Il Progetto di ricerca

• Abstract
• Finalità
• Prodotti
• Stato dell'arte 

Abstract

Il progetto di ricerca parte dal riconoscimento del fatto che l'integrazione tra le politiche trasportistiche, territoriali e ambientali è efficace per lo sviluppo equilibrato e sostenibile delle aree urbane, e può essere uno strumento di mitigazione delle esternalità negative derivanti dall'uso eccessivo dell'autovettura, dalla crescita non regolata e dispersa delle città (urban sprawl), dalla polverizzazione spaziale e temporale degli spostamenti. Non sono, tuttavia, chiari i ruoli e i contributi richiesti ai settori specifici: urbanistica e scienze del territorio, ingegneria dei trasporti, ingegneria ambientale, ecc. Né sono definiti in maniera precisa i limiti e le modalità di attuazione di tale integrazione. Il progetto si propone di colmare tale lacuna cercando di arrivare alla redazione delle Linee Guida per l'integrazione delle politiche territoriali, ambientali e dei trasporti in area urbana, che possano costituire uno strumento utile alle amministrazioni pubbliche nelle fasi di individuazione delle strategie da perseguire, di progettazione delle azioni (infrastrutturali e normative) e di individuazione delle priorità e del programma di attuazione degli interventi.

L'assunto di base è che per individuare politiche integrate che siano adattabili ai vincoli esterni e che siano duttili alle spinte di cambiamento che provengono dalla Società, è fondamentale la conoscenza dei fenomeni che sottendono alle dinamiche urbane e delle interazioni che esistono tra i diversi sottosistemi: Trasporti, Territorio e Ambiente. A tale scopo, è opportuno ricorrere a modelli di simulazione delle interazioni tra tali sottosistemi, che consentano l'analisi quantitativa dei fenomeni urbani, e che consentano di prevederne le evoluzioni come conseguenza degli interventi (infrastrutturali ed organizzativi) sul sistema dei trasporti, delle azioni di regolazione dell'uso del territorio e di vincolo energetico-ambientale.Con riferimento a tale obiettivo generale, il progetto si propone di arricchire la conoscenza dei fenomeni urbani, attraverso:

• l'analisi delle esperienze (Best Practices) di attuazione di politiche per lo sviluppo delle città, orientate ad una più stretta interrelazione tra pianificazione dei trasporti, pianificazione territoriale e politiche ambientali;
• lo sviluppo di un modello di simulazione e di metodi quantitativi, basati su una visione integrata del rapporto tra città, mobilità e ambiente, e la validazione di tali modelli attraverso un'applicazione al caso studio di Roma.

D'altra parte, il progetto intende arrivare alla definizione delle Linee Guida per l'attuazione di politiche integrate Trasporti-Territorio-Ambiente, che possano supportare le amministrazioni pubbliche al fine di individuare l'insieme "ottimale" di azioni per lo sviluppo sostenibile, per l'individuazione delle priorità, e per la condivisione di tali azioni con gli stakeholders.

Per il raggiungimento di tali obiettivi il programma di ricerca si articolerà in 3 fasi operative, che le due unità di ricerca svolgeranno in maniera parallela ecoordinata.

Nella prima fase, attraverso la disamina dei casi di studio nazionali e internazionali in cui sono state attuate politiche integrate Trasporti-Territorio-Ambiente, si procederà ad una classificazione delle Best Practices con un focus specifico sulle metodologie di valutazione degli effetti previsti ed effettivi (Before-and-After), dell'iter procedurale di attuazione, delle azioni per la condivisione dei progetti e la creazione di consenso in seno alla comunità. Inoltre, si effettuerà uno stato dell'arte dei modelli di simulazione delle interazioni Trasporti-Territorio-Ambiente e dei metodi per la valutazione ex-ante degli impatti delle politiche integrate sul sistema urbano.

Nella seconda fase, verrà sviluppato un sistema di modelli avanzati di simulazione delle interazioni Trasporti-Territorio-Ambiente in ambito urbano. Tale sistema sarà validato mediante un'applicazione all'aree metropolitana di Roma e ne verrà valutata la trasferibilità ad altri contesti urbani.

Nella terza fase, le analisi effettuate ed i risultati delle simulazioni confluiranno in un "abaco" delle azioni, degli effetti potenziali e delle procedure per l'attuazione degli interventi sul sistema urbano, che sarà parte integrante delle Linee Guida per il governo integrato Trasporti-Territorio-Ambiente delle aree urbane.

