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URBANISTICA – Corso di Strade, Ferrovie ed Dispensa:

Aeroporti Inquinamento atmosferico generato dal traffico veicolare

Il CO si lega all emoglobina con un'affinità oltre 200 volte superiore a quella dell'ossigeno.

L'emoglobina così combinata (carbossiemoglobina) non è così più in grado di ossigenare i

tessuti e può portare, in casi estremi, all'asfissia. Ma l'interesse maggiore legato al CO come

inquinante atmosferico è legato all'effetto prolungato di questo gas sulla massa di cittadini

esposti, e quindi all'"ossidocarbonismo", una forma patologica a cui sono esposte

particolarmente quelle categorie lavorative esposte ad elevate concentrazioni come autisti,

vigili urbani, etc..

Sulle piante non si è rilevato, ai livelli attuali, un effetto di interesse pratico.

)

- Gli ossidi di azoto (NO x

Essendo spesso presenti nell'aria contemporaneamente, il monossido e il biossido di azoto

vengono indicati insieme con la formula NO , e per le trasformazioni chimiche che avvengono

x

nell'atmosfera sarà di più agevole trattazione considerare il NO e il NO unitamente.

2

Gli ossidi di azoto sono composti ossigenati dell'azoto gassoso: il monossido (NO) è un

gas incolore; il biossido (NO ) è un gas rosso-bruno, dall'odore pungente, altamente tossico.

2

Gli altri ossidi sono l'ossido nitroso (N O), il sesquiossido di azoto (N O ), il tetrossido di

2 2 3

azoto (N O ) e il pentossido di azoto (N O ).

2 4 2 5

Si può dire che la formazione degli ossidi di azoto sia una reazione collaterale di tutti i

processi di combustione. Quantità rilevanti di ossidi di azoto sono prodotte dai motori degli

autoveicoli, in particolare dal traffico urbano. Agli ossidi di azoto va addebitato il colore

rosso-bruno che contraddistingue in particolari condizioni meteorologiche ("inversione

termica") l'atmosfera delle metropoli ad alta densità di traffico. Da osservazioni emerge che il

motore a gasolio, rispetto a quello a benzina, emette maggiori quantità di ossidi di azoto, e

tende anche a produrre un'inquinamento più palese, più fumi neri e cattivi odori; non si può

dimenticare però che emette valori decine di volte inferiori di ossido di carbonio.

Attualmente in Italia la metà degli ossidi di azoto immessi nell'atmosfera sono provenienti

dallo scappamento degli autoveicoli.

Aspetti tossicologici. Gli ossidi di azoto in presenza di umidità si trasformano in acido

nitrico. Ad esempio il biossido da origine alla reazione:

Æ

+H O 2HNO +NO .

3NO

2 2 3

Questa reazione può avvenire sia nell'aria, dando origine alla pioggia acida, che nell'uomo

a livello polmonare a contatto con le mucose, dove l'acido nitrico attacca le mucose stesse.

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 5 di 22

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Aeroporti Inquinamento atmosferico generato dal traffico veicolare

Gli ossidi di azoto hanno un'affinità con l'emoglobina simile a quella dell'ossido di

carbonio, quindi hanno un'elevato effetto tossico. Concentrazioni nell'aria via via crescenti

possono provocare dall'irritazione oculare e delle mucose nasali fino alla bronchite, e, per

elevate concentrazioni, l'edema polmonare e la morte. Come effetto cronico sono descritte

fibrosi polmonari ed enfisema.

Meno rilevante le conseguenze sulle piante, poiché raramente si raggiungono

concentrazioni tali da risultare dannose per la vegetazione.

- L'anidride solforosa (SO )

2

L'anidride solforosa, o biossido di zolfo (SO ) è un gas incolore dall'odore pungente, che

2

tende generalmente ad accumularsi negli strati più bassi dell'atmosfera. L'anidride solforosa è il

più diffuso inquinante atmosferico ed uno dei più aggressivi: esso è stato definito fra le

principali cause di danni all'uomo e all'ambiente nella comunità europea.

