Capitolo 2 Il trasporto intermodale

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1 Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria dei Sistemi di Trasporto Prof. Ing. Antonio Musso Dispense del corso di Progetto di Terminali ed Impianti di Trasporto A.A. 2010/2011 Capitolo 2 Il trasporto intermodale Contributi: Dott. Ing. Marco Antognoli Dott. Ing. Federico Antoniazzi Dott. Ing. Salvatore Bisanti Dott. Arch. Maria Vittoria Corazza Dott. Ing. Massimo Ettorre Dott. Ing. Cristiana Piccioni

2 2. Il trasporto Intermodale Come descritto in precedenza il trasporto intermodale è un particolare tipo di trasporto multimodale, che per poter essere definito tale deve soddisfare le seguenti peculiarità: deve avvenire in unità di carico che nel corso del trasporto non vengono mai aperte, tranne che alla consegna o per ispezioni doganali; per unità di carico si intendono ISO-container, Air container, casse mobili, semi rimorchi e veicoli completi; l unità di carico deve essere trasferita da una modalità di trasporto ad un altra almeno una volta tra l origine e la destinazione; Il trasporto principale (figura1) deve avvenire almeno utilizzando una delle seguenti modalità: ferrovia, navigazione interna o short-sea-shipping. (Bacelli,2001) Tratta Tratta iniziale iniziale via mare/fiume via mare/fiume via strada via strada Trasbordo Trasbordo al al terminal terminal Tratta Tratta principale principale via mare/fiume via mare/fiume via ferrovia via ferrovia Trasbordo Trasbordo al al terminal terminal Tratta Tratta finale finale via mare/fiume via mare/fiume via strada via strada Figura.1: La catena logica del trasporto intermodale (fonte Baccelli) In funzione della modalità di trasporto utilizzata nella tratta principale, si vengono ad individuare sette tipologie di trasporto intermodali, definite semplici in quanto considerano una sola modalità di trasporto durante la tratta principale (Tabella 1). Esse sono caratterizzate anche dalle unità di trasporto utilizzate. 1

3 Tipologia di trasporto intermodale Specializzazioni del trasporto intermodale Unità di carico utilizzata FERROVIARIO Trasporto combinato strada-rotaia Trasporto combinato mare-rotaia Autostrada viaggiante Semirimorchi Casse mobili Container marittimi Veicoli completi MARITTIMO Roll on Roll off (Ro-Ro) Load on load off (Lo-Lo) Semirimorchi Veicoli completi Container marittimi VIE NAVIGABILI Load on load off (Lo-Lo) Container marittimi ARIA-FERROVIA Trasporto intermodale aria-ferrovia Container speciali (air-container) Tabella 1: Tipologie di trasporto intermodale Secondo le definizioni della CEMT (Conferenza Europea dei Ministri dei Trasporti) all interno del trasporto intermodale viene anche individuato il trasporto combinato, definito come: - Trasporto intermodale le cui percorrenze europee si effettuano principalmente per ferrovia, vie navigabili, o per mare, mentre i percorsi iniziali e/o terminali, i più corti possibili, sono realizzati esclusivamente attraverso la modalità stradale (figura 2). Figura 2: Schema delle attività connesse al trasporto combinato (C area dove avviene il consolidamento nelle unità di trasporto intermodali, T luogo dove avviene lo scambio di modalità di trasporto, D luogo dove avviene il deconsolidamento delle merci dalle unità di trasporto) 2

4 2.1. Le differenti classificazioni Per quanto riguarda le piattaforme intermodali, esse possono essere classificate secondo 5 variabili in grado di influenzarne sia il ruolo all interno della rete intermodale, sia il grado di utilità pubblica (Bacelli,2001): 1. servizi di rete 2. tipologia di traffico prevalente 3. volumi di traffico 4. superficie minima necessaria 5. presenza di sevizi logistici oltre all interscambio modale L incrocio di tali variabili permette di arrivare alla definizione di cinque tipologia di nodi intermodali schematizzati secondo le loro differenti caratteristiche in tabella 2, 3 e 4. 3

5 Tipologia dei traffici (domanda) Volumi di traffico minimi Superficie minima necessaria Tipologia Tipologie di traffico caratterizzanti il centro: Unità di carico e distanza Merci particolari che richiedono servizi e aree ad hoc Produttività minima (stimata nell arco di 270 giornate) M 2 necessari per svolgere le attività previste (indicazione di soglia minima) Terminal Portuale Traffici marittimi nazionali, internazionali e intercontinentali sia di tipo Ro-Ro sia di tipo Lo-Lo Aree di stoccaggio per attesa nave e organizzazione dei flussi terrestri. Apertura 24 h. Variabile > m 2 Interporto Traffici ferroviari e stradali nazionali e internazionali di breve, media e lunga distanza: casse mobili e container marittimi Terminal stoccaggio e manutenzione container marittimi, area destinata alle imprese di trasporto stradale, centro direzionale, parcheggi e magazzini di diverso tipo. Richiesta l'apertura 24 h. Otto copie di treni giorno ( UTI) > m 2 Inland terminal Traffici con O/D marittima con cambio di modalità per inoltro su ferrovia verso destinazioni nazionali e internazionali di lunga distanza: netta predominanza di container marittimi (pieni e vuoti) rispetto alle casse mobili Aree di stoccaggio e manuten-zione container marittimi pieni e vuoti. Richiesta l apertura 24 h Quattro coppie treni giorno, container annui > m 2 Centro intermodale Traffici con O/D aree industriali o di forte consumo locale nazionali e internazionali di lunga distanza tendenza alla specializzazione o container marittimi (pieni e vuoti) o casse mobili Aree carico e scarico, chiusura notturna Quattro coppie treni giorno, UTI > m 2 Cargo city Traffici con O/D aerea, trasporta-ti con container particolari Aree per merci particolari: capi appesi, deperibili, ad alto valore Variabile Variabile Tabella 2: caratteristiche tecniche dei nodi di interscambio 4

