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Appendice 4 La banca dei modelli

Un sostanziale aiuto alla comunicazione tra i diversi soggetti implicati nella VIA potrebbe venire dalla creazione di una banca modelli, con i seguenti obiettivi:

1.  identificare e descrivere sinteticamente gli strumenti metodologici che vengono usati, nei diversi settori, per prevedere gli impatti (questi strumenti verranno indicati, d'ora in poi, come modelli);

2.  fornire informazioni sui limiti di applicabilità e sulla reperibilità di singoli modelli.

Alcuni tentativi in questo senso sono stati effettuati negli anni scorsi: va citato, in particolare, il manuale VIA del Ministero dell'Ambiente Olandese (Milieu-Effect Rapportage Prediction, in Environmental Impact Assessment, n. 17).

La difficoltà di ottenere un risultato soddisfacente risiede nel fatto che i modelli non sono definiti una volta per tutte, ma vengono continuamente rielaborati e adattati a situazioni diverse; inoltre gli esperti di settore hanno spesso una conoscenza limitata (anche nell'ambito della propria disciplina, a qualche particolare campo di indagine).

L'accezione di modelli qui utilizzata è estremamente ampia: può essere classificato come modello qualunque metodo di previsione e stima di impatti, purché si tratti di un metodo formalizzato, cioè documentabile e riproducibile. Rientrano in questa accezione non solo i modelli matematici, ma anche quelli fisici, come ad esempio la riproduzione in scala di un bacino idrico allo scopo di sperimentare diverse ipotesi di gestione delle acque, o la realizzazione di fotomontaggi allo scopo di stimare l'impatto visivo di un'opera.

Ciò che viene qui presentato è per ora poco più di una proposta metodologica (vedi anche Capitolo 9): si tratta di una scheda, articolata in una serie di voci che consentono di mettere in evidenza le caratteristiche fondamentali di un modello. La scheda è stata utilizzata per descrivere, a titolo di esempio, alcuni modelli di settore. Il risultato è l'embrione di una banca modelli informatizzata, che verrà via via alimentata (soprattutto) attraverso la schedatura dei modelli utilizzati negli studi di impatto che verranno sottoposti alla Regione. Si realizzerà così nel tempo uno strumento di consultazione sulle caratteristiche dei modelli di settore, a disposizione sia di chi effettua gli studi di impatto sia di chi li controlla o partecipa al processo decisionale.

Ogni scheda è articolata in 8 voci principali, (vedi Scheda tipo modelli) e qui di seguito commentate:

1. Settore: vengono indicate la componente ambientale cui si riferisce il modello ed eventuali ulteriori specificazioni.

2. Descrizione: viene indicata la denominazione (se esiste) e lo scopo del modello, una sua classificazione (ad esempio modello fisico o matematico e, nel caso di modello matematico, stazionario o dinamico), la scala territoriale a cui si applica, le variabili presenti, una descrizione sintetica della logica di funzionamento.

3. Input: vengono indicati i dati necessari in ingresso, con le rispettive unità di misura, modalità di rappresentazione, scale territoriali. Alcuni modelli richiedono che i dati, per essere realmente significativi, vengano raccolti con campagne opportunamente progettate (ad esempio, lungo un corso d'acqua da monte verso valle con una certa sequenza temporale): in tal caso vengono indicate le modalità di raccolta dei dati consigliate. Infine, vengono indicate le ipotesi di scenario, cioè il tipo di variabili esogene che è necessario fissare per poter utilizzare il modello.

4. Output: vengono indicati i risultati forniti in uscita, con le rispettive unità di misura, modalità di rappresentazione, scale territoriali. Viene inoltre indicata una stima dell'affidabilità dei risultati, in funzione dei parametri da cui può essere condizionata.

5. Limitazioni: vengono indicate le limitazioni del modello (ad esempio, aspetti non considerati o trattati in modo inadeguato, applicabilità limitata a determinati ambiti territoriali) e dell'eventuale software (ad esempio la dimensione massima o i tempi di esecuzione).