Per tali motivi, e per l'essere facilmente misurabile, l'anidride solforosa è considerata come

parametro rappresentativo dell'inquinamento e l'Organizzazione Mondiale della Sanità

(O.M.S.) l'ha scelta come indice generale di inquinamento atmosferico.

Tuttavia non viene approfondito ulteriormente lo studio di questo inquinante, in quanto

nella sua emissione ha uno scarso rilievo l'apporto dei veicoli a combustione interna, essendo

l'anidride solforosa prodotta dai trasporti pari a circa l'1% del totale emesso sul territorio

nazionale, una quantità trascurabile rispetto a quelle prodotte dalle industrie e dalle centrali

elettriche e di termoriscaldamento.

Ciò è dovuto alla natura dei combustibili adoperati in queste ultime, l'olio combustibile e

per tonnellata

il carbon fossile, che emettono rispettivamente 60-80 Kg e 20 Kg di SO

2

combusta, contro gli 1-2 Kg e 2-6 Kg per tonnellata emessi dalla benzina e dal gasolio.

- Gli idrocarburi incombusti (HC)

Gli idrocarburi comprendono tutti quei composti organici la cui molecola è composta

esclusivamente da atomi di carbonio e idrogeno. Sono insolubili in acqua e solubili in solventi

non polari. Gli idrocarburi si possono suddividere in :

alifatici (o aciclici): idrocarburi a catena aperta, che può essere lineare o ramificata; a loro

volta si suddividono in alcani (paraffine), idrocarburi saturi, in alcheni (olefine) e alchini

(acetileni) entrambe classi di idrocarburi insaturi;

naftenici (o aliciclici) sono idrocarburi a catena chiusa in cui gli atomi di carbonio sono

legati ad anello e sono saturi;

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 6 di 22

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aromatici: sono idrocarburi a catena chiusa aventi legami non saturi caratteristici. Il

H ).

capostipite è il benzene (C

6 6

Il petrolio grezzo è una miscela i cui componenti sono per la gran parte idrocarburi delle

tre serie, alifatica, naftenica e aromatica. In parte minore sono inoltre presenti zolfo, alcuni sali

ed alcuni metalli.

I più comuni carburanti, come la benzina, il gasolio e il cherosene provengono dalla

raffinazione, e in particolare dalla distillazione frazionata del petrolio e sono costituiti dai

termini più leggeri delle tre serie fondamentali di idrocarburi. Una benzina tipica è costituita

dal 10% massimo di idrocarburi olefinici, 40% massimo di aromatici e il rimanente di

idrocarburi saturi.

Gli idrocarburi presenti come inquinanti nell'atmosfera derivano in gran parte dal processo

di combustione incompleta dei combustibili fossili adoperati dai veicoli di autotrazione.

Per idrocarburi incombusti si intendono tutti i composti organici aventi la struttura

molecolare degli idrocarburi contenuti nei gas scaricati nell'atmosfera.

Le maggiori sorgenti di idrocarburi incombusti sono gli autoveicoli e in particolare quelli

con motore a ciclo otto, cioè alimentati a benzina. Gli idrocarburi emessi sono sia costituenti

della benzina che attraversano il motore senza essere bruciati che i frammenti più leggeri,

frutto delle reazioni che hanno luogo durante la combustione: tra questi gli idrocarburi

policiclici aromatici.

Si è constatato che il contenuto in idrocarburi incombusti si riduce fortemente quando si

riescono a realizzare miscele relativamente povere cioè con elevato rapporto aria combustibile.

Un motore a ciclo diesel in buone condizioni ha un miglior rapporto aria combustibile rispetto

ad uno a ciclo otto, quindi emette minori quantità di idrocarburi incombusti; considerando

invece un motore a ciclo otto in condizioni di uso variabile, quali si hanno in uso urbano, esso

produce una quantità di idrocarburi incombusti pari a circa il 3% della benzina consumata.

Inoltre occorre considerare che i veicoli rilasciano nell'atmosfera oltre agli idrocarburi

incombusti una certa quantità di idrocarburi volatili provenienti dall'evaporazione dal

serbatoio, carter e carburatore. Altra importante sorgente di idrocarburi volatili immessi

nell'atmosfera sono i punti di rifornimento, da considerare quindi direttamente correlati

all'inquinamento veicolare.

