UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DELLA CAMPANIA LUIGI VANVITELLI
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA CIVILE IN INFRASTRUTTURE E STRUTTURE CIVILI
TESI MAGISTRALE IN PROGETTAZIONE AMBIENTALE
Aversa GSI Green Stormwater Infrastructure:
La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli Effetti del Cambiamento Climatico
Environmental Design for Adaptation to Climate Change effects
Dipartimento di INGEGNERIA
Relatrice: prof.ssa arch. Renata Valente Correlatore: prof. ing. Salvatore Losco Candidato: ing. Savino Giacobbe
Il PRIN Progetto di Ricerca di Rilevanza Nazionale 2015
“Adaptive DesignInnovazioni tecnologiche per la rigenerazione resiliente dei distretti urbani in regime di cambiamento climatico”
(P. I. M. Losasso; Research Lead dell’Università degli Studi della Campania Luigi
Vanvitelli: R. Valente) ha studiato nel progetto pilota l’esigenza di contrastare, attraverso dispositivi green, gli allagamenti del tratto di arteria stradale che collega Aversa (CE) con Melito di Napoli (NA), in un’area compresa nella pianura alluvionale del Clanio, regimato dal XVI secolo.
Fig. 1. Via Vito di Jasi, Aversa; Fig. 2. Via Roma, Aversa. Ingresso del Dipartimento di Ingegneria; Fig. 3. Via Roma, Porta Napoli, Aversa. Allagamento della sede stradale e dei marciapiedi dovuto ad un evento meteorologico estremo. Sono Stati riscontrati gravi disagi per le attività commerciali presenti.
Tratto dell’arteria stradale campana in esame. (Fonte: Valente. R, et alii (2021). Green street framework per aree urbane marginali mediterranee, in Bologna, R., et alii, Dai distretti urbani agli eco-distretti. Metodologie di conoscenza, programmi strategici, progetti pilota per l’adattamento climatico, Maggioli Editore, Santarcangelo di Romagna (RN).
Università degli Studi della Campania “Luigi
PRIN 2015: OBIETTIVO
Vanvitelli”
Italia Provincia di Caserta
Aree
campioni del PRIN2015. (Fonte: PRIN2015; rielaborazione dell’Autore)
1 2 3 Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti
Cambiamento Climatico
del
PRIN 2015: GREEN STORMWATER INFRASTRACTURE
OBIETTIVO
Intercettare l’acqua piovana prima che raggiunga la fognatura.
TIPOLOGIE
In funzione dell’idrologia e della forma della strada.
FUNZIONAMENTO
Parte di essa viene infiltrata nel terreno, parte evaporata nell’aria e parte viene immagazzinata prima di essere rilasciata lentamente nel sistema fognario.
VANTAGGI
Contribuisce a ridurre l’inquinamento delle acque piovane attraverso il sistema di fitodepurazione delle piante, proteggendo la qualità dell’acqua e riducendo i rischi di inondazione. Oltre al ruolo idrologico, si possono offrire preziosi co-benefici, come migliorare il paesaggio urbano, ridurre il rischio di isola di calore urbano e aumentare le proprietà immobiliari.
Fig. 1. Stormwater Tree Trench, Louisville, KY, USA (Fonte immagine e disegno: Philadelphia’s Design)
Fig. 2. Stormwater Planter, Philadelphia, PA, USA. (Fonte immagine: National Association of City Transportation Officials. (2017). Urban Street Stormwater Guide. Island Press. Fonte disegno: Autore)
Fig. 3. Stormwater Bump-out, Philadelphia, PA, USA. (Fonte immagine: National Association of City Transportation Officials. (2017). Urban Street Stormwater Guide. Island Press. Fonte disegno: Philadelphia’s Design)
Fig. 4. Stormwater Planter, Portland, OR, USA. (Fonte: https://www.wilkeseastna.org/node/628)
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1 2 3 4 Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
La costruzione del pattern del reticolo idrografico ha permesso di definire le aree colanti, attraverso le quali sono state dimensionate le superfici di GSI con il metodo della corrivazione per tempo di ritorno di 20 anni e tempi di pioggia di 30 minuti.