6 Tipologia Deposito unità di carico piene Deposito unità di carico vuote, servizi di manutenzione, riparazione e pulizia Magazzinaggio Scomposizione e, ricomposizione carichi (stripping & stuffing) Terminal Portuale Si, solo per attesa nave/controllo sigilli/ attesa treno/ formalità doganali No No, tranne alcune eccezioni nei terminal più vasti No, tranne alcune eccezioni ne terminal più vasti Interporto Si, con aree attrezzate per merci particolari (chimiche, deperibili ecc.) Si, tutti i servizi Si, in aree dedicate e specializzate Si, con operatori specializzati e magazzini dedicati per riempi-re/svuotare container e casse mobili Inland terminal Si, solo per attesa nave/controllo sigilli/ attesa treno/ formalità doganali Si, tutti i servizi Si, solo temporaneo e per l'area circostante l'hinterland portuale No Centro intermodale Solo in attesa di carico/scarico No No No Cargo city Si, di dimensioni ridotte, con aree attrezzate per merci particolari (capi appesi, refrigerati ecc.) per formalità doganali No Si, in aree dedicate e specializzate Tabella 3: servizi logistici offerti dai differenti nodi di interscambio Si, con operatori specializzati e magazzini dedicati per riempi-re/svuotare container e casse mobili 5

7 Oltre al metodo appena descritto le piattaforme intermodali possono essere classificate anche secondo le funzioni, le attività ed i servizi svolti al loro interno. Nella tabella 4 successiva sono riportate le attività, i servizi e gli impianti, fissi o mobili, necessari allo svolgimento delle singole funzioni. Per ogni funzione sono riportati i singoli soggetti interessati: Unità di Carico, mezzo di trasporto, uomo o terminale. FUNZIONE SOGGETTO ATTIVITA SERVIZIO ATTREZZATURA trasbordo terminale ferroviario strada-rotaia gru a portale, carrelli a cavaliere, caricatori frontali, binari di carico e scarico U.C. raccolta e distribuzione composizione e scomposizione magazzinaggio magazzini liberi o in regime doganale, depositi liberi, depositi franchi, magazzini generali, magazzini a temperatura controllata fabbricati adibiti a tali usi: mezzi di sollevamento e trasporto adeguati di carichi da movimentare OPERATIVA E GESTIONALE MEZZO sosta parcheggi liberi e controllati,spazi franchi piazzali con relativi dispositivi di controllo e sicurezza UOMO documenti di viaggio,lette-re di vetture, etc. - uffici e relative attrezzature TERMINALE - direzione, uffici tecnici, uffici amministrativi fabbricati e relative attrezzature U.C. - dogana, centro fitosanitario, uffici fiscali fabbricati ed impianti ad "hoc" SICUREZZA E CONTROLLO MEZZO - MCTC, torre di controllo del traffico UOMO - pronto soccorso radio, radar Locali e relativa strumentazione TERMINALE - Polizia, V.V.F.F., C.C. fabbricati di servizio Tabella 4.a: Attività e servizi necessari ad espletare le funzioni di un nodo intermodale

8 FUNZIONE SOGGETTO ATTIVITA SERVIZIO ATTREZZATURA U.C. - Dosamerci, ufficio autotrasporto e spedizionieri - MEZZO - ACI, MCTC, F.S. (consulenti del traffico) stazioni di rifornimento - AUSILIARIA UOMO - taxi, trasporto pubblico, telefoni,telegrafi, telex, banca, posta, assicurazioni,associazioni di categoria,centro addestramento C.C.I.A.A. - TERMINALE U.C. - officine di riparazione containers fabbricati ed impianti relativi ASSISTENZIALE E COMMERCIALE MEZZO - UOMO - officine di manutenzione, stazione di rifornimento / vendite ricambi, soccorso stradale motel, ristorante, bar, shopping, lavanderia, pronto soccorso fabbricati ed impianti relativi fabbricati e servizi relativi TERMINALE - Centro vendite, ipermercato fabbricati e servizi relativi Tabella 4.b: Attività e servizi necessari ad espletare le funzioni di un nodo intermodale Le possibilità di aggregare le differenti funzioni, attività e servizi appena descritti, consente di individuare le differenti strutture intermodali esistenti. Nella figura 3 si vede lo schema riguardante un interpoto 7

9 Figura 3: Funzioni, attività e servizi in un interporto 8

10 Le funzioni operative rappresentano le funzioni principali di un centro intermodale in quanto sono legate alle attività che riguardano la raccolta, il magazzinaggio, la composizione e la spedizione delle merci secondo le differenti unità di carico necessarie all occorrenza. Nello schema in figura 4 si può vedere il diagramma di flusso delle diverse funzioni ed attività riguardanti le unità di carico ed il collettame all interno di una struttura intermodale. Figura 4 : le funzioni e le attività relative alle unità di carico e al collettame Ogni operazione svolta avrà una organizzazione diversa a seconda del tipo di trasporto da supportare, dalle dimensioni dell azienda trasportatrice interessata, dalle caratteristiche delle merci trasportate e dalle dimensioni degli automezzi. Il gestore dell interporto può mettere a disposizione degli operatori attrezzature e servizi necessarie alle attività che questi debbono svolgere all interno della piattaforma. Nella figura 5 successiva viene descritto il ciclo operativo fisico delle merci all interno di un impianto. 9

11 Figura 5 : ciclo operativo per il riordino delle merci in collettame Nella figura 6 viene riportato lo schema della funzioni assistenziali riferite all uomo ed ai mezzi di trasporto svolte all interno di un interporto, a volte anche le unità di carico usufruiscono di tali servizi. Figura 6: Schema delle funzioni assistenziali relative all uomo ed ai mezzi in un interporto 10

