92 Kt Produzione energia e trasformazione combustibili

170,75 Kt

Trattamento e smaltimento rifiuti

57,87 Kt

Trasporto su strada

1274,20 Kt

Combustione non industriale

2751,90 Kt

Combustione industriale

108,14 Kt

Tot_ 4.422,40 Kt

ogni tonnellata di biomassa: elimina produce

1.636 Kg di CO2 1.273 Kg di O2

4.422.400 t di CO2 densitĂ CO2 : 1,977 Kg/m3

2.236.924.633 m3 2.703.178 t

di

CO2

di biomassa vegetale necessaria ad assorbire tutta la CO2 prodotta in un anno

Volume CO2 prodotta da Milano anno 2008

2.236.925.633 m3

X 22.733

Pirellone_Milano

98.400 m3

The biggest buildings in the

x 168

Boeing Factory_Everett

13.300.000 m3

x 400

J.L. Lagardère Plant_Tolosa

5.600.000 m3

x

860

Piramide di Giza_Il Cairo

2.600.000 m3

x 849

Casa Poporului_Bucarest

2.500.000 m3

x 932

The Pentagon_Washington

2.400.000 m3

x 1209

GM center_Detroit

1.850.000 m3

173/281#

POWER

CO2 O2

Nelle aree urbanizzate l’inquinamento è un problema sempre più presente e dannoso per i cittadini.

Questo si presenta con varie tipologie: atmosferico, elettromagnetico, acustico, sonoro.

L’inquinamento atmosferico è il più grave e diffuso nelle zone urbanizzate e deriva dalle emissioni gassose degli impianti industriali, dagli scarichi delle auto e dagli impianti di riscaldamento.

Vengono rilasciate nell’aria anidride solforosa, acido solforico, derivati del fluoro, del cloro, etilene, ossidanti atmosferici, ossidi di azoto, ozono, nitrato di perossiacetile, composti a base di piombo.

Tali sostanze, tossiche per l’uomo e per gli animali con cui vengono a contatto, soprattutto se respirate, sono invece tollerate da moltissime specie vegetali che le assorbono con le loro foglie e sono in grado di metabolizzarle al loro interno, trasformandole in composti utili al nutrimento vegetale.

L’aria che viene riemessa dal sistema fogliare è quindi pulita e perfettamente respirabile.

Naturalmente, non tutte le specie botaniche sono in grado di demolire le sostanze tossiche; quelle più adatte e, quindi, consigliabili per il decoro di parchi, giardini e viali sono tiglio, frassino, gynko biloba, quercia, sofora e conifere, mentre le meno resistenti sono ip-

pocastano, platano, magnolia e rosacee da fiore.

Anche molte piante da appartamento sono in grado di assorbire sostanze volatili non gradevoli, quali fumo e odori di cucina, potendo depurare l’aria delle case anche senza aprire le finestre.

Lungo le strade trafficate la presenza di molti alberi può diminuire lo smog e l’inquinamento da veicoli ed io ritengo che sia un ottimo sistema per ridurre i danni per la salute umana.

L’inquinamento acustico è determinato dai rumori forti e molesti prodotti dai veicoli urbani, dalle discoteche, dai locali troppo frequentati e da certe tipologie di fabbriche o di strutture artigianali.

La messa a dimora di piante di alto fusto, magari a siepe, scegliendo specie botaniche con chioma compatta e con foglie persistenti tutto l’anno, attutisce molto tali rumori in quanto le onde sonore vengono frammentate dall’impatto con la chioma delle piante e ne fuoriescono parecchio indebolite.

Quindi, la qualità della vita nelle aree urbane può essere molto migliorata da una ricca presenza di piante che, peraltro, arricchiscono l’aria di ossigeno, la umidificano ed il colore verde esercita un’azione rilassante sul nostro sistema nervoso.

177/281#

FOTOSINTESI

TRASPIRAZIONE

sostanze fotochimiche

CO2

O2

H2O

floema - zuccheri

O2

RESPIRAZIONE

xilema - H2O - minerali

CO2

O2

CO2

Protegge dall’irraggiamento

Produce ossigeno

H2O

Ripara dal vento

Rilascia umidità

Cattura le polveri sottili

Mitiga l’inquinamento acustico

PARTICULATE MATTER (PM)

EFFETTI POSITIVI DEL VERDE

Il verde per una migliore qualità di vita. La presenza del verde intorno a noi è, per molti, talmente ovvia da non considerare nemmeno il reale valore che esso ha.

