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martedì 26 gennaio 2016

L'inquinamento del porto di Genova: i risultati del progetto APICE




Il ruolo dell'attività portuale nel Mediterraneo, sulla qualità dell'aria delle città che li ospitano è da tempo all'attenzione dell' Unione Europea.

Un apposito progetto, denominato APICE (Action for the mitigation of Port Industries and Cities Emissions), tra il 2010 e il 2013, ha messo sotto osservazione le emissioni in atmosfera di cinque porti del Mediterraneo: Barcellona, Genova, Marsiglia, Tessalonica, Venezia.


Obiettivi principali del progetto:
  • organizzare, in ognuna delle citta portuali, campagne di monitoraggio per stimare la quantità di polveri sottili (PM 2,5) trovate nelle corrispondenti aree urbane ed attribuibili all'attività portuale
  • realizzare inventari delle emissioni annuali di polveri sottili emesse delle navi in attracco
  • elaborare stime delle concentrazioni al suolo di polveri sottili di origine portuale
  • stimare la riduzione dell'inquinamento prodotta dalle misure di mitigazione previste in ciascuna delle aree portuali oggetto di studio
I risultati del progetto sono pubblici e qui illustriamo, in sintesi, i risultati che riguardano il porto di Genova.

Genova, nel corso del 2011, è stata oggetto di una specifica campagna di campionamento ed analisi che ha riguardato tre delle centraline della rete di monitoraggio della qualità dell'aria: corso Firenze e Multedo, di fronte alle due aree portuali genovesi e  Bolzaneto, a circa sette chilometri di distanza dal porto di Voltri.

Le polveri ultra-sottili (PM 2,5), raccolte in questi tre siti, sono state pesate e si è stimata la loro concentrazione nell'aria.

In tutti i tre i siti, le concentrazioni medie di PM 2,5 sono risultate intorno ai 14 microgrammi per metro cubo (ug/m3), quindi tendenzialmente inferiori all'obiettivo di qualità fissato a 25 ug/m3, come media annuale.

Nel 2011, le concentrazioni di  PM 2,5 misurate regolarmente per tutto l'arco dell'anno nel sito di via Buozzi, di fronte ai moli riservati ai traghetti e alla sopraelevata, sono state  di 22 ug/m3, di poco inferiori all'obiettivo di 25 ug/m3.

Di ognuno dei campioni si è analizzata la composizione chimica delle polveri raccolte.

L'abbondanza relativa di Carbonio organico, di dieci  metalli, in particolare Vanadio e Nichel, di solfati, nitrati, ioni ammonio, ha permesso di stimare la quantità di polveri sottili prodotta dalla combustione di olio pesante, il tipico combustibile utilizzato per trasporto navale, e quella attribuibile al traffico urbano.

Da febbraio ad ottobre, la percentuale di polveri sottili (PM 2,5) stimata essere prodotta dai generatori diesel delle navi attraccate ai moli  e ricadute al suolo, nei pressi delle tre centraline, sono state: 13,7% (corso Firenze), 11,8% (Multedo), 10,3% (Bolzaneto).

Negli stessi siti, le percentuali di polveri stimate derivanti direttamente dal traffico veicolare (tubi di scappamento, consumi di pneumatici, freni, asfalto...) sono state: 23% (corso Firenze), 17,8% (Multedo), 29,6% (Bolzaneto).

Circa il 60% delle polveri raccolte nei tre siti sono solfati e nitrati, derivanti da reazioni fotochimiche che sono avvenute in atmosfera, a partire da anidride solforosa e ossidi di azoto, in parte derivanti dalle stesse attività portuali, in particolare l'anidride solforosa, a causa della elevata concentrazione di zolfo presente nei combustibili usati per il trasporto navale.

Volutamente, una parte dei campionamenti effettuati nel corso del progetto APICE hanno riguardato solo i mesi primaverili ed estivi (da febbraio ad ottobre 2011) durante i quali, a Genova, i venti prevalenti provengono da Sud-Sud Est e, quindi gran parte della città si trova sotto-vento alle emissioni in atmosfera delle attività portuali.

Invece, nei mesi invernali, prevalgono forti venti da Nord-Est che portano lontano, verso il mare aperto, gli inquinanti emessi dalla attività portuale.

