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Il ridisegno urbano degli spazi pubblici ai tempi del Covid

Nuovi metodi e strumenti a supporto della progettazione di spazi resilienti alle nuove sfide sanitarie globali

Dal momento che le uniche armi contro la diffusione del Covid-19 sono il distanziamento sociale, l’impiego della mascherina e il rispetto di un’accurata igiene, si rende sempre più necessario ripensare dal punto di vista della fruizione gli spazi pubblici, non solo quelli “al chiuso” (hotel, ristoranti, musei, teatri), ma anche quelli “all’aperto” (piazze, parchi).

Un pezzo di vita collettiva, legata allo svolgimento di manifestazioni o eventi musicali e sportivi negli spazi pubblici, rischia altrimenti di essere cancellato.

Quelli che erano i luoghi di aggregazione pensati per far stare la gente vicino oggi vanno ripensati per farla stare “non troppo vicino”, in modo da rispettare il distanziamento sociale. La diffusione del virus, del resto, dipende dalla densità abitativa.

È indubbio che nei grandi centri metropolitani l’incidenza della diffusione sia più alta. Attorno ai distretti lavorativi e commerciali, il virus corre più facilmente ponendoci di fronte a un problema molto complicato: trovare il punto di equilibrio tra la salute pubblica, l’economia di tutti i giorni e l’identità collettiva.

  • Covid
    1A can
    1A. Il complesso di Porta Nuova Garibaldi a Milano
  • Milano
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    1B. Il complesso di Porta Nuova Garibaldi a Milano

Gli strumenti di simulazione numerica, in particolare di analisi dinamica del movimento di folle, possono supportare il team di Progettisti (Architetti, Urban Designer, Consulenti della sicurezza) nel ridisegno degli spazi urbani.

Dal punto di vista metodologico, aree caratterizzate da concentrazione di folla vanno riviste nel sistema dei varchi di ingresso/uscita e nei percorsi lungo i quali le persone possono muoversi.

Uno studio approfondito, che illustra da una parte la metodologia adottata e dall’altra come gli strumenti di modellazione numerica consentono di verificare dal punto di vista quantitativo l’efficacia del progetto, è stato svolto per il distretto Porta Nuova Garibaldi a Milano. Il progetto è stato sviluppato da GAe Engineering con la collaborazione di Cantene (www.cantene.it) per lo sviluppo della parte di modellazione numerica. 

La metodologia

La Società di ingegneria GAe Engineering si è occupata del ridisegno degli spazi secondo il seguente schema metodologico:

  • identificazione del perimetro che individua il dominio di intervento sul quale sono definiti i varchi di ingresso e uscita;
  • definizione dei percorsi per consentire agli utenti la possibilità di muoversi all’interno dell’area in modo da raggiungere tutti i punti di interesse (palazzine uffici, esercizi per la ristorazione, locali commerciali) senza che vi siano flussi convergenti e/o punti di incrocio tali da generare assembramenti;
  • definizione del sistema di controllo e conteggio degli utenti in ingresso/uscita dal dominio di interesse al fine di garantire che non si superi nell’area un numero limite di utenti al di sopra del quale la probabilità di avere assembramenti diventa troppo alta.
GAe Engineering
2. La configurazione dei flussi (GAe Engineering)

L’attività di ridisegno passa attraverso l’elaborazione di alcune configurazioni alternative che sono verificate attraverso l’impiego della modellazione numerica. L’obiettivo dell’analisi è assicurare che la circolazione degli utenti all’interno delle aree avvenga nel rispetto del vincolo di distanziamento sociale (almeno 1 m), ovvero:

  • determinare il valore di affollamento massimo in condizioni dinamiche per il quale sia possibile garantire il distanziamento sociale, ovvero ridurre il rischio di assembramento sul dominio;
  • identificare le aree in cui è maggiore la probabilità che possano insorgere fenomeni di assembramento.

L’analisi è svolta monitorando l’andamento nel tempo del valore di affollamento massimo facendo variare il comportamento aggregato degli utenti: i percorsi di ciascun utente e/o gruppo di utenti e il tempo trascorso nelle eventuali tappe/stazioni in cui ciascun utente e/o gruppo di utenti si ferma. 

L’analisi quantitativa

L’analisi è stata svolta da Cantene mediante l’applicazione Pathfinder™ (software sviluppato dalla Società americana Thunderhead Engineering) che usa un’intelligenza artificiale di tipo agent-based.