I prodotti attesi della ricerca possono individuarsi in:

stato dell'arte delle Best Practices di politiche integrate Trasporti-Territorio-Ambiente;

stato dell'arte dei modelli di simulazione dei sistemi urbani;

sviluppo di un Sistema di Supporto alle Decisioni (DSS) per la valutazione ex-ante degli impatti delle politiche integrate Trasporti-Territorio-Ambiente, validato mediante l'applicazione all'area urbana di Roma.

Finalità

Il progetto di ricerca mira a definire le Linee Guida per l'individuazione di azioni integrate Trasporti-Territorio-Ambiente per lo sviluppo sostenibile delle aree urbane, al fine di superare la settorialità cui è stata a lungo improntata la pianificazione dei trasporti, il governo delle trasformazioni urbane, e le politiche ambientali. In altri termini, la finalità della ricerca è improntata a delineare approcci, pratiche e strumenti, basati su una visione integrata del rapporto Città, Mobilità e Ambiente, orientati ad una più stretta interrelazione tra pianificazione dei trasporti e pianificazione urbana e territoriale, da una parte, e politiche energetiche e ambientali, dall'altra.
Questa finalità generale può articolarsi in due macro-obiettivi realizzativi: da una parte, la messa a punto di un sistema di modelli matematici per la valutazione ex-ante degli impatti di azioni integrate Trasporti-Territorio-Ambiente in area urbana; dall'altra, la definizione di un “abaco”, in cui per ciascuna tipologia di intervento vengano individuati gli effetti rilevanti, i range di variabilità di tali impatti, i soggetti coinvolti (stakeholders), le strategie di attuazione e per la creazione di consenso in seno alla comunità.

Obiettivo 1 (strumenti per la conoscenza)

Il progetto si propone la messa a punto di un sistema di modelli matematici per la valutazione ex-ante degli impatti di azioni integrate Trasporti-Territorio-Ambiente in area urbana L'analisi quantitativa a supporto della programmazione di nuovi possibili scenari del sistema urbano come conseguenza anche delle variazioni del sistema di trasporto, delle politiche territoriali e ambientali, è di innegabile rilevanza in quanto permette di valutare l'opportunità e l'efficacia delle azioni per la qualità delle aree urbane, e in generale per la sostenibilità ambientale delle stesse, nonché consente di definizione le eventuali priorità di intervento.
A tale scopo si procederà attraverso:
uno stato dell'arte dei modelli di simulazione delle componenti del sistema urbano e delle reciproche interazioni;

• la raccolta dei dati aggregati e disaggregati per lo sviluppo di un sistema di modelli integrato di simulazione Trasporti-Uso del Territorio-Ambiente;
• la stima dei parametri del sistema di modelli di simulazione (calibrazione);
• l'applicazione all'area di studio di Roma e la verifica di trasferibilità dei risultati.

Il sistema di modelli validato mediante l'applicazione all'area urbana di Roma, costituirà uno strumento a supporto delle prime due fase del processo decisionale di individuazione dell'insieme “ottimale” di azioni per il raggiungimento degli obiettivi strategici della sostenibilità, nonché per l'individuazione delle priorità di intervento.

Obiettivo 2 (strategie di attuazione)

Le strategie di attuazione di un insieme di interventi sul sistema urbano (progetti infrastrutturali o azioni di regolazione) costituiscono un elemento essenziale per la effettiva realizzabilità degli interventi programmati. Il progetto di ricerca intende affrontare questo tema partendo da un'analisi delle Best Practices, nazionali ed internazionali, di politiche integrate Trasporti-Territorio-Ambiente, con una particolare attenzione all'iter procedurale attuativo ed alle fase di coinvolgimento degli stakeholders e di creazione del consenso collettivo.
In funzione della tipologia di interventi sul sistema dei trasporti, sull'uso del territorio, o in materia di regolazione ambientale ed energetica, verranno individuati i soggetti coinvolti nella diverse fasi di attuazione degli interventi; nonché verranno individuate le modalità ed le azioni preventive che l'amministrazione dovrà intraprendere per agevolare l'iter realizzativo. I risultati potranno confluire in un “abaco” delle azioni, degli effetti potenziali e delle procedure per l'attuazione, che sarà parte integrante delle Linee Guida per il governo integrato Trasporti-Territorio-Ambiente delle aree urbane.

