Notizie
Attenuare le conseguenze delle piogge intense con le infrastrutture blu e verdi
10 ottobre 2024 |
Più della metà della rete di canalizzazioni in Svizzera è costituita da condotte che raccolgono non soltanto le acque reflue, ma anche le acque meteoriche che defluiscono da superfici impermeabilizzate, come p.es. le strade e i tetti. Questo è un problema quando si verificano precipitazioni intense: le canalizzazioni e gli impianti di depurazione raggiungono i limiti delle proprie capacità e le acque miste non trattate devono essere incanalate nei corpi idrici. Ciò compromette la qualità dell’acqua e contamina gli ecosistemi acquatici. Al fine di evitare questo straripamento di acque meteoriche e acque reflue domestiche (straripamento delle acque miste), occorre evitare che in caso di piogge intense defluiscano troppe acque meteoriche nelle canalizzazioni.
Oltre all’infrastruttura «grigia» – come i bacini di scarico delle acque miste o i serbatoi idrici sotterranei – esiste una serie di infrastrutture blu e verdi (BGI) che consentono alle acque meteoriche di infiltrarsi nel terreno o di essere temporaneamente immagazzinate. Tali infrastrutture includono p.es. tetti verdi, pozzetti di drenaggio piantumati, stagni o manti permeabili. «Questo potenziale è noto già da tempo», spiega Lauren Cook, capogruppo presso l’Istituto per la Ricerca sulle Acque Eawag. «Poco chiaro è stato invece finora come cambierà l’utilità delle infrastrutture blu e verdi in un clima futuro con precipitazioni intense più frequenti e quali sono le combinazioni di elementi BGI che saranno in grado di ridurre maggiormente lo straripamento delle acque miste in tali condizioni.» Questo è l’aspetto che la capogruppo ha approfondito con il suo team.
Più precipitazioni intense, più straripamenti delle acque miste
In un primo studio, i ricercatori e le ricercatrici hanno modellato con sei diversi scenari climatici come lo straripamento delle acque miste potrebbe cambiare in futuro nel comune zurighese di Fehraltorf. «La Eawag gestisce a Fehraltorf, congiuntamente con l’ETH di Zurigo, un laboratorio sul campo per la ricerca sulle acque reflue. La rete di canalizzazioni è equipaggiata con oltre 300 sensori», spiega Giovan Battista Cavadini, dottorando del gruppo di ricerca di Lauren Cook. «Sulla scorta dei dati di misurazione, che risalgono a otto anni fa, siamo riusciti a calibrare il nostro modello, ottenendo così un alto grado di affidabilità per gli scenari futuri dello straripamento delle acque miste.» Dalla modellazione è risultato che il volume di straripamento delle acque miste a partire dall’anno 2085 potrebbe aumentare del 150 e fino al 250 percento circa a seconda dello scenario climatico. «Attraverso un’ulteriore simulazione abbiamo potuto dimostrare che la rete di canalizzazioni si congestionerebbe meno se nel bacino imbrifero fosse presente il maggior numero possibile di tetti verdi, pozzetti di drenaggio o manti permeabili», spiega Cavadini. Gli effetti più potenti sono stati quelli dei tetti verdi, ma solo a condizione che lo scarico venga condotto su una superficie permeabile.
Le infrastrutture blu e verdi combinate potrebbero prevenire l’aumento del volume
Poiché solitamente, nella pratica, non viene impiegato un elemento BGI singolo, i ricercatori e le ricercatrici hanno modellato, in un secondo studio, gli effetti di 15 diverse combinazioni BGI sullo straripamento delle acque miste in un clima futuro. Oltre a tetti verdi, pozzetti di drenaggio e manti permeabili, sono stati considerati anche gli stagni.