12 2.2. La localizzazione I terminali intermodali e ancor più gli interporti, sono strutture ad alto consumo di spazio ed a prevalente finanziamento pubblico, il cui inserimento territoriale pone numerose problematiche a livello ambientale dovute non solo all impatto dell opera stessa ma anche alla ridefinizione dei flussi di traffico. Se, da un lato, la creazione di interporti e centri intermodali risponde all obiettivo di favorire la ripartizione modale sottraendo traffico su strada a favore della ferrovia, dall altro si genera il paradosso che il funzionamento stesso del trasporto combinato induce una crescita del trasporto su strada a livello locale sulle relazioni iniziali e finali tra centro intermodale e luoghi di origine/destinazione delle merci (industrie, magazzini, depositi, ecc ). A tale proposito è bene ricordare che numerose opposizioni e contestazioni a progetti e realizzazioni di interporti e centri intermodali sono derivate proprio dal mancato concepimento e/o realizzazione di una viabilità d accesso dedicata. Dal punto di vista economico si consideri inoltre come proprio il contenimento del costo di accesso/egresso su strada ai terminali sia necessario per il buon funzionamento di tutto il sistema trasporto combinato. Considerando infine che la realizzazione di un terminale intermodale risponde ad obiettivi di medio/lungo termine per i quali non è sempre possibile definire a priori le relazioni ferroviarie da attivare, soprattutto in un mercato concorrenziale aperto agli operatori come quello attuale, risulta evidente come un programma di pianificazione strategica dovrà prendere in considerazione gli aspetti ritenuti stabili nel tempo o soggetti ad evoluzioni programmate, quali l assetto del territorio e dell economia, pur nei limiti delle capacità previsionali. Quest ultima considerazione, aggiunta alle precedenti, porta alla conclusione che la scelta del criterio di minimizzazione del costo di accesso/egresso su strada ai terminali, in funzione dell assetto attuale e previsto dei possibili utilizzatori del servizio, ed in considerazione dell evoluzione prevista dei costi del trasporto su strada, appare più che pertinente nella pianificazione di un sistema di centri intermodali. A tale scopo si prestano peraltro gli attuali strumenti propri della ricerca operativa, che attraverso modelli e algoritmi su grafi, consentono di determinare le localizzazioni ottimali sul grafo in base a determinate funzioni obiettivo. Questa procedura di scelta appare ancor più opportuna in considerazione del fatto che la decisione da intraprendere si pone generalmente in termini di scelta tra siti 11

13 possibili, i quali possono essere dunque identificati a priori nel grafo Il modello di facility location Il modello di facility location, identifica tra i nodi della rete designati, a partire dai punti di domanda identificati sempre come nodi della rete, quello in grado di minimizzare una determinata funzione obiettivo, relativa ad esempio al costo di trasporto e all eventuale costo di attivazione del sito, nel rispetto di alcuni vincoli, come la capacità dei terminali. La formulazione analitica è la seguente [1]: Min u cvu yvu + u v y vu =1 d v y vu v yvu x u k u x { 01, },0 1 x u y u vu u f u x u dove : - u U insieme di siti possibili(facilites) ; - v V insieme dei punti di domanda (clienti) ; - d v domanda relativa al cliente v ; - y vu parte della domanda del cliente v sul terminale u ; - c vu costo di allocazione del cliente v al terminale u ; - f u costo di attivazione del terminale u ; - k u capacità del terminale u ; - x u variabile che vale 0 se il terminale non é attivo e 1 se é attivo. In particolare il primo vincolo impone che tutta la domanda di ciascun cliente debba essere soddisfatta. Il secondo vincolo impone che un terminale non attivo (x=0) non possa soddisfare alcuna domanda, mentre un terminale attivo (x=1) possa soddisfare al massimo una domanda pari alla propria capacità. Il terzo vincolo indica che la parte di domanda di un cliente su un terminale è sempre compresa tra 0, nel caso il terminale non sia attivo o il cliente si rivolga ad altri 12

14 terminali e 1 nel caso il cliente soddisfi tutta la propria domanda su quel terminale attivo. Il modello di facility location risponde quindi alle necessità derivanti da un processo di scelta di un sito ottimale per la realizzazione di un terminale intermodale in termini di sola efficienza tecnico-economica. La procedura di applicazione del modello è la seguente: 1. Costruzione del grafo della rete di trasporto su strada per l area da esaminare; 2. Individuazione sul grafo dei nodi di origine/destinazione della domanda e quantificazione delle domanda futura; 3. Individuazione dei possibili siti per l attivazione di un terminale intermodale e definizione delle loro caratteristiche (capacità e costo di attivazione); 4. Applicazione del modello ed analisi dei risultati. Si noti come al terzo punto, la scelta dei possibili siti deriverà da indicazioni emerse dagli operatori o dai responsabili pubblici circa l esistenza di siti sui quali esiste un effettiva disponibilità di spazio ed è possibile definire a priori le caratteristiche in termini di costo e capacità analizzando ad esempio delle proposte progettuali. In questo senso il modello si configura proprio come una procedura di scelta tra progetti alternativi ma permette anche di valutare la pertinenza economica di più siti contemporaneamente. La costruzione del grafo della rete di trasporto serve per calcolare, una volta definiti i nodi di origine/destinazione (centroidi) ed i possibili siti, la matrice dei costi di allocazione clienti/terminali, secondo le classiche funzioni di costo su strada. La stima del vettore di domanda, sia attuale che futuro, deriva generalmente da indagini campionarie di tipo statistico e dall applicazione di modelli di previsione della domanda merci che tengano in considerazione le possibili scelte modali in funzione delle tipologie di produzione e trasporto. Entrambi questi strumenti risultano in generale poco sviluppati ad un livello molto disaggregato quale è quello richiesto dal problema in esame. Costruita dunque la matrice dei costi clienti/terminali e noto il vettore di domanda e le caratteristiche dei diversi siti (costo e capacità) è possibile applicare il modello di facility location attraverso il risolutore lineare del foglio di calcolo Microsoft Excel. Il risultato dell applicazione del modello è la ripartizione ottimale della domanda sui diversi siti: il modello attiva un numero di siti sufficienti a soddisfare l intera domanda, sotto il vincolo di capacità massima di ciascun sito, e minimizzando il costo totale di accesso e di costruzione dei diversi impianti. 13