La Rosa dei Venti, riportata in Figura 1 e registrata a Genova nel corso del 2009, mostra che, su base annuale, per circa il 60% del tempo, l'area urbana di Genova si trova sopra-vento all'area portuale e quindi non subisce l'impatto delle sue emissioni inquinanti.
Fig. 1: Direzione e velocità (metri/sec) dei venti a Genova nel 2009

Questi risultati segnalano che d'estate, quando la città si trova prevalentemente sotto-vento alle attività portuali, le polveri sottili emesse dalle ciminiere delle navi si disperdono nell'entroterra, a distanza di diversi chilometri, coinvolgendo direttamente gran parte dell'area urbana genovese.

In sintesi, lo studio APICE ha dimostrato che le polveri sottili (PM 10-PM 2,5) prodotte dall'attività portuale sono in grado di raggiungere  aree urbane lontane anche diversi chilometri dal porto.

Nel periodo estivo, la concentrazione delle polveri "portuali" che si depositano lontano dalle vie più trafficate della città, come corso Firenze, è tutt'altro che trascurabile e confrontabile (circa la metà) con il contributo attribuibile a tutto il traffico cittadino, compreso il traffico leggero e pesante, indotto dalla stessa attività portuale, in particolare il traffico turistico associato ai traghetti per la Sardegna e la Corsica.

Tuttavia, al contrario delle città della pianura padana, l principale problema ambientale di Genova non sono le polveri sottili.

La Figura 2 mostra l'andamento delle concentrazioni medie annuali di PM10, dal 2008 al 2012, nelle sei centraline  cittadine.

In questi anni non abbiano mai registrato superamenti del limite di legge, pari a 40 ug/m3.

I siti più a rischio di superamento sono quelli di corso Europa e via Buozzi e il contributo di polveri primarie e secondarie di origine "portuale" potrebbe essere determinante per  il mancato rispetto dei limiti ma il problema principale della nostra città deriva dagli ossidi di azoto (Figura 3).

Fig. 2. Andamento della media annuale di PM10 a Genova (2008-2012)

La dimostrazione che tra il 10 al 14% delle polveri primarie che si trovano nell'area urbana genovese derivino dall'attività portuale, ci indica che un ruolo altrettanto determinante sulla qualità dell'aria genovese lo devono avere anche le emissioni di ossidi di azoto, prodotti dalle stesse combustioni che producono le polveri sottili.

Gli inventari delle emissioni in ambito portuale  ci dicono che  per ogni tonnellata di polveri sottili che escono dai camini delle navi,  ci sono anche circa 40 tonnellate di ossidi di azoto che, una volta in atmosfera, si disperdono con regole molto simili a quelle delle polveri sottili, diminuendo la loro concentrazione nell'aria, ma sempre mantenendo lo stesso rapporto di massa.

E' quindi molto probabile che anche gli ossidi di azoto prodotti dall'attività portuale abbiano un ruolo tutt'altro che trascurabile sui continui superamenti degli obiettivi di qualità del biossido di azoto che si registrano in città.
Fig. 3: concentrazioni medie annuali (1993-2009) di NO2  a Genova

La Figura 3 mostra l'andamento, dal 1993 al 2009, delle concentrazioni annuali di biossido di azoto (N02) a Genova, in tre delle nostre centraline: Quarto, Corso Firenze, Corso Europa.

Le concentrazioni più elevate  si sono sempre registrate nel sito di corso Europa, scelto per monitorare l'inquinamento da traffico.

Anche se le concentrazioni di NO2 sono progressivamente diminuite negli anni, a causa dell'aumento di auto catalizzate che, nel parco veicolare genovese a partire dal 1993, hanno sostituito le vetture Euro 0,  in corso Europa si è sempre superato il limite di 40 ng/m3.

Le concentrazioni più basse di NO2 si sono sempre registrate nella stazione di fondo urbano di Quarto che, tranne nel 1999 e 2008, è sempre stata al di sotto del limite di 40 ug/m3.

La centralina di corso Firenze, anch'essa scelta come fondo urbano, pur mostrando una tendenza alla diminuzione, sfora di circa il 10% il limite.

In anni più recenti (2012) la situazione appare stabilizzata (Fig. 4).
Corso Firenze, per pochi microgrammi rientra nei limiti, come pure l'Acquasola; tutti gli altri siti sono fuori regola, con i massimi in corso Buenos Aires nel centro città e in via Pastorino, a Bolzaneto.

