Tecnologie per la mitigazione: materiali GREEN Francesco Ferrini, Dip. di Scienze delle Produzioni Agroalimentari e dell Ambiente Modena 11 aprile

Transcript

1 Tecnologie per la mitigazione: materiali GREEN Francesco Ferrini, Dip. di Scienze delle Produzioni Agroalimentari e dell Ambiente Modena 11 aprile 2014

2 Macroscala: Problematiche connesse al climate change Mesoscala: Pianificazione strategica delle aree verdi Microscala: Pocket gardens, Tetti verdi, Pareti verdi, ecc.

3 MICROSCALA: forestazione urbana su parcheggi, piste ciclabili, ecc. - > forestazione urbana su parcheggi, strade e piste ciclabili - > proge7azione degli spazi verdi

4 MICROSCALA: Pocket gardens, TeB verdi, PareD verdi, ecc. uso di accessori dell archite7ura (te= verdi, pare> verdi, por>ca> ) uso di materiali con alto albedo (>po e colore)

5 Miglioramento del microclima Regolazione della temperatura Il processo traspirativo delle piante assorbe calore Un ettaro di vegetazione traspira litri d'acqua in un giorno soleggiato d'estate

6 Miglioramento del microclima 800 m2 di terreno con una copertura vegetale pari al 30% della superficie assorbono attraverso il processo di traspirazione circa 1.2 milioni di Kcal che altrimenti sarebbero cedute all'ambiente. Questa quantità di energia è sufficiente a condizionare, in estate, per 12 ore al giorno, due case di medie dimensioni

7 Il risparmio energetico riduce l emissione degli impianti La minor velocità del vento riduce l infiltrazione di aria La traspirazione delle piante rinfresca l atmosfera L ombreggiamento riduce l irraggiamento diretto sui palazzi Da Mc Pherson, 2005 L ombreggiamento delle pavimentazioni riduce l effetto isola di calore urbana sulla produzione di ozono

8 Dimensione delle aree verdi Tipologia di verde Specie udlizzate Ø Temperatura nelle vicinanze Ø Temperatura nella cifà Ø Temperature negli edifici (consumi energedci) Ø Mobilità sostenibile Ø Ø EffeB sulla salute umana e sull ambiente

9 Selezione del materiale vegetale per i nuovi impianti

10 Le domande sulla selezione del materiale vegetale in uno scenario di global change Ø Quali alberi sono più adatti per fronteggiare il global change? Ø Quali alberi dovrebbero essere piantati per trarre vantaggio dall aumento della concentrazione di CO 2? Ø Quali specie native ed esotiche selezionate potranno meglio affrontare l aumento di temperatura previsto nei prossimi decenni? Qual è il significato di native ed esotiche Ø Può essere aumentata la naturale tolleranza di certe specie alla siccità mediante l impiego di adeguate e migliorate tecniche gestione? Ø Come cambieranno le interazioni tra le specie?

11 COSA SI FA IN EUROPA

12 Street tree research Valutazione comparativa di nuove specie e cultivar per l ambiente urbano presso l Università di Wageningen Jelle A. Hiemstra Nursery Stock Research Unit, Lisse NL

13 Valutazione di cultivar per alberature stradali Inizio 1995 Cooperazione fra vivaisti ed utilizzatori Prime piantagioni nel 1997 Scopi Valutare nuove specie e cultivar per l ambiente urbano Disseminazione delle conoscenze vivasti utilizzatori

14 Valutazione comparativa di nuove specie e cultivar per l ambiente urbano presso l Università di Copenhagen

15 COSA SI FA IN ITALIA? Superficie a Pistoia ha) imprese Es. finanziamento alla ricerca 50 /anno/impresa /anno Superficie Lombardia >4000 ha) > 1000 imprese Es. finanziamento alla ricerca 50 /anno/impresa / anno

16 Tree Selection Perché piantare un albero qui? Crescerà secondo i nostri desiderata? C è spazio sufficiente per la sua crescita? Il clima è idoneo? Cambierà in futuro? Quali sono le caratteristiche del suolo? La radiazione solare è sufficiente/eccessiva? L albero può subire danni antropici? Qual è l albero migliore per il sito in relazione alle mie necessità

17 Selection Il problema Certi alberi crescono bene in ambiente urbano, così tendiamo ad usarli molto spesso.. risultato monocoltura od oligocoltura Potremmo provare specie/cultivar differenti, ma esse potrebbero dare scarsi risultati e, inoltre, nessun altro le ha mai testate....e specie alternative potrebbero essere difficili da trovare nei vivai nelle dimensioni e quantità necessarie Così piantiamo quello che sappiamo funzionerà, cioé quello che tutti gli altri piantano, perché è sicuro.questo è il modello a cui siamo più o meno legati al momento attuale