15 Il modello fornisce quindi una classificazione delle ipotesi progettuali secondo un criterio di efficienza tecnico-economica. Risulta evidente che la scelta di dove ubicare un terminale intermodale non possa derivare unicamente da considerazioni di ordine tecnico economico, anche se appare importante sottolineare come il criterio di efficienza economica sia comunque da considerarsi criterio guida, in quanto conditio sine qua non per lo sviluppo del trasporto combinato e di conseguenza per il miglioramento delle prestazioni ambientali del trasporto terrestre delle merci. In maniera complementare verranno infatti presi in considerazione altri criteri che possono riassumersi nelle seguenti definizioni: L impatto ambientale dell opera; L impatto sulla rete de trasporti; L inserimento urbanistico e territoriale; Le considerazioni socio-politiche. La procedura che a questo proposito meglio si presta per una valutazione globale delle alternative localizzative in base ai vari criteri sopra enunciati, è rappresentata dall analisi multicriteria che, attraverso differenti pesi per ogni criterio stabiliti in accordo con il decisore politico, permette di classificare ulteriormente le differenti alternative e giungere ad una scelta finale del sito. Lo schema di figura 7 illustra il procedimento metodologico adottato, mettendo in risalto il contributo del modello di facility location a questo tipo di approccio. Esso permette infatti di classificare prima di tutto le varie alternative progettuali secondo un criterio di vantaggio economico, come rappresentato nel diagramma di flusso arancione. Allo stesso tempo, nota, grazie all applicazione del modello, la ripartizione ottimale dei flussi, risulta possibile stimare attraverso l assegnazione sul grafo, il flusso sugli archi che compongono la rete di trasporto, valutando in questo modo l impatto sulla rete dei trasporti derivante dall attivazione dei diversi siti (diagramma di flusso verde). Questo risultato appare inoltre di notevole importanza per lo svolgimento delle valutazioni di impatto ambientale che non devono prendere in considerazione solamente l impatto derivante dalla costruzione del sito sull ambiente, bensì anche l impatto ambientale risultante dai traffici generati e attratti dall impianto. 14

16 RETE DI TRASPORTO MATRICE DEI COSTI STUDIO DELLA DOMANDA IPOTESI DI PROGETTO MODELLO DI FACILITY LOCATION Flussi sugli archi Ripartizione ottimale della domanda Impatto ambientale Impatto sulla rete dei trasporti Vantaggio economico Considerazioni socio-politiche Inserimento urbanistico e territoriale ANALISI MULTICRITERIA SCELTA DEL SITO Figura 7: Schema logico del procedimento di scelta della localizzazione ottimale Applicazione del modello alla regione di Lione Il modello di facility location è stato applicato in maniera progettuale al caso della 15

17 regione di Lione per valutare quale fosse il sito più pertinente per la realizzazione di un terminale intermodale. Le differenti alternative con le rispettive caratteristiche in termini di capacità e costo d investimento sono riportate nella tabella 5. ID Località Superficie Costo Proprietà Capacità TC (M ) del prevista(uti/anno) (ettari) terreno 1 Satolas et Bonce Privato Les 4 Chenes Privato Venissieux triage RFF Chasse sur Rhône RFF Les Fromentaux Statale Tabella 5: Identificazione dei siti disponibili in Rhône-Alpes con relative caratteristiche di capacità e di costo La quantificazione della domanda attuale, in assenza di indicazioni precise fornite dagli operatori, è stata stimata attraverso l elaborazione dei dati statistici forniti dalla base dati SITRAM/TRM del Ministero dei Trasporti francese, che ha permesso di localizzare sul grafo le zone di origine /destinazione della merce e la quantità trasportata. Attraverso l ausilio di software di assegnazione trasportistica in base GIS (Transcad ) è stato dunque possibile costruire il grafo della rete di trasporto riportato in figura 8 e calcolare così la matrice dei costi di allocazione clienti/terminali richiesta dal modello di facility location. 16

18 Figura 8: Il grafo della rete di trasporto tra clienti e terminali nella regione lionese L applicazione del modello ha permesso innanzitutto di classificare le diverse alternative in base al criterio di minimizzazione del solo costo di accesso stradale, come riportato in tabella 6. Terminale Costo totale annuale di accesso/egresso Satolas et Bonce Les 4 Chenes Vénissieux Les Fromentaux Chasse sur Rhône Tabella 6. Classificazione delle alternative sulla base del costo di accesso su strada Successive elaborazioni hanno permesso di determinare quale fosse la combinazione ottimale di terminali nel caso in cui la domanda eccedesse la capacità di un singolo sito, tale risultato è riportato in tabella 7. 17

19 Vénissieux Satolas et Bonce Satolas et Bonce+Les Fromentaux Satolas et Bonce+Les Fromentaux+Vénissieux Satolas et Bonce+Les Fromentaux+Vénissieux+Chasse sur Rhône Tabella 7. Combinazione ottimale di terminali al crescere della domanda da servire Il modello ha permesso inoltre di valutare l impatto sulla rete dei trasporti, in termini di aumento dei flussi di traffico, derivante dall attivazione di uno o più siti, fornendo un ulteriore contributo agli elementi di valutazione da sottoporre al decisore pubblico La progettazione All interno delle piattaforme intermodali l interporto rappresenta il sistema più complesso: il suo inserimento in un ambito territoriale causa delle ricadute dirette ed indirette sul territorio stesso e su quelli limitrofi, dovute ad esempio dalla riorganizzazione delle opere infrastrutturali necessarie per l accessibilità all infrastruttura o all incremento dei flussi veicolari da e verso l impianto. 18

20 Nella tabella 8 sono riportati i principali obiettivi interessati dalla costruzione di un interporto nei differenti settori. Tabella 8: le innovazioni e gli obiettivi multisettoriali apportai da un interporto 19

21 Vista la complessità di una struttura come l interporto, è fondamentale che la sua costruzione sia preceduta da una progettazione accurata; essa può essere schematizzata (figura 9) secondo tre grandi fasi progettuali: la prima di analisi tecnico economica per valutare la fattibilità di una struttura di tale portata, la seconda di stesura di un progetto di massima, la terza riguardante la progettazione esecutiva volta alla realizzazione delle infrastrutture e degli edifici necessari. Figura 9: Fasi esecutive della progettazione e costruzione di un interporto 20