6. Software: vengono indicati la denominazione del software, la configurazione necessaria sia per l'hardware che per l'ambiente software, le caratteristiche della documentazione (ad esempio manuali in italiano), l'esistenza di software collegato (cioè la possibilità di comunicazione con altri programmi), la presenza di particolari utilità (ad esempio per l'elaborazione di serie temporali, per l'inserimento dei dati, per la creazione di grafici). Infine viene fornita una stima della facilità d'uso del software da parte di utenti non esperti di informatica.

7. Collegamenti: vengono indicati gli eventuali collegamenti sia con altri modelli (ad esempio un modello di diffusione di inquinanti potrebbe richiedere a monte un modello di generazione delle emissioni) che con indicatori di impatto.

8. Informazioni: vengono fornite informazioni relative alla bibliografia, alle disponibilità e alle modalità di acquisizione di eventuale software, e infine alle eventuali applicazioni del modello in casi simulati o reali.

Scheda tipo modelli

1 Settore

2 Descrizione
a denominazione
b scopo
c classificazione
d scala territoriale
e variabili del modello
f descrizione del funzionamento

3 Input
a tipo di dati
b modalità di rappresentazione
c scale
d modalità di raccolta dei dati
e ipotesi di scenario: 
  fisico-geografico
  economico-sociale

4 Output
a tipo di risultati
b modalità di rappresentazione
c scale
d affidabilità dei risultati

5 Limitazioni
a del modello
b del software

6 Software
a denominazione del software
b configurazione necessaria:
  hardware
  software
c livello della documentazione
d eventuale altro software collegato
e grafica e altre utilità
f facilità di uso (per utenti non informatici)

7 Collegamenti
a con altri modelli (a monte e a valle)
b tra output del modello e indicatori

8 Informazioni
a bibliografia di base sul modello
b disponibilità del software
c applicazioni:
  di laboratorio
  su casi reali
  decisioni prese via modello

 

Esempi di schede modelli

Caso 1

1 Settore: Rumore da mezzi di trasporto

2 Descrizione
a denominazione: modello della Regione Lombardia
b scopo: calcolo previsionale di rumore da strade, ferrovie, aerovie
c classificazione: manuale con schemi di calcolo specifici e globali
d scala territoriale: aree di ampiezza dell'ordine da centinaia di metri a chilometri
e variabili : Leq(n), Ld, Ln (dB(A))
f =

3 Input
a tipo di dati:
  emissioni delle sorgenti
  angolo di vista
  attenuazioni
  coefficienti di correzione
b modalità di rappresentazione: numerica e grafica
c =
d modalità di raccolta dati: campagne di rilevamento di emissioni sonore
e ipotesi di scenario: fisico-geografico

4 Output
a tipo di risultati: rumore al recettore (dB(A))
b modalità di rappresentazione: numerica
c =
d affidabilità dei risultati: ±3 dB(A)

5 Limitazioni
a del modello: nessuna
b del software: non è disponibile un pacchetto applicativo

6 Software
non disponibile

7 Collegamenti
non previsti

8 Informazioni
a bibliografia di base sul modello:
Quaranta A., Belli B., "Manuale per la difesa dal rumore generato dai mezzi di trasporto", Regione Lombardia, 1986
b =
c =

Caso 2

1 Settore: Rumore da traffico

2 Descrizione
a denominazione: modello CEE
b scopo: calcolo previsionale di rumore da traffico
c classificazione: modello di generazione e propagazione del rumore
d scala territoriale: aree di ampiezza dell'ordine delle centinaia di metri
e variabile : Leq (dB(A))
f =

3 Input
a tipo di dati:
  categorie di veicoli transitati
  velocità dei veicoli
  angolo di vista
  coefficienti di correzione
b modalità di rappresentazione: numerica e grafica
c =
d modalità di raccolta dati: rilevamento o stima del traffico
e ipotesi di scenario: fisico-geografico

4 Output
a tipo di risultati: rumore al recettore (dB(A))
b modalità di rappresentazione: numerica
c =
d affidabilità dei risultati: ±3 dB(A)