Aspetti tossicologici. Il D.M. del 09/02/1935 ha riconosciuto la benzina come sostanza

tossica. Allo stato attuale delle conoscenze gli idrocarburi prodotti dai trasporti che sono stati

identificati per la loro pericolosità per la salute pubblica sono gli idrocarburi aromatici, quali il

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 7 di 22

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benzene, impiegato quale anti detonante nelle benzine senza piombo, imputato di essere un

fattore cancerogeno.

- Il piombo (Pb)

L'inquinamento da piombo nell'aria è causato per il 90% dal traffico veicolare; difatti è

stato riscontrato un'elevato gradiente relativo alle zone urbane rispetto a zone non interessate

da grossi volumi di traffico. Le emissioni gassose di piombo nell'atmosfera hanno origine

principalmente dalla combustione di additivi antidetonanti presenti nella benzina (piombo

tetrametile, piombo tetraetile) per motori di autoveicoli. Gli antidetonanti permettono un

valore di compressione più elevato impedendo che la combustione avvenga "fuori fase", dando

però luogo a numerosi composti del piombo nei gas di scarico, specie derivanti dalla

combinazione con altri additivi quali il bromuro di etilene.

E' intuitivo che a differenza dei motori a benzina (contenente additivi al piombo), i motori

a gasolio non emettono piombo. L'uso nell'ultimo decennio di benzine che adoperano quali

antidetonanti altri additivi diversi dal piombo hanno collaborato nel far diminuire i livelli di

piombo nell'aria.

Aspetti tossicologici. L'assunzione del piombo da parte dell'uomo avviene principalmente

attraverso l'alimentazione e per inalazione: il piombo atmosferico inalato varia tra i 40 mg/l e 1

mg/l, a seconda che sia in città o in campagna. La quantità di piombo assunta con cibi e

bevande si aggira su un valore medio di 0,3 mg/giorno.

Fortunatamente non tutto il piombo inalato o ingerito viene ritenuto o assorbito, infatti

solo il 5-10% di quello ingerito è assorbito dal tratto gastro-intestinale e solo il 30% di quello

inalato è assorbito dall'apparato respiratorio, di cui solo il 5% è ritenuto. Il piombo ritenuto si

accumula nello scheletro; il piombo accumulato nelle ossa è poi mobilitato in particolari

condizioni anche molto tempo dopo l'assorbimento iniziale.

L'azione tossica del piombo nel corpo deriva principalmente dalla sua capacità di inibire

l'enzima necessario alla formazione dell'emoglobina reagendo con lo zolfo di alcuni aminoacidi

che lo costituiscono. I livelli di piombo presenti nel sangue tali da provocare l'insorgenza di

avvelenamento chimico da piombo (saturnismo) variano tra 60 e 100 mg/100 ml.

Concentrazioni superiori ai 120 mg/100 ml sono pericolose, mentre inferiori ai 40 mg/100 ml

sono ritenute normali.

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 8 di 22

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Aeroporti Inquinamento atmosferico generato dal traffico veicolare

- Polveri e particolato sospeso (P.P.S.)

Il particolato atmosferico contiene una gran varietà sia di particelle solide che di gocce di

condensato. Queste comprendono fumi, aerosol atmosferico formato da reazioni chimiche e

composti metallici. Con fumi intendiamo il particolato inquinante in sospensione nell'aria, con

un diametro inferiore ai 15 µm, generato dalla combustione incompleta dei combustibili fossili.

I parametri più usati per classificare il particolato sono il diametro e la densità, dato che da

questi, oltre che dalle caratteristiche meteorologiche, dipende il tempo di permanenza

nell'atmosfera e la distanza alla quale vengono trasportate dalla fonte. Infatti le particelle più

piccole potenzialmente sono le più dannose, poiché rimangono in sospensione nell'aria più a

lungo e possono essere inalate.