Prodotti attesi

• Sistema di Supporto alla Decisione (DSS) per il governo delle trasformazioni del sistema integrato territorio- mobilità-ambiente:
  • Stato dell’arteBest Practices di politiche integrate territorio- mobilità-ambiente e
  • Stato dell’modelli di simulazione e metodi quantitativi del sistema integrato trasporti-territorio
  • Sviluppo del Sistema di Modelli,
    • Modelli di domanda Activity-based
    • Modelli LUTI con variazioni dei prezzi degli immobili
  • Applicazione all'aree urbana di Roma

Stato dell'arte

La sfida del nuovo millennio di uno sviluppo sostenibile, che non comprometta la possibilità delle future generazioni di perdurare nella crescita economica preservando la qualità e la quantità del patrimonio ambientale e delle riserve naturali (WCED, 1987), si giocherà nei prossimi anni, nelle aree urbane e metropolitane. Già a partire dal 2009, oltre il 50% della popolazione globale si concentra in aree urbanizzate del Globo (in Europa oltre il 75%). Un recente studio della “United Nation Population Funds”, inoltre, mostra che il tasso crescita delle città è particolarmente alto soprattutto nei Paesi in via di sviluppo, dove, si stima che la popolazione residente in area urbana, nel 2030, supererà l'80% (UNPF, 2009).

Per sostenere questa crescita smisurata delle città, i ricercatori concordano sul fatto che occorra un approccio culturale, prima ancora che tecnico-operativo, orientato al superamento dell'antinomia tra sviluppo economico e salvaguardia ambientale ed energetica. A tale scopo, può essere utile il concetto del “metabolismo urbano”, che interpreta la città come un organismo vivente, che si alimenta di risorse (materiali e immateriali) per produrre, da un lato, benessere sociale e sviluppo economico, e, dall'altro, rifiuti e inquinamento (Fig.1). In tale visione, il ruolo delle amministrazioni pubbliche è quello di “regolare” il metabolismo delle città, ovvero individuare politiche di regolazione dell'uso del territorio, dell'ambiente, delle fonti energetiche, e della mobilità, che corrispondano ai bisogni economici e sociali delle persone e delle imprese, minimizzandone al contempo le ripercussioni negative sulla Società e sull'Ambiente.

In questo quadro i trasporti possono avere un ruolo centrale. Essi, infatti, non solo permettono lo spostamento di persone e merci ma possono influenzare anche lo sviluppo di attività economiche (i costi di trasporto incidono, infatti, sui costi di produzione) e la dislocazione di tali attività sul territorio (in quanto ne determinano l'accessibilità). Le prestazioni del sistema di trasporto sono, inoltre, decisive per il successo delle politiche ambientali e sociali: per la riduzione delle emissioni inquinanti, per la qualità dell'aria, nonché per le politiche di coesione, sviluppo urbano e sicurezza.

Nel corso degli ultimi anni, sono stati condotti numerosi studi per valutare come gli interventi sui sistemi di trasporto possono:

• modificare le scelte di mobilità e gli stili di vita individuali, e quindi come possono incidere sul benessere individuale e sulla qualità di vita dei cittadini;
• influenzare lo sviluppo economico e la localizzazione delle attività sul territorio;
• ridurre le emissioni inquinanti e quindi contribuire ad una migliore qualità dell'aria.

In relazione al primo punto, a partire dagli anni Cinquanta esiste una tradizione di studi e ricerche dedicate alla “qualità della vita” (Nuvolati, 1998).

Tradizionalmente, questa viene definita come “la buona combinazione di risorse materiali e non, di aspetti oggettivi e soggettivi, che caratterizzano la condizione umana” (Allardt, 1976). Con il passare del tempo tale concetto ha subito delle trasformazioni che hanno spostato l'attenzione dalla distribuzione delle risorse sul territorio alle modalità di accesso ed utilizzo di beni e servizi. Tra le prospettive più recenti vi è quella tracciata dal pensiero dell'economista e Premio Nobel Amartya Sen (Sen, 1987; Nussbaum e Sen, 1993) che lega la qualità della vita alle “capabilities” dei soggetti (capacità di azione). Sen sviluppa alcune categorie concettuali che hanno portato a una nuova definizione di qualità della vita, avvicinandola al tema dell'accessibilità. Queste sono riconducibili alle seguenti tre tipologie:

 “having” ovvero le risorse (i beni ed servizi) di cui si dispone;

 “functioning”, quello che si ha la possibilità di fare;

 “capabilities”, la capacità di fare e di trasformare in azione le possibilità che si hanno.