Dai risultati ottenuti dalle varie ipotesi di ricerca progetto del PRIN si riscontrano oltre agli ottimi effetti nella gestione idrica meteorica riassumibili nell’incremento di permeabilità dei suoli, anche altri benefici, quali l’aumento dei percorsi ciclabili, degli indicatori R.I.E. e B.A.F., la riduzione di temperatura dell’aria e superficiale, oltre che di CO2.
Progetto di riqualificazione del cortile del Dipartimento di Ingegneria. (Fonte: Valente, R., Mozingo., L.A., 2023. Interazioni ambientali urbane. Sul progetto di una rete di green street, CLEAN Ed.)
PROGETTO PRIN
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2015: RISULTATI
Cortile e parco pubblico alifana. (Fonte: PRIN2015) Incremento superfici permeabili 135,5 % RIE 150,00 % BAF 54,18 % Incremento superfici permeabili 88 % RIE 95,65 % BAF 82,01 % Incremento superfici permeabili 15 % RIE 16,47 % BAF 28,68 % Highline di Sant’Antimo. (Fonte: PRIN2015) Green Plaza San Nicola. (Fonte: PRIN2015)
Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
Il lavoro è stato svolto eseguendo in maniera ciclica tre fasi: Analisi, Progetto e Verifica. Questo approccio ha permesso di raffinare i risultati ottenuti selezionando di volta in volta le soluzioni più adeguate al progetto, scartando quelle meno soddisfacenti. Tutte le informazioni ricavate nella fase di Analisi hanno consentito di individuare le aree in cui le condizioni microclimatiche sono più sfavorevoli come, ad esempio, laddove è maggiore la possibilità che si crei un’isola di calore o in cui la velocità del vento rappresenta un rischio per la stabilità di alberi, segnaletica o impalcature. Di conseguenza è stato possibile definire gli indicatori appropriati (raggruppati in: indicatori di prestazione idraulica, di prestazione urbana, di prestazione microclimatica e di prestazione economica e sociale) per una valutazione efficace dei miglioramenti apportati dal progetto.
ANALISI
STUDIO STORICO DELLO SVILUPPO
URBANO
MATERIALE CARTOGRAFICO DI BASE
STUDIO DELLA VEGETAZIONE STUDIO IDRAULICO
STUDIO DELL’OMBREGGIAMENTO URBAN ASPECT RATIO
ANALISI CLIMATICA
INDIVIDUAZIONE DEGLI INDICATORI
PROGETTO
VERIFICA
INDICATORI DI PRESTAZIONE
IDRAULICI
PERCENTUALE ACQUA METEORICA
RACCOLTA
NUOVE AREE PERMEABILI
INDICATORI DI PRESTAZIONE
URBANA
VERDE URBANO FRUIBILE
RIE E BAF
INDICATORI DI PRESTAZIONE
MICROCLIMATICA
PARAMETRI CLIMATICI
NUOVE AREE OMBREGGIATE
INDICATORI DI PRESTAZIONE
ECONOMICA E SOCIALE
KM PISTE CICLABILI
ANALISI COSTI-BENEFICI
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METODOLOGIA DELLA TESI
Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
L’area di studio è situata a sud del centro storico del comune di Aversa. Le diverse altezze della sede stradale dell’area sono una delle cause di allagamenti dovuti ad eventi metereologici di breve durata e di forte intensità. L’area di studio è in una posizione strategica in quanto sono raggiungibili, in meno di due chilometri, le diverse istituzioni e luoghi di interesse.
Fig. 1. Elaborazione GIS di dati LIDAR dell’area vasta in esame: sottobacino relativo al tratto considerato. (Fonte: Valente. R, et alii (2021). Green street framework per aree urbane marginali mediterranee, in Bologna, R., et alii, Dai distretti urbani agli eco-distretti. Metodologie di conoscenza, programmi strategici, progetti pilota per l’adattamento climatico, Maggioli Editore, Santarcangelo di Romagna (RN).