22 Per quanto riguarda i fattori che influenzano la localizzazione di una piattaforma intermodale essi si possono suddividere in tre gruppi principali: o geografico-infrastrutturali, riguardanti le difficoltà che si potrebbero avere per consentire il collegamento dell impianto alla rete infrastrutturale. o economico-finanziari: la costruzione di un interporto ha come obiettivo principale quello di ridurre i costi del trasporto riuscendo a migliorare il servizio offerto al cliente, così da aumentare la competitività delle aziende. o politico-strategici: una buona pianificazione infrastrutturale può avere ricadute economiche notevoli sulle aree interessate da nuove opere o da una riorganizzazione di quelle esistenti. Le ricadute economico sociali che si possono avere su un territorio dall inserimento di una infrastruttura intermodale sono molteplici e vengono schematizzate nella figura 10 che mostra l interporto come una struttura in grado di sviluppare effetti centrifughi e centripeti nelle aree limitrofe la sua ubicazione. Figura 10: Effetti centripeti e centrifughi sulle infrastrutture interportuali 21

23 2.4. Il dimensionamento Il dimensionamento di una piattaforma intermodale avviene, come precedentemente descritto, a valle di una fase di analisi approfondita del contesto economico e territoriale in cui si vuole inserire la struttura. La fase di progettazione deve tenere conto di una domanda di trasporto potenziale da soddisfare e della disponibilità di terreni su cui costruire, oltre a possibili ampliamenti futuri dell impianto. La potenzialità, o capacità, di un terminal, espressa in UTI movimentabili annualmente, è funzione di tre fattori principali: le infrastrutture presenti al suo interno, le attrezzature per la movimentazione delle unità di carico in suo possesso e dall organizzazione operativa dell impianto. Per poter arrivare ad un giusto dimensionamento di un interporto bisogna inizialmente definire quali sono le parti o zone che vanno a comporre l infrastruttura: 1. Zona del terminal intermodale 2. Zona dei magazzini generali 3. Zona doganale 4. Zona per centro direzionale 5. Zona per impianti per la logistica 6. Zona per il terminal container 7. Zone per l assistenza alle persone ed ai veicoli 8. Zone riservate alla viabilità ad ai parcheggi 9. Zone vincolate e di rispetto Gli indicatori caratteristici Per poter valutare il giusto dimensionamento delle singole zone e controllare l operatività dei differenti impianti si sono individuati alcuni indicatori che possono essere suddivisi in quattro categorie principali o Indici di ripartizione, servono a suddividere le singole zone in funzione dei servizi da svolgere nell impianto; 22

24 o Indici di specializzazione, indicano la ripartizione del traffico a seconda dei vari sistemi di trasporto, ed evidenziano la funzione di magazzinaggio ; o Indicatori di utilizzazione, indicano il livello di utilizzo degli impianti e delle attrezzature; 23

25 o Indici di produttività, individuano l attività dei mezzi e del personale Il terminal intermodale La potenzialità di un terminal è strettamente legata alla sua produttività, e quindi al numero di treni gestibili giornalmente, che dipende dalle sue variabili infrastrutturali, ma anche dalla capacità di gestione delle risorse umane e delle informazioni riguardanti le merci circolanti nel terminal. In media si calcola che su ogni binario si riescono a lavorare 3 coppie di treni al giorno, mentre le unità di movimentazione riescono a fare circa movimenti anno circa 37 al giorno. I tre fattori influenzanti la potenzialità di un terminal, appena citati, possono essere più ampiamente descritti secondo il seguente lista (Dalla Chiara): o numero e capacità del gate di ingresso, o ore/giorno ore/anno di attività, o numero e lunghezza binari, o tipologia di UTI, o numero di addetti, o tipologia mezzi di trasporto e movimentazione, o tempo medio per operazioni di carico e scarico, o distribuzione giornaliera degli arrivi /partenza dei treni, o tempo medio di un ciclo di movimentazione dei un convoglio, o aree adibite a deposito UTI, o modo di gestione dei contenitori vuoti, o tempo medio di sosta di un contenitore, o coefficiente di efficienza del terminal, inteso come il rapporto tre UTI movimentate e quello teorico. 24

26 Nella tabella 9 vengono riportate le principali differenze di carattere progettuale che suddividono la famiglia dei terminal in piccoli, medi e grandi. TERMINAL PICCOLI MEDI GRANDI Potenzialità 70/80 UTI giorno 140/150 UTI giorno Oltre 250 UTI giorno Mezzi in movimento Lunghezza binari operativi Superficie indicativa Altro - 1 gru a portale da 10 vie - 1 / 2 gru semoventi con con portata di 40t con di 1 gru semovente con portata di 30-40t dotate spreader automatico portata di 30t dotata di di spreader - 1 gru a portale a 6 vie spreader - 1 carrello semovente con con portata da 30t e portata da 20t spreader automatico 250 m 400 m > 550 m m m 2 > m 2 - Trattore e rampa di raccordo per - Capacità deposito 2000 movimentazione container semirimorchi - Vari fabbricati ed uffici - Fabbricato uffici Tabella 9: La suddivisione dimensionale dei terminal Nelle figure 11, 12 e 13 sono riportati degli schemi esplicativi dei terminal appena descritti. Figura 11: Schema di un terminal di piccole dimensioni servito da semovente frontale 25

27 Figura 12: Schema di un terminal di medie dimensioni servito da transtainer Figura 13: Schema di un terminal di grandi dimensioni 26

28 Con il termine lunghezza dei binari operativi s intende la parte di binario in cui si possono compiere le operazioni con le gru; questo dato determina la potenzialità di un terminal come capacità di ricezione di moduli ferroviari. Il valore di 550 m per la lunghezza dei binari operativi nei terminal grandi rispecchia il valore massimo ammesso per il modulo ferroviario in Italia che è appunto di 550 m sulle linee principali, gli standard europei prevedono di portare i futuri treni merci a 750 m. Per questo, secondo l European Intermodal Association, gli attuali requisiti progettuali minimi per la costruzione di un terminal intermodale sono quelli riportati in tabella 10. Requisiti progettuali Dimensioni Lunghezza binari operativi (rettilinei) 700 m Numero binari operativi 2 Lunghezza totale dei binari operativi 1400 m Coefficiente di dotazione infrastrutturale 30 m 2 /m di binario operativo Superficie minima richiesta m 2 Tabella 10: Modulo standard di un terminal intermodale (fonte EIA) Secondo le ultime teorie progettuali, il modo migliore per dimensionare un terminal intermodale si basa sulla definizione di moduli costruttivi che vadano a soddisfare le domanda potenziale prevista ed i requisiti minimi richiesti. Normalmente un modulo ferroviario è costituito da 2 binari operativi o per multipli di due qualora lo richieda la domanda prevista, questa configurazione è la migliore qualora si intendano utilizzare gru semoventi gommate che possono lavorare posizionandosi tra i due binari. Nel caso si preveda l utilizzo di gru a portale su gomma o rotaia (transtainer), si possono ipotizzare moduli ferroviari costituiti da 3 o 4 binari. Inizialmente si utilizzavano gru con una luce del portale tra i 40 e 50 m, ultimamente si preferisce utilizzare unità con luce non superiore a 30 m che consentono di avere una maggiore flessibilità d esercizio. 27