Il concetto di “capabilities” formulato da Sen, pur riconoscendo l'esistenza di condizioni oggettive che caratterizzano le condizioni di vita (sociali, economiche, istituzionali, relazionali) degli individui, insiste sulla capacità che questi hanno o meno di accedere alle risorse disponibili e di trasformarle. Per Sen le condizioni di benessere non sono determinate in prima istanza né dal livello di soddisfazione espresso dai singoli individui, né dal possesso di beni minimi, ma dalla libertà di esprimersi ed agire (le “capabilities”, appunto). L'idea di benessere, non è, dunque, il risultato della distribuzione delle risorse tra i diversi soggetti, né è legato alla loro soddisfazione; l'approccio di Sen si concentra su ciò che gli individui sono messi in grado di fare.

Un ruolo decisivo risiede, quindi, nel grado di accessibilità, in termini spazio-temporali, dei servizi e delle strutture presenti in un territorio. Se la qualità della vita in una città è un conseguenza della possibilità che gli abitanti hanno di “trasformare” le risorse di cui dispongono in pratiche sociali, culturali, professionali, allora il miglioramento della qualità della vita passa attraverso il miglioramento dell'accessibilità. E' tale concetto che permette si focalizzare l'attenzione non solo sulla presenza di una risorsa (in questo caso un servizio della città), ma anche su come, e se, questa risorsa può essere raggiunta per dare risposta alle necessità individuali.

In questo quadro, i modelli di domanda tradizionali non sembrano poter cogliere gli aspetti legati ai vincoli temporali legati allo svolgimento delle attività quotidiane; né tanto meno sono efficaci nella simulazione delle sequenze (catene) degli spostamenti giornalieri. A tale scopo sono stati introdotti i modelli di domanda “Activity-based” (Bowman e Ben-Akiva, 2001; Kitamura et al., 1996) che simulano esplicitamente la mobilità come “derivata” dalla necessità di partecipare ad attività, attraverso sequenze di spostamenti che derivano, appunto, da una programmazione delle attività giornaliere nel tempo e nello spazio, sottoposte a vincoli spazio-temporali e specifici dei singoli decisori (individui e/o famiglie). Occorre, inoltre, considerare l'influenza che le attitudini psico-attitudinali delle persone posso avere sulle scelte di mobilità (per citare solo alcuni studi in tale settore: Anable, 2005; Bamberg et al., 2003; Chliaoutaki, 2005; Choocharukul, 2008; Redmond, 2000, Redmond and Mokhtarian, 2001; Salomon and Mokhtarian, 1998; Zhou et al., 2005).

D'altra parte, i costi del trasporto possono modificare la convenienza di una famiglia o di un impresa a risiedere in una determinata zona e, quindi, possono incidere sulla distribuzione spaziale della popolazione e delle attività economiche all'interno dell'area di studio. Questo ciclo di interazioni è noto in letteratura come ciclo “trasporti-territorio” (Wegener, 2004). Le prime teorie microeconomiche che ne studiano gli aspetti caratterizzanti, risalgono agli inizi del 19° secolo, si veda, ad esempio, il modello di Von Thunen (1826), così come descritto in De la Barra (1989). In seguito, Lowry (1964) ha proposto un paradigma interpretativo della dinamica urbana che lega lo sviluppo o il declino di una città a quello dei settori “di base” (ovvero quei settori che producono esportazioni) e sull'interazione spaziale (Land-Use/Transport Interactions- LUTI), tra questi ultimi e le famiglie e i settori “non-di-base”, ad esempio i servizi alle famiglie. Il livello di reciproca interazione è legato ai costi di trasporto (distanze o tempi di spostamento): ad esempio la localizzazione delle residenze nelle zone dell'area di studio dipende dalla distanza dai luoghi di lavoro; la localizzazione dei servizi dipende dall'accessibilità alle famiglie. Più recentemente, sono stati introdotti altri fattori che concorrono a determinare le scelte localizzative delle famiglie e delle imprese: la presenza o l'accessibilità ai servizi pubblici (Istruzione, Sanità, ecc.), la vivibilità della zona, la presenza di luoghi di svago e di aree verdi, la disponibilità (e la varietà) di abitazioni, ma soprattutto il prezzo di acquisto o di affitto degli immobili. Tali fattori sono inclusi nei più avanzati modelli di simulazione che utilizzano l'approccio di equilibrio generale (Anas and Xu, 1999; Chang and Mackett, 2005). Tuttavia, la grande complessità matematico-computazionale di tali strutture modellistiche ne rende estremamente difficile l'applicabilità a casi di studio reali. Tra i modelli “operativi” più avanzati va citato senz'altro il modello URBANSIM (Waddell, 2002; Waddell et al., 2003) che simula le interazioni tra sistema dei trasporti, distribuzione spaziale e mercato immobiliare utilizzando l'approccio microsimulativo.