Gli ultimi dati del 2015, continuano  a segnalare che la qualità dell'aria genovese è fuori legge per gli ossidi di azoto, con in testa Corso Europa a 69 ug/m3, seguita da via Pastorino con 58,8 ug/m3 di NO2.

Siamo fuori di circa il 70,  rispetto all'obiettivo di qualità e questo significa che per avere elevate probabilità di rientrare nei valori di legge, occorre ridurre del 70% le attuali emissioni di NO2. 


Fig. 4: andamento della concentrazione media annuale (2008-2012) di NO2 nei siti genovesi

Sappiamo che per evitare le salate multe dell'Unione Europea, per infrazione alle norme comunitarie a tutela della salute pubblica, il Sindaco di Genova ha vietato la circolazione a vespe a due tempi e alle vetture Euro 0 e Euro 1, poco meno del 10% dell'intero parco veicolare genovese.

E' un provvedimento che, dati alla mano, non risolverà il problema; la loro dismissione, qualora possibile, ridurrebbe solo di qualche per cento le emissioni inquinanti.

Sarebbe invece interessante sapere come cambierebbe la qualità dell'aria della nostra città, per le polveri sottili, ma ancor più per l'NO2,  se l'Ente che gestisce il Porto di Genova si desse una regolata sulle normative anti inquinamento, occupandosi anche della salute degli abitanti della città che ospita il porto.

A ben vedere questa risposta ce l'aveva, in parte, già data nel 2013, proprio il progetto APICE, che, giunto alla sua conclusione, aveva stimato che l' elettrificazione prevista (e non realizzata) al terminal cargo al VTE di Voltri, e al Terminal Traghetti, potrebbe ridurre del 10% le intere emissioni del porto e dell'80% quelle nelle immediate vicinanze di questi due approdi, oggi prodotte dai generatori diesel che le navi sono costrette a tenere continuamente accesi per alimentare i servizi di bordo.

In particolare, il progetto APICE ha stimato che con questi due interventi,  gli ossidi di azoto, oggi prodotti dalle navi in attracco, si ridurrebbero del 38% e le PM10 del 35%, con indubbi riflessi positivi sulla qualità dell'aria delle abitazioni di Genova e Voltri, in particolare quelle più vicine ai moli.

Forse l'elettrificazione dei moli non è la soluzione definitiva ma ci avvicineremmo molto all'obiettivo che probabilmente potrà essere raggiunto con la chiusura delle centrale a carbone, ancora in parte attiva, sotto la Lanterna, in area portuale.

Non sarebbe meglio che il Sindaco, la sua Giunta, l'intero Comune, facendo le debite pressioni politiche sugli Enti di controllo (USL, ARPAL), il  Consorzio del Porto, l' ENEL, il Governo focalizzassero su questi specifici obiettivi i loro sforzi, nell'interesse dell'intera comunità, compresa quella dei lavoratori portuali che, non dobbiamo dimenticare, è la popolazione più esposta ai fumi del porto?

Sullo stesso argomento:

- Chi inquina l'aria di Genova?















lunedì 18 gennaio 2016

Casa con cappotto: la Fisica che serve 1

Le spese di riscaldamento sono la principale causa della litigiosità condominiale. Sui motivi di questo fatto ho una mia ipotesi: nelle scuole italiane la Fisica è trascurata e, temo, ignorata.

Un piccolo test di conferma?

Quanti dei miei quattro lettori si sentono di dare una definizione del calore?
Quanti sanno per quale motivo una torta, tolta dal forno, si raffredda?
E, per entrare nel merito di questo minicorso di Educazione Domestica, quanti di voi sanno per quale motivo i copri-caloriferi sono la principale causa dei vostri alti costi per il riscaldamento?

Pertanto, dopo lunga meditazione, ho deciso che questo "Corso di ECOnomia e ECOlogia domestica per attraversare indenni il terzo millennio", dedicato alla climatizzazione (riscaldamento e rinfrescamento) delle nostre abitazioni, debba cominciare con una lezioncina di Fisica, dedicata al Calore.

