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Materiali, macchine, comunicazione e città · Città, infrastrutture e trasporti

Infrastrutture e mobilità

Ogni mattina a Milano migliaia di studenti raggiungono la scuola in modi diversi: a piedi, in bici, in tram, in metropolitana, in auto. Qual è la scelta migliore? Dipende dal tempo che si impiega, dai costi, dall'inquinamento e da cosa la città mette a disposizione. Alla fine della pagina saprai confrontare queste scelte con i numeri.

Le infrastrutture della città

Un'infrastruttura è un'opera o una rete che permette a una città di funzionare e risponde a un bisogno dei cittadini. Spesso la notiamo solo quando smette di funzionare.

Infrastruttura Bisogno a cui risponde
Rete idrica e acquedotto acqua potabile
Fognature e depuratori allontanare e trattare le acque di scarico
Rete elettrica e del gas energia per case e imprese
Strade, ponti, piste ciclabili spostarsi a piedi, in bici, in auto
Ferrovie, metropolitana, tram spostare molte persone in modo rapido
Porti e aeroporti collegamenti a lunga distanza e merci
Raccolta rifiuti ed ecocentri smaltire e riciclare
Reti di telecomunicazione comunicare e collegarsi a internet
Parchi e verde pubblico salute, svago, aria più pulita
Schema di una città con strada, ferrovia, rete idrica e area verde, ciascuna collegata al proprio bisogno Strada: spostarsi Ferrovia: trasporto di massa Rete idrica: acqua potabile Parco: salute e svago
Esercitati★☆☆Da iniziare
Elenca almeno cinque infrastrutture di una città (ad esempio rete idrica, fognature…) e indica a quale bisogno risponde ciascuna.

Elenca almeno cinque infrastrutture di una città (ad esempio rete idrica, fognature…) e indica a quale bisogno risponde ciascuna.

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I mezzi di trasporto

I mezzi si classificano in base all'ambiente in cui si muovono.

  • Strada: autobus, auto, motorino, bicicletta, monopattino.

  • Ferrovia (rotaia): treno regionale, Frecciarossa, tram, metropolitana.

  • Acqua: traghetto, vaporetto, aliscafo.

  • Aria: aereo, elicottero.

Si distingue poi il trasporto pubblico (autobus, tram, treno: tanti passeggeri, orari e linee fissi) dal trasporto privato (auto, bici: flessibile, ma con meno persone per veicolo). La mobilità sostenibile privilegia andare a piedi, in bici e con i mezzi pubblici perché consumano meno energia e inquinano meno per persona.

Esercitati★☆☆Da iniziare
Classifica questi mezzi in trasporto su strada, ferrovia, acqua o aria: tram, vaporetto, autobus, aliscafo, treno regionale, aereo, monopattino.

Classifica questi mezzi in trasporto su strada, ferrovia, acqua o aria: tram, vaporetto, autobus, aliscafo, treno regionale, aereo, monopattino.

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Velocità e tempi di viaggio

La velocità media è il rapporto tra lo spazio percorso e il tempo impiegato:

$$v = \frac{s}{t} \qquad\Rightarrow\qquad t = \frac{s}{v}$$

Perché funziona? Se vai a 60 km/h, ogni ora fai 60 km: dividendo lo spazio per il tempo trovi quanti chilometri fai in un'ora. Attenzione alle unità: se $s$ è in km e $t$ in ore, $v$ è in km/h.

Il tempo spesso è dato in ore e minuti: va convertito in ore decimali, dividendo i minuti per 60. Esempio: 30 minuti sono $30 : 60 = 0{,}5$ h.

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Un treno regionale percorre 156 km in 2 ore e 24 minuti. a) Converti il tempo in ore decimali. b) Calcola la velocità media in km/h con $v = \frac{s}{t}$.

Un treno regionale percorre 156 km in 2 ore e 24 minuti.

  1. a) Converti il tempo in ore decimali.
  2. b) Calcola la velocità media in km/h con $v = \frac{s}{t}$.
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Confrontare le scelte di mobilità

Per scegliere come spostarsi bisogna confrontare più criteri: tempo, costo, emissioni, comfort, sicurezza. Il tempo totale comprende anche attese e tratti a piedi.

Consumi ed emissioni

Se un veicolo consuma $c$ litri ogni 100 km e fa $d$ km, il carburante usato è $\dfrac{c \cdot d}{100}$. Le emissioni di CO₂ si ottengono moltiplicando i litri per i kg di CO₂ per litro. Dividendo per il numero di passeggeri si ottengono le emissioni per passeggero: il vero dato per confrontare i mezzi.

Esercitati★★☆Da iniziare
Per andare da casa a scuola a Milano hai tre opzioni: a piedi (2,4 km a 4,8 km/h), in bici (2,4 km a 15 km/h), in autobus (12 minuti più 6 minuti di attesa e 5 minuti a…

Per andare da casa a scuola a Milano hai tre opzioni: a piedi (2,4 km a 4,8 km/h), in bici (2,4 km a 15 km/h), in autobus (12 minuti più 6 minuti di attesa e 5 minuti a piedi).

  1. a) Calcola il tempo di ciascuna opzione in minuti.
  2. b) Quale è più veloce e quale più sostenibile?
  3. c) Cosa può cambiare in caso di pioggia o di traffico?
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Un autobus urbano a Torino consuma 38 L di gasolio ogni 100 km e produce circa 2,65 kg di CO₂ per litro bruciato. Fa 220 km al giorno. a) Calcola il consumo giornaliero…

Un autobus urbano a Torino consuma 38 L di gasolio ogni 100 km e produce circa 2,65 kg di CO₂ per litro bruciato. Fa 220 km al giorno.