5 Limitazioni
a del modello: mancano parametri di attenuazione del terreno
b del software: non è disponibile

6 Software
non disponibile

7 Collegamenti
non previsti

8 Informazioni
a bibliografia di base sul modello:
  CEE, "Guide-line for the calculation of traffic noise", Leuven, 1980
b =
c applicazioni: convalida del modello: su Atti del Seminario "Metodi numerici di previsione del Rumore da traffico", Parma, 1989

Caso 3

1 Settore: Acqua, qualità

2 Descrizione
a denominazione: estensione del modello di Dobbins
b scopo: valutazione dell'impatto di scarichi biodegradabili sulle concentrazioni di ossigeno disciolte e calcolo del BOD in ogni sezione del fiume
c classificazione: modello di inquinamento fluviale basato su equazioni di diffusione e trasporto
d scala territoriale: tronco di fiume (da qualche decina di Km a qualche centinaio)
e variabili : BOD (Biochemical Oxygen Demand), DO (Dissolved Oxygen)
f vengono utilizzate due equazioni di bilancio in cascata; la loro simulazione è gestitta da un'interfaccia interattiva che permette la modifica dei carichi inquinanti, delle variabili idrogeologiche e dei parametri caratterizzanti il tronco fluviale

3 Input
a tipo di dati:
  portate (m3/s)
  velocità (hm/h)
  temperatura (°C)
  BOD e DO (mg/l)
b modalità di rappresentazione: numerica
c =
d modalità di raccolta dati: campagne opportunamente progettate, seguendo la ÷linea caratteristica" nello spazio-tempo
e ipotesi di scenario: fisico-geografico

4 Output
a tipo di risultati: andamento spaziale di portata (m3/s) e di concentrazioni di BOD, DO (mg/l) lungo il tronco fluviale
b modalità di rappresentazione: numerica e grafica
c la scala spaziale è dell'ordine di 1/100 del tronco con una risoluzione minima che dipende dalle caratteristiche del fiume in base alla velocità media della corrente
d affidabilità dei risultati: variabile a seconda della qualità dei dati di ingresso e della organizzazione della campagna di raccolta; per buoni dati si può stimare una affidabilità del ±50%.

5 Limitazioni
a del modello: aspetti non trattati: effetti indotti dalla esistenza della catena trofica, effettti indotti da variazione del carico tossico, fotoisintesi ed entrofissazione
b del software: nessuna

6 Software
a denominazione: WODA (Water Oxygenation Deoxygenation Assessment)
b configurazione necessaria:
hardware: PC-Xt o equivalente con 640Kb, scheda CGA, coprocessore matematico
software: DOS 3.00 o successivi
c livello della documentazione: in preparazione
d software collegato: uscite numeriche già predisposte al trattamento tramite Lotus 123 
e utilità:
- banca dati dedicata, con funzioni di accertamento della congruità e completezza dei dati
- semplici elaborazioni sui dati ivi contenuti
- grafica interattiva
- procedure di stima parametrica per la taratura del modello a partire dai dati
f facilità di uso: elevate

7 Collegamenti
non previsti

8 Informazioni
a bibliografia di base sul modello:
S. Rinaldi, R. Soncini-Sessa, H. Stehfest, H. Tamura, "Modeling and Control of River Quality", Mc Graw-Hill;
S. Rinaldi, P. Romano, R. Soncini-Sessa, "Parameter Estimation of Streeter Phelps Type Water Pollution", Model.J.Env.Eng.Div., Proc.ASCE;
b disponibilità
presso la casa editrice CLUP, Milano
c applicazioni
di ricerca
Shrwa (PL) con Politecnico di Varsavia, 1980
Reno (RFG), IIASA, 1978
casi reali
Ticino (I), studio effetti variazione portata erogata da Lago Maggiore, 1981
Llobregat (SP), stima carico inquinante gravante sul fiume, 1984-85
Arno (I), studio della dinamica dell'autopurificazione, 1987-88
Garda (I), studio della dinamica dell'autopurificazione, 1982
decisioni
Llobregat e Garda

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