Che cosa è il calore
Il calore è una delle tante forme dell' energia (elettrica, luminosa, gravitazionale, cinetica, chimica, nucleare..).

Il suo nome è  "energia termica".

Un oggetto caldo contiene "energia termica" in quantità maggiore dello stesso oggetto freddo e la temperatura di  questo oggetto ci da informazioni sulla quantità di "energia termica" che ha immagazzinato: un oggetto caldo ha una temperatura maggiore dello stesso oggetto freddo.

Ora facciamo un piccolo sperimento virtuale.

Prendiamo due mattoni uguali, pratichiamo un piccolo foro in entrambi e, dopo qualche tempo (poi spiegherò il perchè di questo intervallo),  nel foro inseriamo il bulbo di un termometro.
In base alla mia (e alla vostra) esperienza vi posso anticipare che la temperatura dei due mattoni sarà uguale e, guarda caso, sarà la stessa della temperatura della stanza 20 gradi centigradi (°C)  in cui stiamo facendo l'esperimento.

Ora vi chiedo di cambiare la temperatura  di uno dei mattoni. Voi cosa fareste?

Io decido di mettere uno dei mattoni nel frigo e, facendo misure di temperatura ad intervalli costanti (diciamo, ogni 15 minuti),  verifico che la temperatura del mattone si riduce con velocità decrescente, fino a raggiungere, dopo qualche ora, la stessa temperatura dell'interno del frigorifero: quattro gradi centigradi.

Quali altre possibilità avevamo per cambiare la temperatura del mattone?

Sono gradite proposte. La più originale vincerà una citazione su FB.

Prendete il mattone freddo (4 °C) e quello tenuto a temperatura ambiente (20 °C)  e mettete entrambi, uno sull'altro, in una borsa termica, con pareti isolanti.

Cosa vi aspettate quando, dopo qualche ora riandate a misurare la temperatura dei due mattoni?

Saranno diversi? A quale temperatura? Maggiore, uguale o minore della stanza?

E, secondo voi, quale sarà la temperatura dei due mattoni dopo che, dopo qualche ora, sono stati sistemati nuovamente nella stanza in cui state conducendo questo esperimento?

Per millenni la nostra specie si è confrontata con queste esperienze i cui risultati sono assolutamente riproducibili: per riscaldare un oggetto occorre utilizzare un'altra fonte di energia, un oggetto caldo messo a contatto con un oggetto freddo si raffredda, per conservare il calore di un oggetto caldo bisogna coprirlo con materiali idonei...

Per millenni la nostra specie ha cercato di dare una spiegazione logica a questi fenomeni, spesso molto fantasiosa.

E voi cittadini del terzo millennio, quale spiegazione vi date?

Se avete qualche difficoltà, si vede che pensavate ad altro quando il vostro docente cercava di spiegarvi la teoria cinetica del calore e i principi della termodinamica.

Ma non preoccupatevi, non è mai troppo tardi.

Il prossimo post, se necessario, vi rinfrescherà la memoria.

Tutte le puntate di Casa con Cappotto:

- Che classe energetica sei?
- Stare in mutande: quanto mi costa?
- Misuriamo gli sprechi evitabili
- Vasi "termici" comunicanti
- Sangue caliente 
- Muffe e condense
- Punti freddi
- Barriere frangivento
- Via col vento
- Finestre solari 3
- Finestre solari 2
- Finestre solari 1
- Occhio ai cassonetti
- Riflettori sui caloriferi
- Liberiamo i caloriferi
- La Fisica che serve 3
- La Fisica che serve 2
- La Fisica che serve 1
- Casa con cappotto




sabato 16 gennaio 2016

Chi inquina l'aria di Genova?


Il Sindaco di Genova, con un'ordinanza di fine anno, limita la circolazione, in determinate zone della città, alle autovetture Euro 0 e Euro 1 e ai motocicli Euro 0.

L'ordinanza è giustificata dalla necessità di ridurre l'inquinamento atmosferico e di tutelare la salute.

Il problema è che, dopo diversi anni  (dal 2006) che a Genova le polveri sottili stavano sotto il limite di legge, nel 2015 si è registrato un netto peggioramento della situazione con riferimento a polveri sottili e ossidi di azoto.

