Le isole di calore nei quartieri di Roma

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Political and social notes

Ma cosa è esattamente un’isola di calore urbana (Urban Heat Island, UHI) [1]? Si tratta della formazione di microclimi all’interno delle aree urbane in grado di generare l’aumento delle temperature rispetto alle zone rurali limitrofe. Questo incremento avviene con maggiore intensità in settori urbani più densamente edificati. L’isola di calore urbano è un fenomeno in continuo aumento negli ultimi decenni, al quale si aggiunge nelle grandi città il problema delle emissioni di gas serra da attività antropiche, principale causa di inquinamento a livello globale, considerate responsabili dell’aumento della temperatura media del pianeta di circa 1°C rispetto all’era preindustriale [2].

Poniamo quindi per la prima volta l’attenzione su un tema che ci è particolarmente caro, la sostenibilità ambientale. La scarsa attenzione verso le tematiche ambientali nel disegno delle nostre città ha avuto conseguenze evidenti, come ad esempio la riduzione delle aree verdi, fondamentali per la regolazione del microclima e la riduzione dell’inquinamento atmosferico. Infatti, tra le principali cause dell’aumento delle temperature in ambito urbano, vi è la preponderanza delle aree cementificate, caratterizzate da ampie superfici impermeabili che rallentano i naturali fenomeni di evapotraspirazione del suolo. Inoltre, a differenza delle aree verdi, materiali come l’asfalto delle strade e le coperture degli edifici assorbono notevolmente la radiazione solare a causa delle colorazioni scure e delle relative proprietà termofisiche. Sono del resto le stesse geometrie del tessuto urbano ad incidere in modo significativo sull’intensità del fenomeno: gli edifici alti rallentano maggiormente la velocità dei venti e, dunque, ostacolano la circolazione delle correnti d’aria. I cosiddetti “canyon” urbani, inoltre, intrappolano la radiazione riemessa dagli edifici, impedendo il raffreddamento notturno e l’asportazione del calore per convezione. Devono poi essere considerati anche gli effetti legati al traffico veicolare, al calore prodotto dagli insediamenti industriali e all’intenso utilizzo dei condizionatori nella stagione estiva, i quali, a loro volta, riversano aria calda nell’ambiente esterno. L’insieme delle diverse cause qui menzionate fa sì che la temperatura dell’aria nelle aree metropolitane più densamente edificate sia anche di 5 gradi superiore rispetto alle zone rurali limitrofe [3].

Quantificare il fenomeno delle isole di calore urbano può risultare estremamente utile per progettare adeguatamente gli impianti e valutare il consumo energetico degli edifici, ma anche per valutare il comfort delle persone nell’ambiente esterno. Proprio con questo obiettivo Francesco Asdrubali, Professore ordinario di Fisica tecnica ambientale, e Marta Roncone, dottoranda in Fisica tecnica del DIEM – Dipartimento di Ingegneria industriale, elettronica e meccanica dell’Università degli studi Roma Tre stanno conducendo uno studio sul fenomeno nella città di Roma. Un lavoro che ha consentito di acquisire i dati orari di temperatura di 35 centraline microclimatiche interne alla città, forniti dall’Associazione Meteo Lazio [4] e dal Centro Funzionale Regionale.

Tali dati sono stati utilizzati per il calcolo dell’indicatore di intensità delle isole di calore urbano (meglio conosciuto in inglese con l’acronimo UHII Urban Heat Island Intensity), che misura la differenza tra le temperature medie, massime o minime registrate dalle centraline microclimatiche interne alla città rispetto a quelle della centralina rurale di riferimento. Quest’ultima è stata individuata nella stazione metereologica aeroportuale di Fiumicino, convenzionalmente utilizzata anche da tecnici e specialisti del settore e inclusa nel file climatico dei principali codici di calcolo per la simulazione energetica degli edifici. In particolare, per quantificare il fenomeno UHI è stata utilizzata l’intensità UHI diurna e notturna, calcolata secondo le seguenti espressioni:

UHIIdiurna = Tmaxarea urbana − Tmaxarea rurale (1)

UHIInotturna= Tmin area urbana − Tminarea rurale (2)

dove UHIIdiurna e UHIInotturna sono gli indici di intensità del fenomeno UHI, rispettivamente diurno e notturno, Tmaxarea urbana e Tminarea urbana sono le temperature massime mensili registrate di giorno e le temperature minime mensili registrate di notte dalla stazione di Roma prescelta e Tmaxarea rurale e Tminarea rurale sono le temperature massime mensili registrate di giorno e le minime mensili registrate di notte dalla stazione rurale (in questo caso Fiumicino).

L’analisi è stata condotta a livello annuale, stagionale (considerando i valori medi dei mesi estivi e invernali) e mensile. Sono presentate per brevità solamente le mappe rappresentative del fenomeno “isola di calore urbana” relative alla stagione estiva e al mese di luglio 2020, in quanto maggiormente rappresentative dell’intensità del fenomeno.