Fig. 2. Individuazione tridimensionale dell’area di studio. (Fonte: Google Earth, elaborazione dell’autore)
Fig. 3. Individuazione dei Bacini colanti ottenuti dallo studio delle linee di deflusso (Fonte: Autore)
GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
Università
degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli”
10 11 14 12 13 UBICAZIONE Superfici
Area
10
Area
11
Area
12
Area
13 700
Area
14 4112
2 1 3
Pubbliche Aree Colanti
colante
3363 mq
colante
9204 mq
colante
2900 mq
colante
mq
colante
mq
ANALISI
Aversa
LO SVILUPPO STORICO URBANO
Lo studio dello sviluppo storico ha permesso di ricostruire lo sviluppo del quartiere, a partire da una carta del 1895 in cui l’area era di proprietà della Mass. Volpicelli e successivamente denominata «C. Argo» in una carta del 1960, nome che indica ancora oggi uno dei parchi presenti. I primi segni di urbanizzazione risalgono al 1965. Da questo momento in poi il quartiere ha registrato una forte espansione determinando notevole consumo di suolo impermeabilizzato.
Fig. 1. Sviluppo urbano nel 1876. (Fonte: IGM)
Fig. 2. Sviluppo urbano nel 1905. (Fonte: IGM)
Fig. 3. Sviluppo urbano nel 1960. (Fonte: IGM)
Fig. 4. Sviluppo urbano nel 1984. (Fonte: IGM)
Fig. 5. Sviluppo urbano nel 1988. (Fonte: IGM)
Fig. 6. Sviluppo urbano nel 2016. (Fonte: IGM)
Fig. 7. Vista panoramica dal Grattacielo Bell’Orizzonte. (Fonte: Foto scattata da Salvatore di Vilio tra il 1978-80) 7
Università degli Studi Campania “Luigi Vanvitelli
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ANALISI Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
LO STATO DI FATTO
La zona studiata fa parte di un quartiere di recente espansione la cui area si estende per 8,26 ha, quasi totalmente impermeabilizzati mentre solo il 6,5% è sistemata a verde. La destinazione d’uso attuale prevalente è quella residenziale; sono altresì presenti diversi servizi a uso pubblico che comportano un’elevata domanda di mobilità. La planimetria dei piani terra degli edifici vicini alle strade ha consentito di individuare le soluzioni progettuali più adatte per le diverse destinazioni d'uso. Una dettagliata analisi visiva del quartiere ha rivelato la presenza di numerose zone in evidente stato di degrado, dovute sia al trascorrere del tempo sia a una gestione inadeguata. L'area presenta diverse sfide, tra cui il degrado urbano, la carenza di spazi verdi e il problema dell'inquinamento acustico.
Inquadramento Acustico. (Fonte: Stralcio del preliminare del PUC di Aversa: Tavola B5-2b).
Percentuali di attività e flussi pedonali.
Fig. 1. Via Luigi Vanvitelli – Giardino pubblico con quattro abeti di modeste dimensioni.
Fig. 2. Grattacielo Bell'Orizzonte visto da Piazza G.L. Bernini.
Fig. 3. Piazza G.L. Bernini (vista Est). Lo spazio viene usato solo come parcheggio.
Fig. 4. Collegamento pedonale tra Piazza G.L. Bernini e Via De Chirico.
Fig. 5. Angolo tra Via L. Giordano e Via Giotto.
Fig. 6. Parcheggio tra Viale degli Artisti e Via Giotto.
Fig. 7. Via V. De Jasi. Dislivello rispetto a Via L. Da Vinci, con gradini non a norma.
Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli”
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ANALISI Aversa GSI
STUDIO DELLA VEGETAZIONE
Lo studio della vegetazione contiene il censimento del verde, con l’identificazione delle principali specie arboree utilizzate. Sono stati determinati i dati quantitativi e qualitativi delle aree verdi e degli alberi presenti sul territorio comunale.
Tipologie e quantità di specie arboree – Il censimento del verde, attraverso carte comunali, immagini satellitari e sopralluoghi, si sono determinati dati quantitativi e qualitativi delle aree verdi e degli alberi presenti.
Verde urbano fruibile con densità ab. 300 (mq/ab)
Verde urbano fruibile con densità ab. 200 (mq/ab)
Fruibilità del verde urbano – Attraverso il preliminare del PUC del comune di Aversa, si è ricavata la densità abitativa fon-diaria3 (ab/ha) della zona, compresa tra Sono state ricavate inoltre le superfici territoriali dell rispettivamente di 82697 mq e 29022 mq, in modo da ricavare anche il numero di abitanti nell’area che si aggira tra le 1654 e le 2480 unità.