In particolare, alla fine del 2015,  la centralina di corso Europa registrava trentasette superamenti giornalieri del limite di 50 microgrammi per metro cubo (ug/m3), a fronte dei 35 superamenti ammessi per le polveri sottili (PM10).

Più critica la situazione degli ossidi di azoto, il cui limite di 40 microgrammi per metro cubo (media annuale)  è stato superato in sei centraline su otto, in particolare in  c.so Europa, c.so Buenos Aires, c.so Firenze, Multedo Ronchi, via Buozzi e via Pastorino, dove è stata registrata la media annuale più elevata, 58,8 ug/m3.

L'ozono ha invece sforato all' Acquasola, Corso Firenze e Quarto.

Nessun sforamento per l'ossido di carbonio, l'anidride solforosa e il benzene.

Dubito fortemente che questa ordinanza possa ottenere l'effetto sperato. E qualche dubbio deve averla anche la Direzione Ambiente della citta Metropolitana di Genova che si ripromette di valutare l'efficacia delle misure predisposte dal Comune.

Qui di seguito i motivi di questo dubbio.

Studi effettuati a Genova dal 1994 al 2003 dal Servizio di Chimica Ambientale dell'Istituto Tumori di Genova, in collaborazione con la Provincia di Genova, lungo due strade a canyon caratterizzate da un elevato traffico veicolare, hanno dimostrato che l'introduzione, nel 1992, di marmitte catalittiche per le auto a benzina e modifiche al motore per le macchine diesel hanno notevolmente ridotto l'inquinamento da ossido di carbonio e idrocarburi policiclici aromatici ( benzo(a)pirene) tanto che, a partire dal 2001 in tutta la città di Genova, i rispettivi limiti di legge sono stati sempre rispettati.

Un aggiornamento di questo studio, che dal 2002 ha proseguito l'analisi dei risultati delle centraline di via Cornigliano e via Fillak fino al 2009, ha confermato, lungo queste due strade, un inquinamento da benzo(a)pirene costante, al disotto dei limiti (media annuale: 1 ng/m3), con via Cornigliano a 0,39 ng/m3 e via Fillak a 0,54 ng/m3.

Analoghe riduzioni si sono registrate in tutti i siti cittadini per benzene e polveri sottili.

Pertanto, la decisione di attribuire gli attuali superamenti delle concentrazioni di ossidi di azoto e polveri sottili alle vetture EURO 1, la cui vendita è cessata alla fine del 1995, e alle poche Euro 0 rimaste (meno del 10%), tutte immatricolate prima del 1992, ancora in circolazione, necessita di qualche prova.

Anche per i motocicli Euro 0, non più in vendita dal 2000, mancano prove provate per individuare questo mezzo di trasporto, molto amato nel capoluogo ligure, quale attuale causa degli sforamenti di polveri sottili (PM10) e di ossidi di azoto.

In particolare è un buon "alibi", per auto a benzina e moto Euro 0 ancora circolanti a Genova, il fatto che nessuna delle centraline attive a Genova, comprese quelle espressamente collocate per monitorare il traffico, nel corso del 2015, abbia fatto registrare superamenti di ossido di carbonio e di benzene, composti che, prima dell'arrivo dei veicoli Euro1, erano delle vere e proprie impronte digitali chimiche di questo tipo di veicoli.

Mentre a Genova, a partire dal 1997, l'inquinamento da traffico è nettamente e progressivamente diminuito, man mano che le Euro 0 erano rottamate, quello che a Genova non è sostanzialmente cambiato, nell'ultimo decennio, è il contributo all'inquinamento dell'aria dell'attività portuale.

Dall'inventario delle emissioni elaborato da ARPAL si evince ch, nel 2011, il parco veicolare leggero ha emesso in atmosfera 633 tonnellate di ossidi di azoto e  le moto 40,7 tonnellate.

Contemporaneamente, le navi in porto, con i loro generatori diesel sempre accesi, nel 2011, ultimo anno in cui i dati sono disponibili, hanno emesso in atmosfera 7.156 tonnellate di ossidi di azoto, una quantità dieci volte superiore a quella di tutti gli autoveicoli genovesi e più di 170 volte di tutte le moto che in quell'anno circolavano in città

La Figura 1 riporta, in maggiore dettaglio le stime delle emissioni annuali (2011) di inquinanti, da parte delle attività che si svolgono nel porto di Genova.