Per l’indicatore di intensità UHII diurno nella stagione estiva (mappa in alto a sinistra) si registrano variazioni delle temperature comprese tra −3,3°C (zone rurali fuori dal Grande Raccordo Anulare) e +4,3°C (zone densamente antropizzate) mentre in quello relativo al mese di luglio (mappa in basso a sinistra) si assiste a una variazione delle temperature tra +0,7°C e +4,1°C. In entrambi i casi, seppure con intensità differenti, si può notare che il fenomeno dell’isola urbana di calore è più marcato nei quartieri centrali della città e nella periferia storica del quadrante est, in gran parte dei municipi I, II, IV e V e più limitatamente nel XIII. Nella stagione estiva le zone urbanistiche con le variazioni maggiori sono Centro Storico e Aurelio nord (le uniche sopra i 4°C), e poi Aurelio sud, Prati, Eroi, Trastevere, Trieste, Sacco Pastore, Celio ed Esquilino (tutte sopra 3,5°C). Nel mese di luglio a queste zone sopra 3,5°C si aggiungono – tra quelle residenziali – anche XX Settembre, San Lorenzo, Salario e Nomentano. Al contrario, nella stagione estiva i quartieri con variazioni negative sono a sud-est nel VI e VII municipio fuori dal GRA (Barcaccia, Giardinetti-Tor Vergata, Romanina, Morena, Gregna, Borghesiana e Torre Angela) e a sud nel IX (Villaggio Giuliano, Laurentino, Eur e Torrino). A luglio, invece, le zone urbanistiche con le variazioni più basse, ma comunque positive, sono a sud-ovest nel IX e X municipio verso il litorale: Torrino, Mezzocamino, Spinaceto, Malafede e Decima (oltre alla tenuta di Castel Porziano), con l’unica eccezione di Buon Pastore nel XII.

Per l’indicatore notturno nella stagione estiva (mappa in alto a destra) si registrano variazioni delle temperature comprese tra −2,2°C e +3,2°C, mentre in quello relativo al mese di luglio (mappa in basso a destra) sono comprese tra −1,4°C e +3,2°C. Anche in questo caso il fenomeno è più marcato in corrispondenza dei quartieri centrali, ma con un baricentro spostato verso sud e ovest, nel I municipio e in parte del II, VII, VIII, XI, XII e XIII. Nella stagione estiva le zone urbanistiche con le variazioni maggiori non sono quelle del centro ma della periferia storica a sud-ovest: Valco San Paolo, Marconi, Ostiense e Garbatella (sopra 2,7°C), e poi Tuscolano nord, Gianicolense, Colli Portuensi, Testaccio, San Lorenzo, Portuense e Pian Due Torri (sopra 2,3°C). Nel mese di luglio a queste zone sopra 2,3°C si aggiungono – tra quelle residenziali – anche Celio, Appio, Esquilino e Torpignattara. Al contrario, nella stagione estiva i quartieri con variazioni negative più consistenti sono a sud-est nel VI e VII municipio fuori dal GRA (Barcaccia, Giardinetti-Tor Vergata e Romanina) e nel X verso il litorale (Castel Fusano, Infernetto, Torrino, Ostia sud e Palocco). A luglio, invece, le uniche zone urbanistiche con variazioni negative sono Castel Fusano, Infernetto e Torrino, mentre variazioni basse ma positive, entro 0,8°C, vengono registrate soprattutto verso il litorale (Palocco, Ostia sud e nord, Ostia Antica, Acilia sud), ma anche a nord (Labaro e Settebagni) e ovest (Massimina).

A dimostrazione dell’influenza della densità del costruito e della cementificazione urbana sul fenomeno dell’isola di calore, infine, confrontando queste mappe con quelle di precedenti studi come la densità di popolazione [5] e il consumo di suolo [6], si nota una perfetta corrispondenza tra le zone della città maggiormente affette dalle isole di calore e quelle con maggiore densità abitativa e impermeabilizzazione del suolo.

Riferimenti

[1] Mohajerani A, Bakaric J, Jeffrey-Bailey T, 2017. The urban heat island effect, its causes, and mitigation, with reference to the thermal properties of asphalt concrete, Journal of Environmental Management, 197 522-538. In questo lavoro affrontiamo il tema delle isole di calore urbano. Un contributo nato dalla collaborazione del collettivo di #mapparoma (Keti Lelo, Salvatore Monni e Federico Tomassi) con Francesco Asdrubali, Professore ordinario di Fisica tecnica ambientale, e con Marta Roncone, dottoranda in Fisica tecnica del DIEM – Dipartimento di Ingegneria industriale, elettronica e meccanica, Università degli studi Roma Tre.

[2] IPCC. Global Warming of 1.5 °C. Online: https://www.ipcc.ch/sr15 .

[3] Guattari, C.Evangelisti, L.Balaras, C.A., 2018, On the assessment of urban heat island phenomenon and its effects on building energy performance: A case study of Rome (Italy), Energy and Buildings, 158, 605–615.

[4] Meteo Lazio, Meteo Lazio, (n.d.). https://www.meteoregionelazio.it/

[5] Lelo K, Monni S, Tomassi F, 2016. #mapparoma7. Il centro si spopola le periferie e l’hinterland crescono. Online: https://www.mapparoma.info/mappe/mapparoma7-centro-si-spopola-periferie-hinterland-crescono/

[6] Lelo K, Monni S, Tomassi F, 2016. #mapparoma8. La città che si espande e il boom dei prezzi immobiliari. Online: https://www.mapparoma.info/mappe/mapparoma8-citta-si-espande-boom-prezzi-immobiliari/