Studi
Campania “Luigi Vanvitelli
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40
Università degli
della
”
0 5 10 15 20 25
Celtis Australis Betula Pendula
Abies Alba
Verde pubblico (1.898,00 mq) Verde privato (3.347,00 mq) 3 6 5 4 1 1 2 3 4 5 6 ANALISI Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
STUDIO IDRAULICO
A partire dalle considerazioni di area vasta proprie della ricerca di riferimento, sono stati considerati il sottobacino idrografico, e gli ulteriori micro-bacini del reticolo urbano del caso pilota identificati tramite GIS. Successivamente attraverso il metodo della corrivazione è stato possibile dimensionare i volumi di GSI. Studiando l’andamento delle linee di deflusso sono state individuate le aree in cui inserire i dispositivi. Sono stati ricavati il volume totale di acqua meteorica calcolata per i cinque bacini idrografici in cui rientrano i luoghi del progetto è di circa 605 mc, considerati su una superficie pubblica di circa 20.278 mq; ciò ha consentito di ricavare il fabbisogno minimo di infrastrutture drenanti pari a circa 1.272 mq.
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli” 79 383 46 5 92 0 50 100 150 200 250 300 350 400 VT10 VT11 VT12 VT13 VT14 Volume [mc] 270 730 89 9 175 0 100 200 300 400 500 600 700 800 S10 S11 S12 S13 S14 Superficie [mq] ANALISI
Fabbisogni
Volumi di acqua piovana in riferimento ad ogni bacino di utenza.
Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
Fabbisogni minimi di GSI in riferimento ad ogni bacino di utenza.
Fig. 1. Ombre del mese di Giugno rispettivamente dall’alto verso il basso delle 9:00, 12:00, 15:00 e sovrapposizione ombre
Fig. 2. Ombre del mese di Dicembre rispettivamente dall’alto verso il basso delle 9:00, 12:00, 15:00 e sovrapposizione ombre
Fig. 3. Mappa ottenuta dalla sovrapposizione delle ombre nei solstizi ed equinozi. Lo studio delle ombre individua le zone critiche e comprendere la distribuzione delle ombre nel corso dell'anno.
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli” Software: 3D Blender. ANALISI STUDIO DELL’OMBREGGIAMENTO
1 2 3 Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
Attraverso la mappa dell’UAR (Urban Aspect Ratio H/W) è stato possibile individuare aree e strade in cui le condizioni sono più sfavorevoli. Aree, ad esempio, dove è maggiore la possibilità di un’isola di calore o in altre dove la velocità del vento, soprattutto nei periodi invernali, è un rischio per caduta di alberi, cartelli o impalcature; e per l’effetto del wind chill, il vento aumenta la sensazione di freddo.
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli” ANALISI
URBAN ASPECT RATIO
Sezione G-G’ Sezione H-H’ Sezione -I’ Sezione L-L’ Sezione A-A’ Sezione B-B’ Sezione C-C’ Sezione D-D’ Sezione E-E’ Sezione F-F’ Sezione M-M’ Sezione N-N’ Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
Software: ENVI-met (vers. 3.1)
ENVI-met è un software di simulazione ambientale e microclimatica a modello tridimensionale, in grado di simulare e riprodurre il comportamento microclimatico e fisico di aree urbane. La modellazione implementa e studia le interazioni fra edifici, superfici, vegetazione, flussi d’aria e di energia di una porzione di area urbana sollecitata dalle condizioni climatiche di contesto geografico ed è inoltre in grado di simulare fattori relativi alla qualità dell’aria. La capacità del software di gestire e mettere in relazione differenti tipologie di dati contemporaneamente lo rende uno strumento largamente utilizzato all’interno di studi sugli effetti dell’isola di calore nelle città, della vegetazione nel contesto urbano, delle variazioni dei flussi d’aria e di calore in relazione alle modifiche del contesto microclimatico ma anche in studi riguardanti la qualità dell’aria e la diffusione degli inquinanti.
Qualità dell’aria
Comfort termico
I risultati che si ottengono possono essere impiegati per comprendere le dinamiche della dispersione locale di inquinanti. CO₂ ppm
Sky-view Factor -
Radiazione solare
E’ l'indicatore per descrivere l'esperienza soggettiva della temperatura delle persone negli spazi aperti. Riassume l'impatto del sole, del vento, della temperatura dell'aria e dell'umidità sulla sensazione termica.