Studi condotti nel Regno Unito hanno portato ad assegnare ai veicoli stradali la

responsabilità per il 40% sulle emissioni totali di particelle sospese, e dei veicoli circolanti solo

il 10% è alimentato a gasolio, ma è proprio questa parte responsabile di almeno il 90% del

particolato generato dai veicoli. Difatti il motore diesel produce in media una quantità di

effluente particolato 10-15 volte superiore a quella prodotta dal motore a ciclo otto.

I veicoli a motore generano anche particolati non direttamente collegati alla combustione,

tramite i freni, i copertoni e indirettamente tramite la turbolenza indotta dal passaggio del

veicolo che alza il particolato presente sulla superficie stradale.

Aspetti tossicologici. Le concentrazioni nell'aria di particelle sospese varia nel corso della

giornata, a seconda dell'intensità del traffico veicolare, dal grado di congestione e dalle

condizioni climatiche. La frazione respirabile e biologicamente attiva, rappresenta circa il 70%

delle particelle sospese, i fumi emessi dagli scarichi dei motori sono in prevalenza costituiti da

particelle che si collocano fra le respirabili, e sono quindi di grande significato ai fini della

penetrazione nell'albero tracheobronchiale.

)

-Anidride carbonica (CO 2

L'anidride carbonica, o biossido di carbonio (CO ) è un gas incolore e inodore, più pesante

2

dell'aria, che si forma dalla combustione dei combustibili a base di carbonio; è innocuo, tranne

nel caso in cui si sostituisca all'aria al punto da rendere irrespirabile l'atmosfera. Inoltre

l'anidride carbonica, ad elevate concentrazioni, influisce sul clima, portando ad un elevazione

sono essenzialmente dovuti al

della temperatura. I processi artificiali di emissione di CO

2

consumo dei combustibili fossili e ad alcune attività industriali.

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 9 di 22

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- Inquinanti secondari

Gli inquinanti secondari, derivati dagli inquinanti primari in seguito a reazioni termiche o

fotochimiche di questi con i costituenti basi dell'atmosfera, sono individuati tramite la

, di O , e di NO per la fase gassosa, tramite la

rilevazione della concentrazione di NO

2 3

concentrazione dei prodotti di trasformazione degli ossidi di azoto e dell'anidride solforosa per

la fase particellare.

Di seguito sono descritti sommariamente i caratteri di due dei principali gruppi di essi, gli

ossidanti fotochimici e l'acido nitrico, nitroso e nitrati; un terzo, il biossido di azoto è stato

descritto nel paragrafo relativo al monossido di azoto per le affinità tra i due composti.

- Gli ossidanti fotochimici

Gli ossidanti fotochimici sono inquinanti secondari allo stato gassoso, costituiti da ozono e

altri componenti ossidanti, che si formano a spese degli inquinanti primari, in seguito a

reazioni fotochimiche sollecitate dalle radiazioni solari. Gli ossidanti fotochimici formano un

aerosol chiamato smog fotochimico, che tende a formarsi nei mesi estivi e durante le ore

diurne, da non confondersi con lo smog, costituito da inquinanti primari. L'inquinamento da

ossidanti fotochimici è chiamato inquinamento fotochimico; il materiale di partenza è

rappresentato da contaminanti emessi preminentemente dagli autoveicoli: ossidi di azoto,

idrocarburi non metanici, aldeidi. Queste sostanze sono definite "precursori degli ossidanti

fotochimici".

Poiché l'emissione contemporanea di ossidi di azoto e di idrocarburi è dovuta

principalmente alla motorizzazione, lo smog fotochimico è una forma di inquinamento

atmosferico delle aree urbane a traffico elevato.

Aspetti tossicologici. E' da notare che gli inquinanti secondari, che costituiscono gli

ossidanti del fotosmog, sono ad alta aggressività relativa per l'uomo, le piante, gli animali e i

materiali, già in concentrazioni molto più basse di quelle degli inquinanti primari; sono

sufficienti concentrazioni basse, dell'ordine di 0,1 p.p.m. perché lo smog fotochimico faccia

sentire i suoi effetti irritanti: bruciore agli occhi, irritazione alla gola e alle vie respiratorie. Col

crescere delle concentrazioni i sintomi si esprimono tramite menomazioni delle funzioni

respiratorie, fino a livelli letali.