In generale i modelli che includono la simulazione del mercato immobiliare possono distinguersi in modelli a prezzi esogeni, e modelli a prezzi endogeni (Fig. 2). I primi si basano su regressioni multivariate che forniscono il prezzo medio degli immobili in funzione di attributi medi di zona quali l'accessibilità, la presenza di servizi e/o di verde pubblico, ecc. (approccio a “prezzi edonici”). I secondi (de Palma et al., 2005; Nuzzolo e Coppola, 2010) simulano, invece, esplicitamente le dinamiche interne al mercato immobiliare di un'area che scaturiscono da variazioni di accessibilità delle zone, ad esempio gli impatti sulla dotazione di abitazioni (“Stock” immobiliare) e sul prezzo degli immobili. In particolare, l'impatto sullo stock immobiliare si verifica quando l'aumento di accessibilità è tale da indurre i costruttori ad investire nelle zone in cui si è verificato tale aumento; mentre l'impatto sul prezzo degli immobili, si verifica quando la variazione di accessibilità di una zona, genera una variazione rilevante di utilità di localizzazione tale da modificare l'equilibrio tra domanda e offerta di abitazioni interno alla zona: la maggiore utilità di localizzazione genera un domanda di abitazioni addizionale che eccede l'offerta disponibile ed innesca una dinamica che tende verso un nuovo equilibrio domanda-offerta, caratterizzato da prezzi degli immobili più elevati.

L'ultimo aspetto che sarà oggetto della ricerca attiene ai costi dei trasporti sull'Ambiente. Questi sono una conseguenza delle alterazioni che l'ambiente antropico genera nell'ambiente naturale, e riguardano il danneggiamento immediato delle risorse naturali (ad es. l'inquinamento ambientale) ma anche quello derivante dalla possibilità di non utilizzare tali risorse in futuro (esaurimento delle fonti non rinnovabili). Per avere un ordine di grandezza dell'entità di tali costi si consideri che utilizzando i valori dei costi esterni riportati nel manuale della Commissione Europea (2007) il danno economico attribuito alle polveri sottili, prodotte dai trasporti nelle aree urbane e metropolitane italiane, è di oltre un miliardo di euro all'anno, imputabili per il 40% ai veicoli a benzina e per il 60% ai veicoli a gasolio. Tra le cause principali dell'inquinamento atmosferico vi è il trasporto stradale, sia per la sua netta predominanza sulle altre modalità di trasporto (in Italia, il CNIT (2009) stima che il 77% degli spostamenti tra 2 e 10 km avvengono in autovettura); sia per il fatto che l'emissione di sostanze inquinanti viene diffusa dagli stessi veicoli sul territorio ed, in particolare, all'interno delle aree urbane. D'altra parte, sul fronte dei consumi le innovazioni tecnologiche apportate ai veicoli non sembrano i grado, da sole, di risolvere i problemi energetici. In Italia, ad esempio, l'aumento dell'efficienza energetica dei veicoli non riesce a bilanciare la crescente domanda di trasporto e l'aumento della potenza/cilindrata media dei veicoli. Pertanto, pur a fronte di una progressiva riduzione dei consumi unitari per veicolo, i consumi totali di energia per i trasporti continuano a crescere.

Anche in tale settore, dunque, occorre puntare sull'integrazione tra politiche della mobilità tese a ridurre o a razionalizzare l'uso dell'autovettura e misure di salvaguardia energetica e ambientale. A tal fine, è opportuno ricorrere ad una valutazione quantitativa delle emissioni inquinanti e della loro dispersione nell'aria, per la valutazione ex-ante dei piani. Tra i software sviluppati per tali analisi, va citato il modello COPERT (Computer Programme to calculate Emissions from Road Traffic) realizzato dalla European Environment Agency (EEA) nell'ambito del programma CORINAIR (1988), che permette di stimare le emissioni da traffico stradale, in funzione delle caratteristiche età, cilindrata, ecc.) del parco veicolare circolante e delle velocità medie sugli archi della rete stradale.