18 La soluzione: essere creativi Limitare un genere/specie <20% per un po di anni Mettere a punto una lista di specie alternative per ognuna delle specie più utilizzate Non limitarsi ad utilizzare solo una delle specie alternative altrimenti il problema si riproporrà in tempi brevi Tener in conto i potenziali parassiti delle specie/cultivar

19 Specie/cultivar attualmente più diffuse nei nostri ambienti Acer platanoides Platanus x acerifolia Acer pseudoplatanus Populus spp Aesculus hippocastanum Quercus spp. Celtis australis Robinia pseudoacacia Fraxinus excelsior Styphnolobium japonicum Ginkgo biloba Tilia cordata Liquidambar styraciflua Tilia x europaea Liriodendron tulipifera Tilia tomentosa Pawlonia tomentosa (imperialis) Ulmus spp.

20 Specie potenzialmente utilizzabili nei nostri ambienti per alberature stradali (1 a e 2 a grandezza) Acer buergerianum (crescita lenta) Nyssa sylvatica (crisi di trapianto, crescita lenta) Acer campestre (Queen Elizabeth) (crescita medio-lenta) Acer opalus (crescita media) Acer cappadocicum (crescita media, produce succhioni) Aesculus indica A. glabra (crescita media) Brachychiton populneus (crescita veloce) Corylus colurna (crescita media) Gleditsia triacanthos (alcune malattie, branche codominanti, crescita veloce) Ginkgo biloba (crescita medio-lenta) Gymnocladius dioicus (crescita media) Koelreuteria paniculata (crescita medio-veloce) Juglans nigra (crescita medio-veloce) Maclura pomifera (crescita veloce) Melia azedarach (crescita veloce) Phellodendron amurense (crescita media) Pistacia chinensis (crescita veloce) Pyrus calleryana (crescita medio-veloce) Quercus muehlenbergii (crescita mediolenta) Quercus shumardii (crescita medio-lenta) Quercus suber (crescita lenta) Robinia pseudoacacia (crescita veloce) Styphnolobium japonicum (crescita medioveloce) Tipuana tipu (crescita veloce) Ulmus parvifolia (tronchi codominanti, crescita veloce) Zelkova serrata (tronchi codominanti, (crescita medio- veloce)

21 STRATEGIE DI IMPIANTO E GESTIONE DEGLI ALBERI PER MASSIMIZZARE L EFFETTO CARBON SINK ü Incrementare il numero di alberi vitali ed in salute (> rimozione inquinan> e sequestro di CO 2 ) ü Mantenere la copertura di alberi esistente (man>ene l a7uale sequestro di carbonio e la rimozione di inquinan>) ü Mantenere alberi sani e di grande dimensione (ques> hanno > effe=/albero >) ü Piantare specie longeve ed usare il legno per prodo= permanen> (previene o pospone l emissione di C per decomposizione) ü Usare alberi che richiedono bassa manutenzione, ada= all ambiente urbano (ciò riduce l emissione dovuta alla ges>one dell albero). Da Nowak 2000, modificato 21

22 STRATEGIE DI IMPIANTO E GESTIONE DEGLI ALBERI PER MITIGARE IL GLOBAL (CLIMATE) CHANGE ü Minimizzare l uso di combus>bili fossili nella ges>one della vegetazione (riduce l emissione di inquinan>) ü Piantare gli alberi in zone dove possono essere >efficaci ü Piantare alberi nei parcheggi per ombreggiare le macchine (riduce l emissione di VOC dai veicoli) ü Fornire la quan>tà di acqua necessaria (aumenta la rimozione di inquinan> e riduce la temperatura dell aria) ü Evitare l uso di alberi sensibili all inquinamento (aumenta lo stato di salute) ü Piantare specie sempreverdi per ridurre il par>colato (rimozione durante tu7o l anno delle par>celle) Da Nowak 2002, modificato 22

23 } } } Il Pecan germoglia quando le case hanno ancora bisogno di radiazione solare Perde le foglie quando le case hanno ancora bisogno di AC Questo può costare fino a $20-30/casa in costi per H/C

24 24

25 Qualiviva - La qualità nella filiera florovivaistica nazionale attraverso l'utilizzo e la divulgazione delle schede varietali di un capitolato unico di appalto per le opere