Ogni agente all’interno dell’ambiente di simulazione rappresenta un individuo ed è caratterizzato da comportamenti individuali e obiettivi propri. Gli agents possono essere organizzati in gruppi, ad esempio nuclei familiari. Il movimento degli agents così risultante è fluido ed estremamente realistico.

Cantene
3. L’analisi è stata svolta da Cantene mediante l’applicazione Pathfinder™ (software sviluppato dalla Società americana Thunderhead Engineering) che usa un’intelligenza artificiale di tipo agent-based

Ad ogni istante di tempo, ogni agent esamina l’ambiente circostante e prende decisioni in funzione delle condizioni in cui si trova (densità, distanza reciproca rispetto agli altri utenti) e del proprio obiettivo.

Per tenere conto delle misure di distanziamento sociale, Pathfinder™ è stato aggiornato in modo da gestire i parametri social distance e comfort distance che permettono di caratterizzare ulteriormente gli agents definendo un valore desiderato di interdistanza. In fase di simulazione questi valori, in funzione del movimento reciproco degli utenti e della configurazione geometrica degli spazi, possono cambiare.

Nel caso del distretto Porta Nuova Garibaldi a Milano, le analisi di dinamica delle folle sono sviluppate a partire da uno scenario 0 di riferimento che riguarda la situazione ordinaria pre-Covid. Sono poi stati considerati degli use cases relativi a specifiche situazioni:

  • giornata lavorativa: orario 8.00-10.00 a.m., in cui gli utenti che transitano nel dominio sono principalmente quelli diretti agli uffici;
  • giornata di shopping: fine settimana.

Per ogni scenario è stato valutato il comportamento aggregato degli utenti in una finestra temporale fissata (30 minuti e/o 1ora) pari alla durata della simulazione.

Piazza Gae Aulenti
4. SU (Social Usage) su Piazza Gae Aulenti

I driver dell’analisi sono l’affollamento e il direzionamento dei flussi in accordo con le logiche gestionali.

La simulazione permette di calcolare il valore dei seguenti parametri:

  • social usage (SU): indica per ogni punto del dominio il numero di utenti che si trovano in un’area di raggio = 1 m;
  • longest occupant time (LOT): la durata dell’interazione massima con un altro utente, ovvero il tempo trascorso a una distanza reciproca inferiore al distanziamento sociale raccomandato (1 m).

Il confronto dei risultati ottenuti attraverso l’analisi quantitative consente di misurare l’efficacia di una configurazione rispetto a un’altra. Il criterio di accettabilità si basa sulla social usage in combinazione con i valori cumulati del longest occupant time. Quando il valore di social usage misurato nell’area è 2 le condizioni di distanziamento sociale si possono ritenere accettabili.

I risultati

Di seguito sono riportati i risultati relativi alla configurazione giornata lavorativa. Le simulazioni per un affollamento massimo di 2.000 utenti hanno mostrato che:

  • il valore di social usage è inferiore a 2 (colori blu-azzurro in Figura 5), a eccezione di alcuni punti in cui non si può escludere la presenza di flussi convergenti. Il valore massimo registrato è 4 (colore arancione in Figura 5). Si tratta però di fenomeni limitati sia dal punto di vista spaziale che temporale;
  • l’85% degli utenti sperimenta un’interazione massima reciproca della durata di circa 1 minuto (Figura 6). Si tratta pertanto di situazioni molto circoscritte dal punto di vista temporale.

La ricerca e gli sviluppi futuri

L’analisi si basa sugli strumenti software attualmente disponibili, imperniati sull’ipotesi che il principale fattore di rischio sia la prossimità tra le persone.

È importante però sviluppare una metodologia più articolata, in grado di far fronte a nuove scoperte scientifiche sui meccanismi di trasmissione, di questo e altri potenziali virus, svincolando l’analisi dal solo concetto di prossimità.

  • Social Usage
    5 can
    5. L’SU (Social Usage)
  • simulazione
    6 can
    6. Il LOT (Longest Occupant Time)

A questo scopo, Cantene ha avviato un progetto di ricerca con l’università di Lund in Svezia e con la collaborazione di ricercatori della Massey University in Nuova Zelanda, da cui è scaturito un primo paper scientifico [1] sul tema della quantificazione dell’esposizione al rischio di contagio in funzione delle modalità di trasmissione.

Bibliografia

[1]. E. Ronchi, R. Lovreglio – “EXPOSED: An occupant exposure model for confined spaces to retrofit crowd models during a pandemic,” Safety Science, doi: 10.1016/j.ssci.2020.104834.

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