29 Figura 14 : Esempio di gru a portale Anche il terminal intermodale può essere suddiviso secondo le differenti zone che lo compongono: o zona binari o zone deposito container o zone per la circolazione dei veicoli stradali e delle unità di movimentazione Per quanto riguarda il dimensionamento del terminal esso deve basarsi sia sulle norme FS per la parte ferroviaria sia sui volumi di traffico e le attrezzature previste. Per quanto riguarda i binari, all interno di un terminal intermodale se ne possono individuare tre tipologie a seconda delle funzioni espletate: operativi, di sosta e manovra, di presa e consegna. I binari operativi, detti anche sotto gru, possono essere suddivisi a loro volta in passanti o tronchi, i binari passanti vengono usati qualora siano disponibili raccordi ferroviari alle due estremità del terminal e consentono una gestione flessibile del terminal, consentono di introdurre il treno con il locomotore in testa, mentre in quelli tronchi il locomotore è costretto a spingere. 28

30 Figura 15 : Binari a raso nell interporto di Novara Per poter valutare il numero di binari operativi necessari ad un terminal in progettazione, si parte dal volume di UTI potenzialmente lavorabili dall impianto. T = g D c k Dove: T, rappresenta il numero di coppie di treni che giornalmente transitano sui binari per le operazioni di carico e scarico (CTR); D, è la domanda potenziale annua di UTI (UTI/anno); g, è il numero di giorni lavorativi annui (circa 275); c, è il numero di carri che compongono un treno (in media 21); k, è il coefficiente di riempimento dei carri ferroviari (in media 1 carro=1,4 UTI). Una volta individuate le coppie di treni che giornalmente transitano nel terminal, si può passare all individuazione del numero di binari operativi (b o ) necessari per soddisfare tale volume di traffico. b = 0 T d Dove con d si indica il coefficiente di dinamicità, questo valore è direttamente 29

31 correlato al tipo di gestione del terminal. Tale gestione può essere di tipo statica o dinamica; la gestione statica del terminal prevede un valore di d = 1, che significa che giornalmente ogni binario movimenta una sola coppia di treni: il treno entra la mattina e viene scaricato quindi rimane tutto il giorno in sosta sul binario per essere caricato la sera per la partenza. Questo sistema di gestione se da una parte ha un livello di complessità bassissimo dall altra è ovviamente il meno produttivo. La gestione dinamica, invece, aumenta il coefficiente di produttività del terminal, basandosi sul concetto che, giornalmente, su di uno stesso binario, si possono alternare più coppie di treni. Questo tipo di gestione del terminal intermodale prevede la costruzione di binari di sosta dove far sostare i treni non soggetti ad operazioni di carico/scarico, questa condizione è quella necessaria affinché si abbia d>1 I binari di sosta e manovra sono utilizzati, come appena descritto, per effettuare la rotazione e scomposizione dei carri ed il loro ricovero liberando i binari operativi durante il giorno. Il numero di binari di sosta e manovra b sm dipende dal regime di gestione dinamica del terminal b sm = db0 b0 = b0 ( d 1) dove con b 0 si intendono i binari operativi e con d il coefficiente di dinamicità. I binari di presa e consegna, normalmente raggruppati a fasci a monte dei binari operativi, servono per consentire una sosta tecnica in partenza ed arrivo per effettuare le operazioni di controllo del carico e della relativa documentazione e la manovra per il cambio dei locomotori diesel/elettrico. L individuazione del giusto numero di binari di presa e consegna necessari ad un terminal è legata ai diagrammi orari di estrazione dei treni in partenza ed immissione di quelli in arrivo, e delle operazioni di manovra tra binari di sosta e operativi. La loro lunghezza deve essere tale da consentire l ingresso di treni blocco tra i 700 e i 750 m (In Italia 550m).Il numero di tali binari può essere ridotto qualora nelle vicinanze del terminal vi sia una stazione ferroviaria con binari che possano assolvere le mansioni dei binari di presa e consegna. 30

32 Figura 16: Fascio di binari dell interporto di Novara Nelle figure successive vengono riportati alcuni schemi di terminal intermodali differenziati a seconda della diversa disposizione dei binari, Figura 17: Schema di terminal con fascio di presa in serie 31

33 Lo schema in figura 16 viene adottato soprattutto per impianti di piccole dimensioni che, per motivi di economicità, hanno attrezzature per la movimentazione con carico laterale o frontale, e non possiedono grandi aree per le funzioni operative. Figura 18: Schema di terminal con binari esterni all area di manovra Lo schema successivo, con l uso di binari centrali, prevede la realizzazione dei binari a raso con controrotaia per consentire la movimentazione dei mezzi gommati. 32

34 Figura 19: Schema di terminal con disposizione centrale dei binari Esempio 1 Ipotizzando una domanda annua di UTI da movimentare all interno del terminal intermodale, si arriva ad avere una domanda giornaliera di circa 360 UTI. Per soddisfare tale domanda sono necessarie 13 CTR giorno, supponendo un coefficiente di dinamicità di 3 CTR/binario si arriva a calcolare un fabbisogno di 5 binari operativi, con 3 binari di sosta e manovra. Il coefficiente di dinamicità è strettamente correlato con le attrezzature per la movimentazione delle UTI ipotizzate durante la fase di progettazione. Infatti, mentre una gru frontale riesce in media ad effettuare 15 tiri l ora, una gru a portale riesce ad arrivare a 20 tiri all ora. Ovviamente la scelta di un tipo di attrezzatura, variando il tempo di scarico-carico del treno, influisce sul numero di coppie di treni lavorabili su ogni binario operativo e quindi anche sul numero di binari di cui ha bisogno il terminal intermodale. Come visto, la scelta delle attrezzature di movimentazione influisce sotto vari aspetti 33