Il verde è molto più che una semplice decorazione: senza il verde il nostro pianeta non sarebbe nemmeno abitabile.

In ambito urbano il verde è senza dubbio indispensabile per una migliore qualità della vita.

Le piante hanno una rilevante effetto positivo sull’aria; infatti consumano anidride carbonica e producono ossigeno.

Alberi ed arbusti hanno effetti positivi anche sul clima urbano in quanto fornendo ombra agli spazi aperti abbassano le temperature delle aree impermeabilizzate, immagazzinano acqua e ne controllano l’evaporazione.

In questo modo aumentano l’umidità dell’aria, la sensazione di frescura e il benessere dell’uomo.

Oltre a ciò gli alberi hanno grande importanza nella riduzione della velocità del vento, nella filtrazione delle polveri e degli inquinanti gassosi della città.

Gli spazi verdi influiscono positivamente sulla salute fisica e psichica dell’uomo dando la possibilità, a chiunque, di rilassarsi e favorendo l’attività fisica.

qualità dell’aria filtrazione delle polveri e delle sostanze inquinanti aeriformi microclima limitazione delle oscillazioni estreme della temperatura (ombra e riparo dal vento), umidificazione dell’aria gestione dell’acqua raccolta dell’acqua e rilascio graduale delle acque di scarico in caso di abbondanti precipitazioni risparmio energetico riduzione della dispersione termica e dell’esigenza di raffreddamento salute fisica possibilità di ripararsi e di fare moto salute psichica benessere, identificazione, senso di appartenenza e di affinità effetto serra fissaggio della CO2 paesaggio mitigazione di traffico e aree industriali

LA QUALITA’ DELL’ARIA E DELLA SALUTE

LE PIANTE DELL’ARIA

COME

FILTRO

L’aria contiene un’ampia gamma di componenti gassosi e solidi.

Mentre una parte di questi componenti è innocua per la nostra salute un’altra è decisamente nociva.

Tra gli elementi atmosferici dannosi, vengono individuate particelle con un diametro inferiore a 10 μm (0,01 mm = PM10). Le PM10 contengono composti tossici, quali metalli pesanti e sostanze organiche e sono particolarmente nocive alla salute.

Le polveri sottili della categoria PM10, sono immesse nell’aria principalmente attraverso i gas di scarico delle automobili e in misura molto minore anche dall’abrasione dei pneumatici e delle pastiglie dei freni.

Oltre alle polveri sottili, i gas di scarico dei veicoli contengono un’alta concentrazione di altri componenti quali ossidi di azoto ( la somma di monossidi e biossidi d’azoto) e sostanze organiche volatili.

Tutti i vegetali filtrano polveri e inquinanti gassosi dall’aria.

Alcune piante e particolari sesti di impianto risultano più idonei e più efficaci di altri.

Ad esempio, la deposizione di polveri atmosferiche in un bosco è da 2 a 16 volte maggiore rispetto a vegetazione monostratificata.

Con le loro larghe chiome, gli alberi occupano un’ampia e diffusa superficie che rappresenta una fitta barriera per il vento: grazie ad esse, il flusso dell’aria viene rallentato permettendo una migliore filtrazione delle polveri che più facilmente si depositano sulle foglie stesse.

Secondo il rapporto della IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) del 2003 un bosco è in grado di assorbire dalle 10 alle 40 tonnellate di CO2/anno/ha mentre un albero rimuove in media 100 g/ anno di polveri sottili (PM10).

Una struttura alberata in prossimità delle strade consente di rimuovere il 15-20% di polveri sottili e fino al 10% di biossido di azoto (Trees. Relief for the city, 2008).

183/281#

ASSORBIMENTO INQUINANTI GASSOSI Le piante possono incamerare i componenti gassosi attraverso gli stomi (assorbimento), altrimenti attraverso la cuticola (assorbimento).

La cuticola è la parte più esterna della foglia e consiste in uno strato ceroso.

Gli stomi sono delle aperture chiedibili attraverso le quali avvengono scambi gassosi continui tra la foglia e l’ambiente. Ogni foglia è costituita da un ampio tessuto reticolare con spazi intercellulari che comunicano con l’atmosfera attraverso gli stomi, dove viene immagazzinata la CO2 mentre vengono liberati ossigeno ed acqua.