I risultati migliori si sono avuti combinando i pozzetti di drenaggio con i manti permeabili, con gli stagni o con entrambi. Per ognuno dei quattro modelli climatici analizzati, queste combinazioni hanno evitato un aumento sia del volume che della frequenza degli straripamenti di acque miste, e ciò anche se soltanto un quarto della superficie potenziale fosse equipaggiata con questi elementi. Le altre combinazioni BGI analizzate potrebbero attenuare perlomeno un aumento del volume.
«La nostra modellazione sottolinea l’importanza della varietà di infrastrutture blu e verdi per preparare il sistema di gestione delle acque reflue al cambiamento climatico», asserisce Cavadini. «Ogni elemento BGI ha i propri punti di forza: in caso di precipitazioni continue e costanti sono adatti i pozzetti di drenaggio, perché riescono a raccogliere l’acqua per periodi prolungati; in caso di pioggia intensa sono invece più indicati gli stagni, che possono recepire rapidamente grandi masse d’acqua.»
«La nostra modellazione sottolinea l’importanza della varietà di infrastrutture blu e verdi per preparare il sistema di gestione delle acque reflue al cambiamento climatico».
Giovan Battista Cavadini
Maggiore efficienza in termini di costi rispetto all’infrastruttura grigia
I ricercatori e le ricercatrici hanno tenuto conto non soltanto dell’utilità, ma anche dei costi delle infrastrutture blu e verdi combinate. Considerando le spese di installazione, funzionamento e manutenzione, hanno calcolato quanto costerà in un clima futuro evitare un metro cubo di straripamento delle acque miste. Un terzo delle combinazioni BGI analizzate – tra queste anche quelle che hanno impedito in toto un aumento degli straripamenti delle acque miste – risulta più efficiente in termini di costi rispetto a un convenzionale bacino di scarico delle acque miste. «E senza considerare che le infrastrutture blu e verdi sono multifunzionali», aggiunge Lauren Cook. «Queste infrastrutture possono non solo assorbire le acque meteoriche, ma nel contempo riescono anche a mitigare il calore e a favorire la biodiversità nell’area urbana, e tutto ciò allo stesso prezzo.»
Modellazione come supporto decisionale per il drenaggio nelle zone d’insediamento
Anche se i risultati delle modellazioni valgono unicamente per Fehraltorf e sono applicabili solo in parte all’intera Svizzera, i ricercatori e le ricercatrici, con la loro metodologia, hanno comunque fatto un primo passo importante per la pianificazione. «Il nostro metodo può servire nella pratica come supporto decisionale per valutare quanti e quali tipi di infrastrutture blu e verdi saranno necessari ai fini della riduzione degli straripamenti delle acque miste per un determinato bacino imbrifero», afferma Cavadini.
E Cook sottolinea: «Il nostro lavoro di ricerca dimostra quanto sia importante ai fini del drenaggio nelle zone d’insediamento lavorare non con i dati climatici attuali, bensì con scenari climatici. Infatti, in un clima futuro con precipitazioni intense più frequenti, l’effetto e l’efficienza in termini di costi delle infrastrutture blu e verdi saranno molto maggiori rispetto a oggi. È giunto il momento di riconsiderare il drenaggio nelle zone d’insediamento e di impiegare le infrastrutture blu e verdi su più vasta scala.» In caso contrario, in futuro potrebbero fluire quantità ancora maggiori di acque miste nei corpi idrici, con conseguenze negative non solo per gli ecosistemi acquatici ma, nel peggiore dei casi, anche per i bagnanti e per la qualità dell’acqua potabile.
Foto di copertina: Gli stagni, come qui a Opfikon (ZH), possono recepire grandi quantità d’acqua in breve tempo. Questo sarà importante in futuro, quando a causa del cambiamento climatico le precipitazioni intense diventeranno più frequenti e più violente. (Foto: Eawag, Max Maurer).
Pubblicazioni originali
Finanziamento / Cooperazione
- Eawag
- ETH di Zurigo
- Swiss National Supercomputing Centre
- University of Exeter
- University of Queensland
- City University of Hong Kong
- Fondo nazionale svizzero