  1. a) Calcola il consumo giornaliero di gasolio.
  2. b) Calcola le emissioni giornaliere di CO₂.
  3. c) Se trasporta in media 25 passeggeri, calcola le emissioni per passeggero al giorno e quelle per passeggero-km; confronta poi, su uno stesso tragitto di 10 km, un passeggero dell’autobus con un’auto che emette 0,12 kg/km con un solo passeggero.
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Pianificare la città e valutare i costi

Chi progetta una città deve calcolare costi, superfici e capacità, e poi valutare le conseguenze della scelta con pro e contro.

  • Costo totale = costo unitario · quantità. Un contributo del $p\%$ riduce la spesa: la parte a carico del comune è $(100 - p)\%$ del totale.

  • Superfici: $1\ \text{ha} = 10.000\ \text{m}^2$. Una percentuale di un'area si calcola moltiplicando l'area per $\dfrac{p}{100}$.

  • Capacità: per sapere quanti mezzi servono si divide la capacità richiesta per quella di un mezzo (arrotondando per eccesso).

Pro e contro

Per scegliere tra tecnologie diverse (autobus diesel, autobus elettrico, tram) si confrontano in una tabella costo, emissioni locali, flessibilità e capacità.

Costo Emissioni locali Flessibilità Capacità
Autobus diesel basso alte alta media
Autobus elettrico medio nulle alta media
Tram alto (binari) nulle bassa (percorso fisso) alta

Una linea con tanti passeggeri giustifica un'infrastruttura costosa come il tram; una con pochi passeggeri no.

Ogni infrastruttura ha un impatto ambientale: consuma risorse (suolo, materiali, energia), produce emissioni e rumore e, a fine vita, pone problemi di dismissione e smaltimento. Per questo si valutano rischi e opportunità di ogni scelta, ad esempio se una nuova strada risolve davvero il problema del traffico o lo sposta soltanto.

Una città inclusiva garantisce anche l'accessibilità: marciapiedi senza barriere, rampe, ascensori, semafori acustici, pianali ribassati sui mezzi.

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Il comune di Parma vuole realizzare 12 km di nuove piste ciclabili. Il costo è 180.000 € al chilometro. a) Calcola il costo totale. b) Se il comune riceve un contributo…

Il comune di Parma vuole realizzare 12 km di nuove piste ciclabili. Il costo è 180.000 € al chilometro.

  1. a) Calcola il costo totale.
  2. b) Se il comune riceve un contributo regionale del 35 %, calcola la parte a carico del comune.
  3. c) Elenca tre vantaggi per i cittadini oltre al risparmio di CO₂.
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Una città di 80.000 abitanti ha il 55 % degli spostamenti in auto, il 25 % con trasporto pubblico, il 15 % a piedi e il 5 % in bici. Si vuole ridurre la quota dell'auto…

Una città di 80.000 abitanti ha il 55 % degli spostamenti in auto, il 25 % con trasporto pubblico, il 15 % a piedi e il 5 % in bici. Si vuole ridurre la quota dell'auto al 40 % trasferendo i viaggi in parti uguali a trasporto pubblico e bici.

  1. a) Calcola le nuove percentuali.
  2. b) Se ogni abitante fa 2 spostamenti al giorno, calcola quanti spostamenti in auto si evitano.
  3. c) Quali infrastrutture servono per sostenere il cambiamento?
  4. d) Proponi tre indicatori per valutare il successo del piano dopo un anno.
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Un quartiere di Bari ha un'area di 4 ettari da riqualificare. Deve contenere: verde pubblico (almeno 30 %), parcheggi (15 %), una zona pedonale e servizi. a) Calcola in…

Un quartiere di Bari ha un'area di 4 ettari da riqualificare. Deve contenere: verde pubblico (almeno 30 %), parcheggi (15 %), una zona pedonale e servizi.

  1. a) Calcola in m² le superfici minime di verde e parcheggi (1 ha = 10.000 m²).
  2. b) Se un posto auto richiede 12,5 m², quanti posti si possono realizzare?
  3. c) Proponi una distribuzione delle aree rimanenti e giustificala.
  4. d) Come garantiresti l'accessibilità alle persone con disabilità?
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Confronta tre tecnologie per il trasporto pubblico di una città media: autobus diesel, autobus elettrico e tram. a) Indica per ciascuno vantaggi e svantaggi in termini…

Confronta tre tecnologie per il trasporto pubblico di una città media: autobus diesel, autobus elettrico e tram.

  1. a) Indica per ciascuno vantaggi e svantaggi in termini di costo, emissioni locali, flessibilità e capacità.
  2. b) Il tram trasporta 200 persone, l'autobus 80: quanti autobus servono per eguagliare la capacità di 5 tram?
  3. c) Quale sceglieresti per una linea con 6.000 passeggeri all'ora? Giustifica con i dati.
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In sintesi

Vuoi sapere com'è finita la scelta del mattino a Milano? Dipende dai numeri: la bici vince sul tempo e sull'ambiente, ma pioggia e distanza possono far preferire il mezzo pubblico.

Vedi tutti gli esercizi di questa sezione