Come si può vedere, gli ossidi di azoto rappresentano la principale classe di inquinanti originati dalle attività portuali e i generatori diesel delle navi ormeggiate in porto, tenuti continuamente accesi per alimentare tutti i servizi  di bordo, sono la principale fonte di questi inquinanti.

Sempre nel porto, nel 2011, le caldaie con potenza maggiore di 20 megawatt termici (la centrale Enel?), fonti non riportate nella Fig 1, hanno emesso 77 tonnellate di ossidi di azoto, circa il doppio del parco motocicli genovese.

Fig. 1 Inventario delle emissioni annuali ( tonnellate emesse nel corso del 2011) di inquinanti prodotti dalle attività del porto di Genova

E se fosse l'attività portuale, comprese le riparazioni navali, la causa del rischio di superamento dei limiti di legge per la qualità dell'aria registrati negli ultimi anni a Genova?

La centralina collocata lungo via Buozzi, proprio di fronte al porto,  dal 2006 al 2015, fa registrare regolarmente superamenti annuali dei limiti per gli ossidi di azoto. E sempre in via Buozzi si registrano le concentrazioni più elevate di anidride solforosa, tipico inquinante della combustione dell'olio pesante utilizzato dalle navi.

Questa situazione non potrebbe dipendere dal fatto che, in questa zona,  all'inquinamento da traffico veicolare si sommi quello della attività portuale?

 In ogni caso, vista la situazione insostenibile per la tutela della salute dei genovesi, oltre a severi controlli sul rispetto delle norme che obbligano le navi in porto ad usare combustibili meno inquinanti, sarebbe opportuno che il nostro Sindaco batta i pugni sul tavolo affinche l'Ente portuale realizzi il piano di elettrificazione delle banchine che, sulla carta, potrebbe ridurre significativamente le attuali emissioni, piano pronto da tempo ma che nessuno ha voglia di attuare, a cominciare dagli armatori che dovrebbero adattare le loro navi per attaccarle alle "prese" di corrente.

Infine,  c'è un'altro elemento che sembra essere sfuggito alle valutazioni dei tecnici ed amministratori di Tursi: dal 2013 al 2015, l'AMT, a causa dei tagli ai servizi e della loro bassa qualità, ha perso complessivamente circa 9 milioni di passeggeri, su un totale di 135,8 milioni di passeggeri del 2014.

Questo vuol dire che da tre anni ad oggi, ogni giorno, mediamente circa 25.000 genovesi hanno abbandonato il servizio di trasporto pubblico e ovviamente, per spostarsi, sono passati all'auto e molto più probabilmente alle più comode moto, magari rispolverando qualche vecchia vespa che, faranno un pò di fumo ma si spostano rapidamente con quattro soldi e senza gravi problemi di parcheggio.

E la crisi del trasporto urbano genovese provoca, inevitabilmente un peggioramento della qualità dell'aria, in quanto la fuga dai bus lascia inalterato l'inquinamento di questi ultimi  (niente affatto trascurabile, complessivamente il trasporto pesante genovese produce 876 tonnellate/anno di ossidi di azoto), a cui si aggiunge quello delle migliaia di veicoli usati da chi è stato costretto ad  abbandonare il servizio AMT.

E se il sindaco non può deliberare sulle scelte portuali (ma può denunciare documentate responsabilità del porto, a fronte di seri studi finalizzati ad identificare la fonte degli inquinanti che impattano sulle centraline che sforano, studi che lo stesso Sindaco può chiedere di fare), sul fronte della mobilità pubblica e dell'inquinamento che esso produce, la responsabilità è tutta del nostro primo cittadino a cui è demandato, quantomeno, l'obbligo di recuperare i transfughi del trasporto pubblico.

E per provare a raggiungere questo obiettivo, un piccolo suggerimento agli assessori comunali competenti:
per incentivare il ritorno al bus e l'abbandono degli ultimi veicoli Euro 0 (auto e moto), offrire la possibilità di fare un abbonamento annuale sui mezzi AMT a prezzo fortemente scontato a tutti i possessori di Euro 0 e uno sconto ancor più sostanzioso a chi dimostra di aver rottamato, finalmente, il suo vecchio veicolo.

Sullo stesso argomento:

- L'inquinamento del porto di Genova: il progetto APICE