Air pollution has become one of the most pressing environmental and health issues for cities worldwide. According to the World Health Organization (WHO), nearly 90% of urban areas exceed the recommended air quality standards for pollutants like nitrogen dioxide (NO2) and particulate matter (PM2.5), which are linked to health issues such as heart disease, lung cancer, and respiratory disorders. In fact, the State of Global Air Report 2024 that 8.1 million deaths were attributed to air pollution globally in 2021, with the greatest health impacts occurring in cities across Asia, Africa, and Eastern Europe.
L’inquinamento dell’aria è uno dei problemi ambientali e sanitari più gravi del nostro tempo. Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), quasi il 90% delle aree urbane supera i limiti raccomandati per il biossido di azoto (NO₂) e il particolato fine (PM₂.₅). Questi inquinanti sono collegati a malattie respiratorie, problemi cardiovascolari e una riduzione dell’aspettativa di vita.Il rapporto State of Global Air 2024 indica che nel 2021, 8,1 milioni di decessi a livello globale sono stati attribuiti all’inquinamento atmosferico – con gli impatti più gravi in Asia, Africa ed Europa orientale.
Le città ad alta densità edilizia sono particolarmente vulnerabili. Qui, strade strette, traffico intenso e scarsa circolazione dell’aria aggravano il problema. Un fattore chiave è rappresentato dalle gole urbane, che intrappolano gli inquinanti e limitano il ricambio d’aria.
Nelle città come Hong Kong, i grattacieli sono spesso costruiti molto vicini tra loro. Questo crea microclimi in cui l’aria ristagna e gli inquinanti si accumulano. Senza un’adeguata ventilazione, le emissioni rimangono intrappolate vicino al suolo.
A Mong Kok questo problema è particolarmente evidente. Correnti d'aria deboli e traffico intenso fanno sì che gli inquinanti rimangano sospesi per ore, se non per giorni. Il risultato? Una qualità dell’aria costantemente bassa e un rischio maggiore per la salute di residenti e pedoni.
Image source: Jeffrey Chang
Grazie a ENVI-met, Chang ha analizzato come la direzione del vento, la geometria degli edifici e il flusso del traffico influenzino la dispersione dell’NOₓ – e quali soluzioni possano migliorare la situazione.
Le simulazioni hanno fornito dati preziosi su come si sviluppa l’inquinamento nelle gole urbane – e su come ridurne la concentrazione:
Questi risultati dimostrano che una pianificazione urbana mirata può contribuire a ridurre l'inquinamento atmosferico. ENVI-met aiuta le città a simulare diverse soluzioni prima della loro attuazione. Tre elementi chiave si rivelano particolarmente efficaci: infrastrutture verdi, una disposizione strategica degli edifici e una gestione intelligente del traffico. Il verde urbano, come alberi e facciate vegetali, può filtrare gli inquinanti e migliorare la circolazione dell’aria. Una distribuzione più aperta degli edifici permette al vento di disperdere meglio gli inquinanti. Un traffico più fluido aiuta a ridurre la formazione di accumuli di emissioni. Anche il vento è una risorsa da sfruttare. ENVI-met mostra dove e come è possibile incanalare le brezze urbane per migliorare la qualità dell’aria, evitando al contempo correnti d’aria indesiderate che potrebbero influire negativamente sul microclima.
Lo studio ha evidenziato che, in ambienti urbani densi come le strette strade canyon di Hong Kong, l’aria stagnante può intrappolare emissioni nocive come NOx e particolato, creando hotspot locali con livelli di inquinamento elevati. Al contrario, un flusso d’aria ottimizzato favorisce la dispersione degli inquinanti, riducendo l’esposizione e migliorando la qualità dell’aria. Le capacità di simulazione ad alta risoluzione di ENVI-met sono fondamentali per comprendere queste complesse interazioni. Il modello tridimensionale del flusso d’aria consente di analizzare il movimento dell’aria attorno agli edifici, identificando aree con velocità del vento elevate e turbolenze, così come zone con bassa circolazione e accumulo di masse d’aria stagnante.
Queste informazioni permettono ai pianificatori urbani di individuare gli hotspot di inquinamento e valutare strategie di mitigazione, come la modifica della disposizione degli edifici o l’integrazione di facciate verdi per migliorare la ventilazione. Grazie a queste analisi, ENVI-met supporta la progettazione di città più sostenibili, riducendo l’inquinamento atmosferico e promuovendo spazi urbani più salubri.