Dal magazine - edizione settembre/ottobre 2024
A partire dalla seconda metà del XX secolo, l’uomo ha sviluppato una crescente consapevolezza relativamente all’impatto che la sua attività ha sull’ambiente naturale, notando i segni tangibili dei danni ambientali. In risposta a queste sfide, il concetto di sviluppo sostenibile è emerso come un approccio per soddisfare i bisogni attuali senza compromettere la capacità delle future generazioni di soddisfare i propri. Questo concetto implica un equilibrio tra crescita economica, inclusione sociale e tutela ambientale.
Affrontare la questione ambientale richiede un cambiamento profondo nelle abitudini di consumo, nelle politiche economiche e nelle tecnologie; alla base di tutto, però, deve esserci una rinnovata coscienza che indichi quali sono gli obiettivi da raggiungere. In tutti i casi, pur nella complessità delle procedure e delle scelte, la parola d’ordine che dovrebbe guidare la progettazione è “ridurre gli sprechi”, e tutti gli sforzi della comunità scientifica e tecnica sono oggi rivolti alla loro quantificazione per pervenire ad un progetto “ottimale”. In questo contesto si posiziona il ripensamento della gestione delle acque, dal doppio punto di vista dell’approvvigionamento e dell’uso. Per il primo termine, il cambiamento climatico unitamente alla progressiva impermeabilizzazione dei suoli porta, durante gli eventi meteorici, ad avere maggiori volumi idrici che raggiungono più rapidamente, quindi con portate più alte, il ricettore. La naturale conseguenza è un maggiore rischio di allagamenti e, per le portate che raggiungono il depuratore, un maggiore costo di trattamento. Inoltre, in numerose aree del Nord Italia sono presenti pozzi di prima falda il cui funzionamento previene l’allagamento dei piani interrati; un altro caso, legato all’emungimento di acqua per scopi non potabili, è quello dello scambio termico. D’altro lato, in Italia siamo abituati ad usare acqua di qualità potabile (quindi estremamente elevata) anche nei casi che non lo richiedono: il lavaggio di pavimenti, l’irrigazione, l’attivazione delle cassette di scarico dei bagni.
Risulta del tutto evidente come la giustapposizione di questi “problemi” possa rivelarsi una risorsa, che consiste nell’utilizzare acque non convenzionali quando la potabilità non è richiesta. Un ostacolo è dato dal fatto che la costruzione di infrastrutture dell’ingegneria civile richiede molto tempo ed è molto costosa. Nei fatti, ad oggi le realizzazioni che prevedono l’uso di acqua non convenzionale sono poco numerose; mancano le infrastrutture (le “reti duali”) ed un conto economico che non tenga conto di tutti i parametri potrebbe fare pensare alla loro insostenibilità finanziaria. Inoltre, i costi dell’acqua proveniente da fonti non convenzionali sono estremamente sensibili a numerosi fattori, in particolare alle economie di scala relative alla domanda netta di acqua. Questo significa da una parte che non è prevedibile il futuro andamento dei costi, ma d’altra parte che l’efficacia dei costi dei sistemi alternativi di approvvigionamento aumenterà con l’aumento della domanda. Ciò potrebbe pertanto giustificare investimenti, da parte della Pubblica Autorità, che non guardino al bilancio economico a breve termine, ma siano aperti a ragionamenti a lungo termine.
Valutazione dei benefici socioeconomici del riuso delle acque meteoriche
La crescente attenzione verso la gestione sostenibile delle risorse idriche ha portato alla necessità di valutare l’impatto economico e finanziario dei progetti che promuovono il riuso delle acque. Attraverso un’analisi dettagliata dei costi e dei benefici (non sempre espliciti) associati al riuso delle acque (piovane o meno), viene fornita una panoramica delle opportunità e delle sfide ad essa legata, evidenziando come essa possa contribuire al supporto della transizione verso un utilizzo più sostenibile delle risorse idriche.
Lo strumento per valutare la convenienza sociale di un progetto per il riuso di acque non convenzionali è l’Analisi Costi Benefici (ACB) che consiste nell’identificare gli effetti di un investimento, misurarli in modo che possano essere sommati (benefici) o sottratti (costi), aggregati nel tempo (sconto intertemporale) e ponderati per la probabilità che si avverino.