35 nel dimensionamento di un terminal intermodale. Nelle figure 20 e 21 sono riportati degli schemi riguardanti gli spazi richiesti in terminal intermodali serviti da gru semoventi frontali e da gru a portale. Figura 20: Schema di una zona binari servita da gru semovente frontale Figura 21: Schema di una zona binari servita da gru a portale Per quanto riguarda un modulo costruttivo base di un terminal intermodale che prevede l utilizzo di gru semoventi frontali (EIA cfr. tabella 11), esso è composto da un area di m 2 (800m x 50m), con 2 binari operativi da 700m ciascuno; la produttività di un modulo di questo tipo è riportata in tabella in funzione del coefficiente di dinamicità 34

36 utilizzato all interno del terminal, nella tabella sono riportate le potenzialità del modulo a seconda che si consideri la composizione media di un treno (21 carri) e la capacità massima di un binario operativo (35 carri), questo secondo dato tende ad individuare la massima produttività raggiungibile dal modulo intermodale. Coeff. di dinamicità (d) CTR/anno UTI/anno 21 carri carri Tabella 11: Potenzialità di un modulo base di terminal intermodale con gru semoventi frontali I moduli base che, invece, prevedono l impiego di gru a portale, si differenziano a secondo che la gru si costruita con o senza ali Figura 22: Gru a portale con o senza ali o con due ali, si prevedono 6/7 corsie fra i montanti di cui 3 binari e tre per il deposito di UTI, esternamente ci sono due corsie per i veicoli stradali (circa m 2, 800m x 40m); o senza ali, 7/8 corsie 3/4 per i binari, 3/4 per deposito UTI e 1 corsia per i veicoli stradali Valutazione della produttività Per poter valutare la produttività di un terminal intermodale, oltre agli indicatori elencati precedentemente, si utilizzano altri due indicatori (Ercolani, 2001): 35

37 I f indice di max produttività ferroviaria = max n UTI anno / m tot binari operativi I a indice di max produttività dell area = max n UTI anno / m 2 superficie In figura 23 viene riportato il grafico con gli indicatori calcolati per un modulo base di un terminal intermodale gestito in modo statico; si vengono ad individuare quattro aree che indicano differenti situazioni di operatività del terminal, evidenziando le eventuali carenze strutturali o infrastrutturali. I f carenza di binari carenza di binari e di superficie 23 quadrante di equilibrio carenza di superficie 0,8 Figura 23: Grafico produttività di un modulo intermodale base I a Passando da una gestione statica ad una dinamica del terminal, l area di equilibrio aumenta come riportato nella figura successiva. 100 I 90 f I a d = 1 d = 2 d = 3 d = 4 Figura 24: Confronto fra gestione statica e dinamica 36

38 Un altro indicatore utile per una veloce valutazione di un terminal intermodale è: Indicatore di dotazione infrastrutturale = superficie. tot / lungh. Binari operativi Mediamente per il modulo base tale indicatore ha un valore pari a 30 m Le aree di deposito Nel paragrafo precedente si è visto come, all interno della zona intermodale, sia prevista un area per la sosta delle unità di carico. Questa zona, però, è puramente operativa e cioè vi vengono depositate solo quelle unità di trasporto che devono subire una movimentazione (scarico-carico) in un breve lasso di tempo. Per tutte le unità per le quali è prevista una sosta più lunga si devono progettare aree di stoccaggio apposite. La capacità di tali aree dipende in maniera fondamentale dalle unità di carico da stoccare e dalle macchine utilizzate nella loro movimentazione ed eventuale impilazione. Le aree di stoccaggio per i container sono prevalentemente all aperto mentre per le altre unità di trasporto, in funzione della merce che trasportano, possono essere previste anche delle aree con coperture o completamente chiuse. I container essendo impilabili consentono una resa dell area destinata allo stoccaggio maggiore rispetto alle altre unità di carico. Considerando un area di superficie di un ettaro, secondo le unità di movimentazione utilizzate si può avere lo stoccaggio del numero di container riportato in tabella 12. Gru a portale Gru a cavaliere Gru frontali 1 livello livelli livelli Tabella 12: Numero di container stoccabili per ettaro di deposito Per effettuare il dimensionamento dell area di stoccaggio di container si può utilizzare la seguente equazione (Sartor, 1997), attraverso la quali si può arrivare a definire la massima capacità di un area destinata a stoccaggio container o il fabbisogno di aree per soddisfare una domanda potenziale. 37

39 C = N h s t p g - C Capacità del deposito espressa in n UTI in un periodo di riferimento; - N numero di piazzole per container sul piazzale; - h è il grado medio di sovrapposizioni; e equivale all altezza media dei contenitori impilabili; - s coefficiente di sottoutilizzo dell area di stoccaggio; individua la quota di spazio del deposito, non utilizzabile come deposito, adibita alle operazioni di movimentazione dei contenitori per poter raggiungere determinati contenitori stoccati; - g numero di giorni che compongono il periodo di analisi - t tempo medio di sosta espresso in giorni di giacenza dei contenitori presso il terminal (dwell time), è un dato fondamentale per il dimensionamento di un terminal; - p fattore di picco rappresenta, in un periodo di riferimento, il rapporto tra il flusso di contenitori avuto ed il valore medio sul periodo; Di norma l utilizzo di un terminal si considera ottimale quando si raggiunge il 60-65% della capacità totale; quando si supera il 70% della capacità si possono cominciare ad avere casi di congestione all interno del terminal. I fattori che maggiormente influenzano la capacità dell area di stoccaggio sono il tempo medio di permanenza all interno del terminal (g), ed il coefficiente di sottoutilizzo (s) che è direttamente correlato al tipo di unità di movimentazione scelta, sicuramente in fase di progettazione è più difficile da definire il fattore di picco, per un terminale in progettazione tale valore lo si può eventualmente stimare rispetto a dati di altri terminal delle stesse dimensioni in esercizio da più tempo. In figura 25 viene riportato uno schema della disposizione dei container in un area di stoccaggio servita da una gru a portale su gomma, una gru di questo tipo consente in media di impilare fino a 6 container con la possibilità di disporli anche su 8 file, più la corsia per i veicoli da trasporto. Una gru su rotaia, invece riesce ad arrivare ad impilare fino a 7 container su sette file, compresa la corsia di servizio. 38