Gli spazi intercellulari ingrandiscono enormemente la superficie della foglia e, quindi, la capacità di scambi gassosi.

Per poter assorbire sufficiente anidride carbonica, nella foglia deve circolare una gran quantità di aria: durante questo processo anche altri componenti atmosferici vengono in contatto con l’interno delle foglia.

Gli ossidi di azoto e l’ozono sono facilmente solubili e le quantità assorbite possono essere facilmente trasformate.

Di norma gli stomi sono aperti durante il giorno e chiusi di notte, per queto motivo il filtraggio di

inquinanti gassosi provenienti dall’atmosfera è maggiore di giorno.

Per molte sostanze organiche volatili come i bifenili policlorurati (PCB), le diossine e i frani, la cuticola è la via più importante per il loro assorbimento, queste sostanze non sono solubili in acqua, ma nelle sostanze grasse della cuticola.

L’assorbimento tramite cuticola ha come vantaggio l’assorbimento continuo anche durante la notte e persino nei mesi invernali, quando le piante verdi sono poco attive.

Dopo essere state assorbite dalla cuticola le sostanze organiche volatili vengono rilasciate poco a poco all’interno della foglia.

Le foglie con cuticola spessa contenenti molti componenti grassi, sono particolarmente adatte all’eliminazione di questi inquinanti organici.

ELIMINAZIONE DELLE POLVERI SOTTILI Le polveri sottili cadono sulla foglia o vi vengo portate la vento. Quando le particelle delle polveri sottili vengono in contatto diretto con la foglia, ne sono attirate elettrostaticamente.

Le irregolarità sulla pagina fogliare a causa della superficie ruvida o di peluria rafforzano questo effetto.

Influiscono anche il grado di umidità e “l’appiccicosità” e in generale la fittezza della chioma. Le conifere sono particolarmente efficienti nella cattura delle poveri sottili. In questo processo non sono cinvolti solo gli aghi e le foglie, ma anche i tronchi, i rami e i rametti.

L’assorbimento è ancora più efficace se la ramificazione è fitta e irregolare.

Le particelle solide non penetrano all’interno della foglia e non vengono dunque trasformate, come avviene per quelle gassose.

Esse infatti rimangono sulla superficie esterna dell’albero. Parte delle polveri catturate, rimane attaccata alla foglia, un’altra invece si stacca nuovamente a causa del vento forte o scivola via a causa dell’acqua piovana.

Una volta a terra, le polveri sottili sottili possono essere dilavate dall’acqua o assorbite dal terreno dove rimangono “immaganizzate”

per un periodo piuttosto lungo.

Alcuni composti assorbiti dalle particelle delle polveri sottili nel suolo vengono trasformati da microrganismi diventando così innocui.

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1 ton - 1.636 + 1.273

Kg_

CO2

Kg_

O2

DISPOSITION

181.760.000 mq 77.699.355 mq 29.745.651 mq 14.862.798 mq

Superficie MILANO vuoti urbani infrastrutture corti interne e giardini privati

59.451.195 mq

EDIFICATO

2.703.178.000 Kg

Biomassa vegetale Biomassa compatta 3,7 Kg/mc Volume compatto 73.0588.648 mc

H BIOMASSA

13 m Biomassa disposta 0,5 Kg/mc Volume 5.291.156.355 mc

H BIOMASSA

89 m 191/281#

<< HOW MANY BIOMASS ?

AND WHERE ?

193/281#

1km2

li

ab i

i

na li

do

pe

cl

Ci

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Zo

V ur erd ba e no Co lti va zio n

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Co lti va

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H MEDIA MILANO : 16 m

VOLUME SUPERFICIE ALTEZZA

VOLUME SUPERFICIE ALTEZZA

Ed

ifi

ca

to

VOLUME SUPERFICIE ALTEZZA

V ur erd ba e no

V pr erd iva e to

Ed

ifi

ca to

VOLUME SUPERFICIE ALTEZZA

<5m AIR

< 40 m BIG green VOLUME

40< x <70 m PHYTODEPURATION

90< x <105 m ROOF_GARDEN

> 105 m VIEWPOINT

89+16=105 m 90 m

16 m

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PROGRAM

CO2

O2

H2O

H2O reflua

203/281#

CO2 PURIFICATION

PHYTODEPURATION

AIR CIRCULATION

ENERGY PRODUCTION

GREEN WALL

WATER DISTRIBUTION PUBLIC SPACE

50%

15%

14%

8% 5% 4% 4%

205/281#

PUBLIC SPACE

WATER DISTRIBUTION

AIR CIRCULATION

PHYTODEPURATION

GREEN WALL

ENERGY PRODUCTION

CO2 PURIFICATION

TOTAL

<< HOW TO POSITION THE TREES ?