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 10 di 22

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- I nitrati

I nitrati, composti dell'azoto con l'ossigeno, costituiscono chimicamente l'anione dell'acido

nitrico e dei suoi sali: è la specie che si forma per completa ossidazione dell'ammoniaca ad

opera dei microrganismi contenuti nel suolo e nell'acqua.

La presenza dei nitrati nelle acque è solo in piccola parte causata dai gas di scarico degli

autoveicoli, in quanto le cause principali sono gli scarichi urbani, gli scarichi industriali e le

immissioni conseguenti all'uso fattone in agricoltura.

Effetti ambientali delle emissioni inquinanti

Quando si riferisce agli effetti delle emissioni inquinanti sull'ambiente, si adopera il

termine "ambiente" nel senso più ampio, per coprire l'impatto dell'inquinamento atmosferico

sulla qualità della vita. Questi effetti si possono suddividere in tre gruppi principali, ovvero gli

effetti sulla salute, gli effetti soggettivi e gli effetti ecologici che, per meglio intenderci,

comprendono questi ultimi l'effetto serra tra gli altri. Si dovrebbe tuttavia comprendere che tale

suddivisione è formale, in quanto tali effetti sono tra loro interconnessi. Per ciò che concerne

gli effetti sulla salute si rimanda agli effetti tossicologici esposti nel secondo capitolo,

relativamente alla natura ed effetti dei singoli inquinanti. Segue una descrizione sintetica degli

effetti soggettivi ed ecologici

Effetti Soggettivi

Le "esalazioni" del traffico possono vedersi nella forma di fumi, o percepiti come odore.

Una parte rilevante delle emissioni, tuttavia, non è rilevabile ai sensi, e tra questi sono

compresi il monossido di carbonio ed il piombo. La percezione o meno delle emissioni

inquinanti condiziona l'opinione pubblica, per cui nella media sono percepiti come più

inquinanti, e quindi più dannosi per la salute pubblica, i veicoli con maggiore fumosità, quali i

veicoli pesanti e gli autobus, rispetto alle autovetture in genere, nonostante la maggior parte dei

veicoli pesanti sono alimentati a gasolio, per cui non vi sono emissioni di piombo, e le

emissioni di monossido di carbonio sono sensibilmente inferiori alle emissioni dei motori a

benzina adoperati a parità di condizioni. Chiaramente gli effetti fastidiosi percepiti del traffico

sono il fumo e l'odore, oltre al rumore e le vibrazioni che rientrano più propriamente nei

fenomeni di inquinamento acustico, ma se il fumo può essere ricondotto ad una scarsa

manutenzione del motore o ad imporprie condizioni di esercizio, l'odore è un problema più

complesso. Difatti l'odore non è riconducibile ad un singolo elemento, ma nasce dai complessi

sinergismi che avvengono in seguito alla fase di combustione e di emissione, entrando a

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 11 di 22

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contatto con l'atmosfera. La difficile attribuzione di un indice di riferimento all'odore percepito

dall'olfatto è riconducibile alla non univocità di soglia percepita di fastidio che varia da

soggetto a soggetto, ed inoltre non vi è una diretta proporzionalità tra odore e danno alla salute

pubblica, come ad esempio con il rumore, difatti alcuni delle emissioni gassose più dannose

sono inodori.

Effetti Ecologici

Le emissioni da traffico hanno ricadute sull'ecosistema a breve ed a lungo raggio, dagli

effetti minori che si verificano localmente in prossimità del tronco stradale, all' "effetto serra".

Di seguito sono descritti brevemente due dei fenomeni di maggior impatto

dell'inquinamento artmosferico, sicuramente non gli unici ma gli effetti di maggior profilo, il

fenomeno delle pioggie acide e l'effetto serra. ) e

La pioggia acida. I principali precursori dei depositi acidi sono l'anidride solforosa (SO

2

gli ossidi di azoto (No ) emessi nell'atmosfera da sorgenti sia naturali che antropiche. Il

x

contributo del traffico è principalmente di ossidi di azoto, considerando che, nei paesi

emessi nell'atmosfera sono prodotti dai veicoli stradali.

industrializzati circa un terzo degli No

x

Inoltre gli idrocarburi emessi, anche se non contribuiscono direttamente all'acidità, possono

partecipare a reazioni che producono composti direttamente responsabili.