40 Figura 25:Disposizione container in un area servita da gru su gomma Se il piazzale di deposito è servito da gru a cavaliere (straddle carrier), la disposizione dei container segue quella riportata nelle figure 26 e 27; questi mezzi arrivano ad impilare fino a 4 container. Figura 26: Visuale di un area di stoccaggio servita da gru a cavaliere 39

41 Figura 27: Disposizione dei container in un piazzale servito da gru a cavaliere Per quanto riguarda i piazzali serviti da gru frontali una ipotesi di disposizione è fornita dalla figura 28, dove come misura fondamentale si ha quella che consente di manovrare fra le due file di container, mentre la lunghezza delle file è funzione delle caratteristiche tecniche ed organizzative del piazzale. Figura28 : Disposizione di un piazzale servito da gru frontali 40

42 Figura 29: Esempio di gru frontale In figura 30 vengono riportate differenti sezioni di aree di stoccaggio servite da differenti unità di movimentazione; nelle sezioni A, B, e C la macchina di movimentazione è sempre una gru a cavaliere differenziandosi solo per la densità di stoccaggio e di operatività del piazzale (in A è consentito l accesso a trattori stradali). Nell esempio D la macchina è una gru a presa laterale, mentre in E ed F il mezzo è la gru frontale, l esempio G prevede l utilizzo di un Fork Lift. Per quanto riguarda lo stoccaggio delle UTI non impilabili ( casse mobili o pallet), il dimensionamento delle aree a loro destinate è funzione della domanda prevista. 41

43 Figura 30: Differenti sezioni di deposito servite da differenti mezzi di movimentazione 42

44 Le zone per i parcheggi In linea di massima si può effettuare una divisione delle aree di sosta a seconda che siano previste per le autovetture o per i veicoli commerciali. Per poter dimensionare il numero di parcheggi necessari alle autovetture bisogna far riferimento non solo al numero di persone che come dipendenti o addetti che si prevede graviteranno nell impianto, ma anche al collocamento dell impianto rispetto ai centri abitati ed alla presenza di trasporto pubblico per i collegamenti. Nella tabella successiva viene riportato un dato indicativo del numero di stalli necessari a seconda degli addetti e della superficie coperta prevista (Dalla Chiara) Superficie coperta n addetti/posto auto < 250 m > 250 < 400m 2 3 > 400 <1000 m > 1000 m 2 4 Tabella 13: Relazione tra numero di addetti e superficie coperta In media si valutano necessari 16,5-19,8 m 2 di parcheggio per addetto, nella figura 31 vengono riportati differenti schemi dispositivi dei parcheggi per vetture private. Per quanto riguarda i parcheggi per i veicoli commerciali in figura 32 vengono riportati alcuni schemi dimensionali per tali veicoli, in media si ipotizza un ingombro di m 2 per veicolo. Per ognuno di questi si riportano (tabella 14) le superfici necessarie e le capacità. I parcheggi non sono esclusivamente per le sosta dei veicoli ma possono essere anche per operazioni quali dogana, assistenza ecc., quindi, nella loro ubicazione all interno dell impianto, si deveno anche considerare le motivazioni della sosta. 43

45 Figura 31: Differenti disposizioni di stalli per parcheggi di autoveicoli 44

46 A B C Figura 32: Schemi di parcheggi per veicoli commerciali Caso A Parcheggi a 90 Caso B Parcheggi a 25 Caso C Sup. Totale (m 2 ) N posti parcheggio Sup. Posti (m 2 ) L = 100 m L = 200 m L = 100 m L = 200 m L = 100 m L = 200 m ,6 104, , Parcheggi a 45 Tabella 14: Differenti dimensionamenti di parcheggi per veicoli commerciali 45

47 2.5 L impatto ambientale nel caso degli interporti Il criterio ambientale ha assunto un importanza strategica nella definizione e valutazione degli interventi infrastrutturali, soprattutto se relativi ai trasporti, a causa delle numerose esternalità prodotte dal fenomeno del trasporto sull ambiente naturale e della necessità di salvaguardare i pochi contesti naturali rimasti intatti in un territorio fortemente antropizzato. La definizione di una metodologia per lo studio di impatto ambientale (SIA) o per la sua valutazione (VIA), esula dagli obiettivi di questo lavoro, vista la complessità dell analisi e la specificità disciplinare per la determinazione di ogni parametro che richiederebbe competenze chimiche, biologiche, geologiche, ecc Nonostante questo sembra utile introdurre in maniera sintetica l analisi ambientale in riferimento alla scelta di localizzare un terminale intermodale, essendo questa un criterio guida sia per la determinazione dei siti, sia per la scelta finale. L analisi ambientale è un analisi di tipo sistemico che ha per obiettivo quello di valutare il grado di sensibilità e di vulnerabilità di un determinato territorio, attraverso strumenti operativi propri quali gli indicatori, le carte di compatibilità, o l analisi multicriteria. Gli indicatori permettono di valutare in maniera globale e sintetica l influenza di più parametri relativi a diversi sistemi ambientali; si riporta nella tabella sottostante a titolo d esempio la determinazione di un indicatore di vulnerabilità idrogeologica alle unità di terre, il Land Capability Classification (LCC) (Bettini 1995). LCC Profondità della Profondità del Tessitura Substrato Drenaggio Vulnerabilità falda suolo 3 ALTA <100 cm <100 cm molto sottili, sottili e moderatamente profondi 2 MEDIA cm cm profondi 1 - BASSA >150 cm >150 cm molto profondi Grossolana o Ghiaioso, Rapido e moderatamente grossolana. S, SF, FS gross., FS, FS fine ghiaioso sabbioso mediocre Media. FS Sabbioso Mediocre e molto fine, F, FL, L limoso, sabbioso argilloso lento Moderatamente Limoso, Molto lento e fine, fine argilloso impedito Tabella 15: Indicatori di vulnerabilità idrogeologica alle unità di terre (fonte Bettini 1995) 46