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Weight

z

Eden

Arbusti

Fitodepurazione

Alto fusto

y

x

z

Ombra

Mezzombra

Luce diretta

Sun Light y

x

z

< 10 m

5 <x< 10 m

10 <x< 25 m

y

Spread x

density spread

+

z

weight

+

-

y

x

+

sun light

+ -

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ALBERI E CESPUGLI

PM10

NO+NO2

O3

CESPUGLI Amelanchier lamarckii Berberis frikartii Chaenomeles spp Corylus avellana Euonymus spp (spogliante) Euonymus spp (sempreverde) Hedera spp Ilex meserveae Lonicera spp (spogliante) Lonicera spp (sempreverde) Mahonia spp Potentilla fruticosa Rosa spp Spiraea spp

• •• • •• • •• •• •• • •• •• •• •• •

• •• •• •• ••• ••• • •• • • •• •• •• ••

• •• •• •• ••• ••• • •• • • •• •• •• ••

RAMPICANTI Clematis spp Fallopia spp Hedera spp Lonicera spp Parthenocissus spp Pyracantha spp Rosa spp Wisteria spp

• • ••• • • •• •• •

• ••• • •• •• ••• •• ••

• ••• • •• •• ••• •• ••

AGHIFOGLIE Metasequoia glyptostroboides Pinus nigra Pinus sylvestris Taxus spp

••• ••• ••• •••

• • • •

• • • •

SIEPI Carpinus betulus Fagus spp Ligustrum spp

•• •• ••

••• ••• •••

••• ••• •••

LATIFOGLIE Acer platanoides Acer pseudoplatanus Aesculus spp Ailanthus altissima Alnus cordata Aluns glutinosa Alnus x spaethii

• • •• • • • ••

••• ••• ••• ••• ••• ••• •••

••• ••• ••• ••• ••• ••• •••

luce

Tmin

Hmax

°C

m

Lmax Taglia Forma Idoneità m

-15 -10 -15 -20 -20 -15 -20 -15 -20 -20 -15 -20 -15 -20

6 1 3 5 6 6 20 3 5 5 4 1 2,5 2

4 2 2 3 4 4 2 3 3 2 3 1,5 5

S S S S S S S S S S S S S S

A A B A B B C B B A B B C

••• •• •• •• ••• •• ••• •• •• • •• •• •• ••

-15 -20 -20 -20 -20 -20 -15 -20

3 2 20 5 12 6 3 20

-

S S M-L S M S S M-L

-

•• •• ••• •• •• ••• •• •••

-30 -12 -40 -25

35 30 30 8

6 4 8 3

XL XL XL M

G F H I

•• • • ••

-25 -25 -20

12 30 5

4 8 3

M L S-M

H B B

••• •• •

-25 -25 -25 -20 -20 -20 -20

20 25 25 20 20 15 20

10 10 10 8 7 5 8

M-L L L M S-M M M

I G C F G F F

••• •• •• •• •• •• ••

urbana

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AGHIFOGLIE Metasequoia glyptostroboides Pinus nigra Pinus sylvestris Taxus spp

••• ••• ••• •••

• • • •

• • • •

SIEPI Carpinus betulus Fagus spp Ligustrum spp

•• •• ••

••• ••• •••

••• ••• •••

LATIFOGLIE Acer platanoides Acer pseudoplatanus Aesculus spp Ailanthus altissima Alnus cordata Aluns glutinosa Alnus x spaethii Betula ermanii Betula nigra Betula pendula Betula utilis Carpinus betulus Crataegus x persimilis Fagus sylvatica Fraxinus angustifolia Fraxinus exclesior Fraxinus ornus Fraxinus pennsylvanica Ginkgo biloba Gleditsia triancanthos Koelreuteria paniculata Liquidambar styraciflua Liriodendron tulipifera Magnolia kobus Malus spp Parrotia persica Platanus x hispanica Populus spp Prunus spp Pyrus calleryana Quercus palustris Quercus robur Salix alba Sophora japonica Sorbus spp Tilia cordata Tilia europaea Ulmus spp