26 IL PROGETTO SMARTURBAN 26

27 ProgeFo cofinanziato con fondi POR- CR eo FESR Linea d intervento 1.5.a- 1.6 BANDO UNICO R&S anno approvato con Decreto Dirigenziale n.6408 del 30/12/2011 PARTNER Ø Florinfo snc CAPOFILA Ø Netsens srl Ø Geosystems srl Ø Università degli Studi di Firenze DISPAA - Dipar>mento di Scienze delle Produzioni Agroalimentari e dell ambiente COORDINAMENTO SCIENTIFICO E PROJECT MANAGEMENT Alberto Giuntoli Studio Bellesi Giuntoli

28 OBIETTIVI DI SMARTURBAN REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA SOFTWARE PER LA PROGETTAZIONE DEGLI SPAZI URBANI OTTIMIZZAZIONE VIVIBILITÀ SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE Il sobware grazie a specifici algoritmi di calcolo e a un database con variabili inseribili dall'utente o tramite rete di sensori o GIS, perme7e di determinare le variazioni indo7e dalle scelte proge7uali di:.

29 COMFORT TERMICO Il progettista avrà a disposizione l opportunità sviluppare un servizio di progettazione che consentirà di effettuare le proprie scelte, non solo su base estetico-funzionale, ma anche e soprattutto in funzione di una consapevole conoscenza dei miglioramenti introdotti sull ambiente. Applicazione di INDICI BIOMETEOROLOGICI per la valutazione delle condizioni di benessere/disagio in conseguenza all andamento meteorologico. La percezione dell ambiente termico dipende dalla combinazione di molti parametri ATI Apparent Temperature Index Temperatura dell aria Umidità relativa Radiazione Velocità del vento UTCI Universal Thermal Climate Index Temperatura dell aria Temperatura media radiante Umidità relativa Radiazione Velocità del vento

30 COMFORT TERMICO A7raverso l applicazione di INDICI BIOMETEOROLOGICI avremo la valutazione di COMFORT dello spazio progefato Situazione a7uale Es: suolo nudo Applicazione INDICI BIOMETEO Valutazione COMFORT Disagio da calore intenso Idea proge7uale Applicazione INDICI BIOMETEO Valutazione COMFORT Benessere, assenza di disagio

31 CHIMICA DELL ARIA Gli inquinan> durante la loro dispersione in aria subiscono processi che determinano: } l innesco di trasformazioni chimiche dovute alla presenza contemporanea di sostanze capaci di reagire - processi di rea=vità chimica } il trasferimento delle sostanze inquinan> al suolo - processi di deposizione Dry deposition Meccanismo sempre presente di eliminazione di una parte dell inquinante, per trasferimento al suolo senza intervento dell acqua presente in atmosfera 31

32 } FASE 1: Analisi e sviluppo Analisi della le7eratura scien>fica internazionale sugli indici di comfort e di valutazione ambientale per realizzare un sistema complesso di informa>ca e ingegneria che consenta di valutare gli effe= del proge7o sui fa7ori che maggiormente influiscono sulla vivibilità e salubrità ambientale. } } FASE 2: progefazione del sistema Che prevede lo studio e lo sviluppo degli algoritmi necessari per le simulazioni e la realizzazione dei vari so7osistemi necessari all analisi dei vari indicatori prescel>. FASE 3: sviluppo dei protodpi e test Saranno eseguite simulazioni basate sui da> raccol> in si> pilota a cui seguiranno le fasi di validazione del sistema e le analisi ex post. } FASE 4: Test del sistema Perme7erà la simulazione dei cambiamen> impos> dalla proge7azione dello spazio urbano sui fa7ori micrometeorologici e sull inquinamento locale, quali ad es. indici di comfort e benessere, rimozione di inquinan> e CO2 da parte delle piante.

33 Il SOFTWARE perme7erà di determinare le variazioni di COMFORT TERMICO e del LIVELLO DEGLI AGENTI INQUINANTI indo7e dalle scelte proge7uali PROGETTISTI DI SPAZI ESTERNI PaesaggisD, architeb, ingegneri, agronomi, tecnici del verde, ecc. CHE POTRANNO DIMOSTRARE SU UNA BASE SCIENTIFICA IL VALORE DEL PROPRIO PROGETTO A QUALUNQUE SCALA TERRITORIALE ENTI PUBBLICI Amministrazioni locali CHE POSSONO RICHIEDERE NEI PROPRI REGOLAMENTI URBANISTICI IL RISPETTO DI STANDARD MINIMI IN TEMA DI COMFORT E AMBIENTE SU UNA BASE VALIDATA SCIENTIFICAMENTE

34

35 Effects of different pavements on growth and physiology of two shade tree species

36 Eﬀects of diﬀerent pavements on growth and physiology of two shade tree species

37