La radiazione solare è la componente con la più alta variazione spaziale e temporale all'interno delle aree urbane. Un accesso eccessivo o insufficiente alla luce so-lare può portare a condizioni di vita scomode sia per gli esseri umani che per le piante negli spazi interni ed esterni.
Temperatura potenziale °C
Umidità Relativa %
Temperatura superficiale °C
Predicted Mean Vote -
Temperatura media radiante °C
Vento
La struttura tridimensionale e la disposizione dei volumi edilizi determina le diverse velocità del vento. E’ possibile sperimentare aree con alte velocità del vento e raffiche di vento turbolento. Zone con velocità del vento molto bassa e masse d'aria stagnanti possono aumentare l'effetto dello stress termico, l'accumulo di inquinanti e favorire lo sviluppo di parassiti nella vegetazione.
Vento m/s
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli”
ANALISI
MICROCLIMATICA File Area
Output
ANALISI
File
(Leonardo)
CLASSI DESCRIZIONE PARAMETRI Unità di misura
Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
La modellazione invernale
Riferendoci ai dati forniti dalle stazioni metereologiche dell’ARPA dei comuni di Casoria ed Aversa nel mese di Febbraio 2019 (mese più freddo dell’anno 2019), sono stati ricavati tutti i dati da utilizzare nelle strategie progettuali. Sono state scelte le due stazioni menzionate in quanto site in vicinanza rispetto all’area di studio; inoltre, essendo Aversa sprovvista di dati riguardanti la velocità del vento, si è presentata la necessità di prelevare tali dati dalla stazione metereologica di Casoria.
Lo scopo è ricavare la minima temperature, l’umidità relativa e la velocità del vento per le ore 6:00 di un giorno di febbraio, dati che saranno utilizzati per la simulazione del periodo invernale con ENVI-met. Sono stati elaborati i grafici di: (gg; T); (gg; V); (gg; U), con T = temperatura, V = Velocità e U = Umidità relativa.
26 Febbraio 2019
Temperatura 1,54 °C
Umidità 56,05 %
Vento 3,99 m/s
Fig. 1. Diagramma delle temperature min e max in funzione dei giorni del mese di Febbraio del comune di Aversa
(Fonte: Dati ARPA)
Fig. 2. Diagramma delle temperature minime e massime in funzione dei giorni del mese di febbraio del comune di Casoria
(Fonte: Dati ARPA)
Fig. 3. Diagramma dell’Umidità relativa in funzione dei giorni del mese di febbraio del comune di
Aversa (Fonte: Dati ARPA)
Fig. 4. Diagramma della velocità del vento in funzione dei giorni del mese di febbraio del comune di Casoria (Fonte: Dati ARPA)
Fig. 5. Diagramma delle temperature min ALLE ORE 6.00 in funzione dei giorni del mese di Febbraio del comune di Aversa e Casoria (Fonte: Dati ARPA)
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli” ANALISI
ANALISI MICROCLIMATICA
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5 Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
ANALISI MICROCLIMATICA
Temperatura superficiale Temperatura Potenziale Umidità relativa Temperatura Potenziale: nel periodo estivo varia dai 24 ai 33 °C nelle ore 9:00 con media 29
°C, dai 26 ai 34 °C nelle ore 12:00 con media 31 °C, dai 26 ai 33 °C alle ore 15:00 con media 30 °C. Nel periodo invernale varia dai 7 ai 8,5 °C alle 9:00 con media 7,50 °C, dai 7 ai 11 °C alle 12:00 con media di circa 8 °C, dai 6 ai 8,5 °C alle 15:00 con media 7,50 °C; PMV: nel periodo estivo varia da 1 a 6 nelle ore 9:00 con media pari a 5, da 1 a 7 nelle ore 12:00 con media pari a 5, da 1 a 7 nelle ore 15:00 con media 5,5. Nel periodo invernale varia dai -6 a -2 alle 9:00 con media -4, dai -6 ai -1 alle 12:00 con media -4, dai -6 ai -2,5 alle 15:00 con media -4; Umidità Relativa: nel periodo estivo varia dal 25 al 56% nelle ore 9:00 con media pari al 29%, dal 23 al 45% nelle ore 12:00 con media pari al 25%, dal 19 al 35% nelle ore 15:00 con media 23%. Nel periodo invernale varia dal 57 all’83% nelle ore 9:00 con media pari al 65%%, dal 63 all’83% nelle ore 12:00 con media pari al 72%, dal 62 all’83% nelle ore 15:00 con media al 67%;
Università degli Studi della Campania
Vanvitelli”
“Luigi
ANALISI
Estate (31/07/2018) Inverno (26/02/2019)
Inverno
Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
Estate (31/07/2018)
(26/02/2019) Estate (31/07/2018) Inverno (26/02/2019)
Vento: L’area di studio presenta flussi di vento significativi in molte zone dell’area. In estate, nelle strade orientate verso Est sono fortemente interessate da correnti molto intense, determinate dai rapporti tra le larghezze delle strade e le altezze degli edifici (Urban Aspect Ratio). In alcune aree si verifica invece ristagno d’aria, determinando dei problemi di ventilazione. In inverno il fenomeno è simile a quello descritto in estate, con valori che raggiungono anche i 9 m/s, creando così zone di disconfort. Infatti, se il vento in estate è anche piacevole, in quanto riduce la sensazione di calura, in inverno incrementa la sensazione di freddo.