• • •• • • • •• •• •• •• •• •• • •• • • • •• • •• • •• • • •• •• •• •• •• • •• • •• •• •• •• • ••

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-30 -12 -40 -25

35 30 30 8

6 4 8 3

XL XL XL M

G F H I

•• • • ••

-25 -25 -20

12 30 5

4 8 3

M L S-M

H B B

••• •• •

-25 -25 -25 -20 -20 -20 -20 -25 -25 -25 -25 -25 -25 -25 -25 -25 -25 -25 -25 -15 -25 -20 -20 -20 -20 -15 -20 -20 -25 -20 -25 -25 -20 -20 -25 -20 -20 -20

20 25 25 20 20 15 20 20 25 20 20 12 6 25 25 30 15 20 40 15 15 18 30 10 8 7 35 20 9 6 30 30 27 20 12 24 12 20

10 10 10 8 7 5 8 6 8 6 6 4 5 16 12 10 12 8 8 10 8 8 15 8 5 10 16 5 8 7 25 25 14 8 7 10 4 10

M-L L L M S-M M M M M M M M S L L L M M XL S-M S-M M M-L S-M S S L L S S L L M-L M S-M M-L M M

I G C F G F F F F F A H A B A B B B F A D G G C B A A A A G H E G C B E E A

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o

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F

217/281#

<< NOW, WHERE I’LL PLACE THE TREES ?

219/281#

INFRASTRUCTURE

SOLAI + PERCORSI

TUBAZIONI TUBAZIONI IN MATERIALE PLASTICO PER TRASPORTO ACQUA REFLUA IN FITODEPURAZIONE E IRRIGAZIONE

RETICOLARE TRIDIMENSIONALE CON SINGOLA STRUTTURA SECONDARIA DI IRRIGIDIMENTO, PASSERELLE METALLICHE APPOGGIATE AI SOLA

STRUTTURA PRIMARIA RETICOLARE TRIDIMENSIONALE CON DOPPIA STRUTTURA SECONDARIA DI IRRIGIDIMENTO

IMPIANTI VASCHE DEPOSITO ACQUA REFLUA E DEPURATA E IMPIANTI DI PREFILTRAGGIO ACQUE REFLUE DELL’EDIFICIO

PLUG-IN VERANDE E BALCONI RICAVATE FRA LA STRUTTURA PRIMARIA E L’EDIFICIO ESISTENTE

FOTOVOLTAICO PANNELLI IN POLICARBONATO RICOPERTI DA FILM FOTOVOLTAICI A DIVERSA DENSITA’

PERCORSI SOSPESI COLLEGAMENTI OBLIQUI SOSPESI TRA EDEN DI DIVERSE INCLINAZIONI: i < 20% _SCALE E RAMPE i > 20% _SCALE e RAMPE MOBILI

SCALE & MONTACARICHI SCALE IN ACCIAIO ANCORATE AI SOLAI STRUTTURALI MONTACARICHI DI SERVIZIO & ASCENSORE UTENTI IN DIREZIONE EDEN

<< THE CAGES IN A COMPLEX SYSTEM !

225/281#

QUANTITA’ DI BIOMASSA NECESSARIA

INDIVIDUAZIONE ALTEZZE ESISTENTI

SEMPLIFICAZIONE FORME

EDEN E CONNESSIONI

INVOLUCRI CONTENENTI BIOMASSA VEGETALE

SUDDIVISIONE IN LIVELLI E FUNZIONI

227/281#

10

100

250

2012

229/281#

2012

231/281#

10

100

250

2030

233/281#

2030

235/281#

Coltivazione aeroponica

Fitodepurazione

Coltivazione in terra

<< 18 // INFRASTRUCTURE & CYCLE

ENERGY CYCLE

WATER CYCLE

VISUALS

2012

2015

2030

2012

2015

2030

2012

2015

2030

2012

2015

2030

2012

2015

2030

2012

2015

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CREDITS

thanks to: [Giovanni,Carla,Maria] Gennaro Postiglione, Marco Lampugnani, Enrico Forestieri.

Stefano,Cristiano,Gionat a,Derek,Andrea,Giuliano, Mattia,Riccardo,Matteo, Michele,Nicole,Laura,Fra ncesca, Paola,Andrea,Fi lippo,Ilie,Valentina,Nicol a,Laura,Carlo,Demis,Teo, Mattia,Bes,JosèMou_e tutti coloro che hanno contribuito alla realizzazione di questo lavoro.