L'acidità nella terra o nell'acqua è misurata per unità pH, che è una funzione logaritmica

della concentrazione degli ioni idrogeno. Un valore di 7 pH è considerato netro, inferiore a

sette è acido, superiore è alcalino. In natura l'acqua piovana tende ad essere leggermente acida

anche in ambienti senza inquinamento di origine antropica, ma nelle aree industrializzate il pH

scende su valori di acidità elevata. I danni attribuiti all'acidità nell'ambiente includono effetti

sulla vegetazione, vita acquatica, strutture e materiali e salute umana. Per quanto riguarda la

vegetazione, tra i più colpiti sono gli alberi, mentre l'aumento dell'acidità dei bacini danneggia

fortemente la popolazione ittica. La pioggia acida inoltre attacca i materiali interrati filtrando

attraverso il terreno ed i materiali esposti all'aria, accelerando i processi di corrosione dei

metalli e aggressione dei materiali lapidei e conglomerati cementizi, anche se il ruolo

predominante in questo caso spetta all'anidride solforosa, per cui riconducibile solo in parte

minima alle emissini di scarico dei veicoli di trasporto.

L'effetto serra. La vita sul nostro pianeta è resa possibile dalla presenza di determinati gas

nell'atmosfera che intrappolano la radiazione ad onda lunga, così contribuendo a mantenere una

temperatura media di circa 15 °C; parimenti se non vi fosse l'atmosfera la temperatura media

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 12 di 22

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globale sarebbe di crica -18 °C. Qesto fenomeno è noto come effetto serra, ed è un equilibrio

abbastanza delicato.

Il più importante gas di serra è il vapor aqueo, ma un ruolo rilevante è svolto dall'anidride

carbonica, dall'ozono, ossidi di azoto e metano, come emissioni di gas di scarico. Altre

sostanze, quali il clorofluorocarbonio (CFC), hanno un peso importante, però non sono

riconducibili agli inquinanti da traffico. Il gas di serra emesso in maggior quantità è l'anidride

). La combustione di un serbatoio di benzina può produrre più di 100 Kg di

carbonica (CO

2

CO , ed i veicoli a motore rispondono per il 15% delle emissioni totali di CO attualmente

2 2

(fonte Organizzazione Mondiale della Sanità). Il problema in questo caso è che l'emissione di

biossido di carbonio è prodotta da una combustione completa, per cui non un cattivo

funzionamento, ma un corretto ciclo motore. Per cui l'unico modo per ridurre tale emissioni è

di bruciare meno combustibili fossili, che vuol dire o usare meno veicoli, o veicoli con

consumi ridotti, ovvero ricorrere a risorse alternative e/o motori non a combustione interna.

L'emissione di monossido di carbonio, di per se non un gas di serra, può ripercurersi sul clima

dalla ossidazione del CO con radicali altamente reattivi (OH), aumentando i livelli di sostanze

quali l'ozono, il metano e l'ossido di azoto. L'effetto dell'ozono, di cui si è gia detto, è

ambivalente, in quanto l'ozono troposferico tende a scaldare la superfice terrestre per effetto

serra, mentre l'ozono stratosferico ha l'effetto opposto dovuto all'assorbimento della radiazione

ultra-violetta (onda corta).

Autori: F.Cirianni, G.Leonardi Pagina 13 di 22


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Atreyu

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DESCRIZIONE DISPENSA

In questo materiale didattico vengono trattati i seguenti argomenti. L'impatto ambientale delle opere stradali. La valutazione dell’inquinamento acustico da traffico e la progettazione. Le opere di protezione e di minimizzazione dell’impatto da rumore. I sistemi di trasporto e l’inquinamento atmosferico in ambito urbano. I modelli di valutazione dell’inquinamento atmosferico da traffico. Piani di disinquinamento.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in urbanistica
SSD:
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Infrastrutture e mobilità territoriale - strade ferrovie e aeroporti e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Mediterranea - Unirc o del prof Cirianni Francis.

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