CO₂: La quantità di CO₂ presenta in estate valori che diventano sempre più elevati con lo scorrere della giornata, nei punti interessati già discussi per la temperatura potenziale che per l’umidità relativa. I valori a cui si aggira sono circa in media di 358 ppm. In inverno invece la quantità di detto parametro si mantiene uniforme.
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli” Estate (31/07/2018) Inverno (26/02/2019) ANALISI ANALISI MICROCLIMATICA CO₂
Estate (31/07/2018) Inverno (26/02/2019) Vento Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
Lo studio dello stato di fatto dell'area suggerisce la necessità di operare una riqualificazione basata sull'implementazione di green street, spazi di connessione, che attraverso dispositivi GSI riducano l’impermeabilizzazione nel territorio urbano, evitando i danni da allagamento e i costi di manutenzione, migliorando la qualità degli spazi aperti, la qualità delle acque nonché le condizioni microclimatiche per il comfort ambientale.
IDRAULICA. I risultati ottenuti evidenziano un eccessivo afflusso d'acqua dovuto ad eventi stocastici di breve durata.
MICROCLIMATICA. Le modellazioni fluidodinamiche effettuate tramite ENVI-met, in riferimento ai giorni 31/07/2018 e 26/02/2019, indicano la pessima qualità microclimatica dell'area, riscontrabile in modo particolare nei valori del PMV (Predicted Mean Vote), molto superiori a quelli ammissibili e espressivi di un forte disconfort climatico per gli utenti. Anche il vento, molto presente nelle strade dell'area, rappresenta un fattore condizionante.
RIE E BAF. Risultati analogamente insoddisfacenti si ottengono applicando gli indicatori del RIE (Riduzione Impatto Edilizio) e del BAF (Biotope Area Factor), i cui valori risultano molto inferiori ai valori minimi ammissibili.
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli” ANALISI
Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
CONSIDERAZIONI PROGETTUALI
Al fine di mantenere l’invarianza idraulica, si prevede la realizzazione di opere che vadano a compensare l’impermeabilizzazione determinata dall’urbanizzazione.
Sulla scorta delle considerazioni dello Stato di Fatto, studiando le linee di deflusso delle acque sono state individuate le aree in cui inserire le GSI. Le piante, componenti attive di queste infrastrutture, hanno il compito di depurare le acque di ruscellamento che in ambiente urbano trasportano con sé numerosi inquinanti del traffico veicolare. Sono stati ripensati sia gli spazi pedonali che i sensi di marcia, quest’ultimi per favorire la circolazione veicolare più scorrevole e sicura possibile, riducendo traffico e rumori. È stata prevista la realizzazione di una pista ciclabile.
Fig. 1. Rappresentazione dello
Stormwater Bump-Out (Fonte: https://water.phila.gov/gsi/tools/bum pout/)
Fig. 2. Rappresentazione dello
Stormwater Planter (Fonte: https://water.phila.gov/gsi/tools/bum pout/)
Fig. 3. Rappresentazione dello
Stormwater Rain Garden (Fonte: https://water.phila.gov/gsi/tools/bum pout/)
Superfici Green Stormwater Infrastracture progettate. La superficie di GSI progettare ha permesso di ottenere un volume di acqua piovana gestita pari a 848 mc.
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PROGETTO
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PROGETTO Aversa GSI
Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
PROGETTO MINI-PARK – L’area tra Piazza Bernini e Viale degli Artisti, in cui è stata riscontrata una condizione microclimatica carente, è stato convertito in parco di quartiere, in cui i cittadini possano trovare sollievo sia in termini di clima che di socialità.
PROGETTO PIAZZA BERNINI – Dal grande potenziale attrattivo per le diverse attività commerciali prospicienti, ma che è attualmente sempre occupata da auto in sosta. Per tale motivo è stata pensata una riqualificazione urbana ricreando un centro del quartiere in cui si uniscono storia, architettura e relazioni di un luogo.
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Fig. 1. Particolare dello Stormwater Rain Garden del MINI-PARK (Fonte: Elaborazione dell’Autore)
Fig. 2. Particolare dello Stormwater Planter di Piazza Bernini(Fonte: Elaborazione dell’Autore)
PROGETTO
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PROGETTO Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
Fig. 1. Differenza tra il volume di acqua piovana e quello di acqua gestita attraverso le GSI.
Fig. 2. Volume di acqua infiltrata e di acqua ritenuta.
Fig. 3. Differenza tra aree permeabili ed impermeabili prima e dopo il progetto.
Fig. 4. Indice di permeabilità dell’area pubblica.
INDICATORI DI PRESTAZIONE URBANA
Fig. 5. Riduzione Impatto Edilizio.
Fig. 6. Biotope Area Factor.
Fig. 7. Verde Urbano Fruibile prima e dopo il progetto.
Fig. 8. Numero di alberi prima e dopo il progetto.
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli”
DI PRESTAZIONE IDRAULICA E URBANA 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Acqua Infiltrata (mc) Acqua Ritenuta (mc) Volume (mc) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Volume di acqua piovana (mc) Volume di acqua gestita (mc) Volume (mc) 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% 160% 180% 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Indice di permeabilità area pubblica (%) 0% 50% 100% 150% 200% 250% 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Aree permeabili (mq) Aree impermeabili (mq) 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% 160% 180% 0 1 2 3 Verde Urbano Fruibile (mq/ab) 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 RIE 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% 160% 0 50 100 150 200 250 Alberi 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 BAF Stato
1 2 3 4
DI PRESTAZIONE
INDICATORI
di Fatto Progetto % Miglioramento % Peggioramento
INDICATORI
IDRAULICA
5 6 7 8 VERIFICA Aversa
Ambientale
agli effetti
GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione
per l’Adattamento
del Cambiamento Climatico
Dai risultati ottenuti nel periodo estivo è possibile dimostrare che il progetto comporterebbe una riduzione significativa dei parametri, dovuta sia all’effetto benefico prodotto dall’incremento delle superfici verdi e di alberi, sia dal cambio della pavimentazione stradale con uno più chiaro, in modo da assorbire meno calore nelle ore diurne, sia dalle nuove ombre generate dagli alberi impiantati, riducendo le aree soleggiate.
INDICATORI DI PRESTAZIONE
MICROCLIMATICA
Fig. 1. Temperatura Media Radiante.
Fig. 2. PMV.
Fig. 3. Temperatura Potenziale.
Fig. 4. Umidità Relativa.
Fig. 5. Temperatura Superficiale.
Fig. 6. Vento.
Fig. 7. CO₂.
Fig. 8. Superfici ombreggiate.
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli”
1 2 3 4 5 6 7 8 Stato di Fatto Progetto % Miglioramento % Peggioramento
INDICATORI DI PRESTAZIONE MICROCLIMATICA
VERIFICA Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
L’Analisi Costi-Benefici ha lo scopo di valutare la convenienza di un progetto considerando gli effetti monetari o monetizzabili come variazioni rispetto allo stato di fatto.
Il periodo di analisi considerato per l’opera in questione è stabilito pari a 30 anni, attualizzando la differenza della somma all’attualità utilizzando un saggio di sconto r pari al 3%.
Fig. 1. Costi di costruzione derivanti dal computo metrico effettuato con il Prezzario della Regione Campania 2021.
Fig. 2. Benefici economici ottenuti dalla piantumazione degli alberi stimata con il software i-Tree ECO (ver. 5).
Fig. 3. Benefici attualizzati ottenuti dal progetto dimostratore.
Valutazione dei costi per dimensione
Benefici economici prodotti dalla vegetazione, suddivisa tra stato di fatto e progetto, con il rispettivo miglioramento in percentuale
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli” 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 Benefits up to 30 yr [€] € 0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000 1400000 1600000 Gas climalteranti (€) Emissioni sonore (€) Air Pollution (€) 0 40000 80000 120000 Rain Garden Planter Bump-out Drenage Pavement Pavimentazione in pietra Pista ciclabile Asfalto fonoassorbente Costo (€) INDICATORI DI PRESTAZIONE ECONOMICA E SOCIALE
Software: i-Tree ECO (vers. 5) 1 2 3
Flussi di saturazione tra stato di fatto e progetto nelle strade dell’area di studio VERIFICA Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico Stato di Fatto Progetto % Miglioramento % Peggioramento
INDICATORI DI PRESTAZIONE ECONOMICA E SOCIALE
L’analisi costi-benefici ha permesso di determinare un VAN (Valore Attuale Netto) di 1,27 milioni di euro (al 2051) con un payback period di 5 anni grazie ai miglioramenti che il progetto apporta sia in termini di trasporto veicolare sia per i nuovi alberi.
Andamento del VAN. Si evidenzia che i ricavi si ottengono a partire dal 2026, con PayBack Period pari a 5 anni
Sull’esempio della città di Aversa, è stato inglobato, nel progetto di tesi, il servizio di bikesharing, che prevede la realizzazione di una pista ciclabile continua, con il fine di ridurre l’uso delle autovetture a fronte dei sempre più pubblicizzati mezzi di trasporto green, come bici, bus e monopattini elettrici.
Un dato particolarmente rilevante è quello ottenuto calcolando la differenza di costi tra la realizzazione di GSI e l’adeguamento per pari portata d’acqua della rete fognaria esistente. Utilizzando come parametro i prezzari della regione Veneto (2021) è stato possibile stimare che il costo dell’adeguamento strutturale ammonterebbe a circa 350.000€, spesa di gran lunga superiore a quella prevista per la realizzazione di GSI, che risulterebbe tre volte minore (circa 115.000€). Tale operazione andrebbe dunque a tradursi in un risparmio virtuale di oltre 230.000€, senza tener conto delle altre opere accessorie.
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli” 0% 50% 100% 150% 200% 250% 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Pista ciclabile (ml) SDF PROGETTO % MIGLIORAMENTO 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000 GSI FOGN. RISP. Costo (€) DIFFERENZA DI COSTO TRA GSI E FOGNATURA 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8
COSTI-BENEFICI T = 30 ANNI
Investimento
Analisi Costi-Benefici
ANALISI
Costi di
(€) Benefici (€) VAN (€)
VERIFICA Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico
BENEFICI
MONETIZZATI
ALTRI BENEFICI
Benefici degli alberi (carbon storage, pollution removal): 10.214 €/anni
Benefici inquinamento dell’aria: 16.414 €/anni
Benefici gas climalteranti: 45.723 €/anni
Benefici inquinamento acustico: 20.970 €/anni
Risparmio fognatura: 350.000 €
Valore delle proprietà immobiliari: Ricavati dal PRIN15 con il software «i-tree street»
Qualità e quantità d’acqua infiltrata
Risparmio costi privati e pubblici sui danni di alluvioni
Benefici sociali
Green jobs
Nuovi spazi ricreativi
Miglioramento dell’habitat
Connettività dell’habitat
Benefici sulla salute
Il lavoro presenta a studiosi, progettisti, politici e tecnici delle Amministrazioni locali, una procedura flessibile per pianificare, progettare e validare le infrastrutture verdi urbane e il loro contributo alla riqualificazione degli spazi aperti, massimizzando i numerosi benefici ambientali e minimizzando i rischi.
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli”
CONCLUSIONI
Aversa GSI Green Stormwater Infrastracture: La Progettazione Ambientale per l’Adattamento agli effetti del Cambiamento Climatico