È necessario chiarire due importanti concetti alla base di una corretta ACB: la prospettiva di lungo periodo e l’approccio incrementale. L’ACB adotta un orizzonte temporale di lungo termine, coerente con il settore in cui viene realizzato l’investimento. Nel caso dei servizi idrici, le cui vite utili possono essere molto lunghe, tale orizzonte temporale può superare i 40 anni. Inoltre, l’ACB confronta una o più alternative di progetto rispetto all’alternativa di riferimento (detta alternativa zero o controfattuale) nella quale il progetto non viene realizzato. La stima dei costi deve includere necessariamente l’investimento iniziale per la realizzazione dell’infrastruttura di recupero e riutilizzo acque e i costi di esercizio/manutenzione della stessa. A seconda della tecnologia scelta, l’investimento iniziale potrebbe includere la posa di una nuova rete di raccolta acque meteoriche, la realizzazione di una vasca di accumulo con pretrattamento, l’installazione di pompe di sollevamento per il trasferimento dei volumi raccolti, e la realizzazione delle reti di distribuzione (se non già esistenti) verso le utenze di riuso.
La valutazione dei costi di esercizio, in via preliminare, può limitarsi alla stima dei costi energetici necessari nel caso di uso di acqua potabile da acquedotto o di acqua tecnica non potabile. Tali stime possono essere parametrizzate a partire dai costi energetici per la captazione, distribuzione e potabilizzazione dell’acqua (kWh/m3) e dal costo dell’energia (€/kWh).
Per quanto riguarda i potenziali benefici, di seguito vengono elencati quelli che si potrebbero generare dal riuso delle acque meteoriche in un contesto urbanizzato. L’alternativa controfattuale di riferimento è rappresentata dalla situazione che si osserva nella stragrande maggioranza delle nostre città: le acque piovane vengono raccolte da reti fognarie di tipo misto e convogliate verso un depuratore.
Una prima serie di potenziali benefici è legata alla diversione delle acque piovane dalla rete fognaria, con la riduzione del rischio di allagamento e la diminuzione dei volumi di acqua non depurata scaricati dai manufatti sfioratori e inviati ai corpi idrici recettori. In funzione delle soluzioni tecniche per drenare le acque meteoriche, quelle basate sulle Nature Based Solution (aiuole drenanti, rain garden, ecc.) generano altri benefici, quali la regolazione del clima locale, il supporto alla biodiversità la contribuzione ad aspetti di benessere urbano (benefici ricreativi connessi ad un paesaggio urbano migliore). Uno degli elementi di potenziale beneficio collettivo è dato dalla riduzione delle emissioni climalteranti connessa alla riduzione del consumo di energia elettrica per i sollevamenti (minori sollevamenti da falda profonda) e ai trattamenti per la potabilizzazione.
Altri benefici sono riconducibili all’utilizzo di acque meno pregiate rispetto all’acqua potabile per usi che non necessitano acque ad elevata qualità. In questo caso, si avrà una riduzione dei costi per la potabilizzazione. Infine, l’uso di acqua piovana come acqua tecnica permette di ridurre l’utilizzo di acque pregiate (come quelle sotterranee) in contesti di siccità, ormai eventi divenuti “ordinari” nella nostra penisola. Un ulteriore aspetto da considerare rispetto alla valutazione dei costi/benefici dell’investimento è l’applicazione di eventuali tariffe specifiche e costruite ad hoc dai possibili gestori delle reti di distribuzione di acque non potabili. La remunerazione della distribuzione della risorsa idrica meno pregiata permetterebbe pertanto di recuperare in minor tempo l’investimento, incentivando due processi: il primo è un processo sociale, dove il costo minore al metro cubo consumato permette un risparmio puramente economico all’utente finale, spingendo di fatto la popolazione ad utilizzare questo tipo di risorsa in luogo a quella più cara (e pregiata); il secondo è un processo finanziario, dove la remunerazione congrua permetterebbe futuri investimenti nonché manutenibilità nel tempo.
L’approccio ingegneristico rispetto al recupero e riuso delle acque meteoriche
Oltre agli aspetti socioeconomici, cruciale risulta la verifica della fattibilità tecnica ed il dimensionamento ottimale dei sistemi di riuso. Di seguito vengono illustrate le valutazioni specifiche connesse ai sistemi di riutilizzo delle acque piovane. È chiaro, anzitutto, che la fattibilità e la sostenibilità di qualunque intervento di riuso acque siano strettamente legate alla disponibilità della risorsa stessa. Il primo passo per una valutazione risulta pertanto la stima dei volumi di pioggia disponibili. Tale stima può essere effettuata attraverso un’analisi idrologica nell’area di interesse, considerando le serie storiche di precipitazioni cadute sull’area, e calcolando le superfici che generano deflusso superficiale.
Applicando appositi coefficienti di deflusso (da modelli tarati ovvero da letteratura) si ottiene la serie temporale della pioggia netta, che consente di stimare i volumi di pioggia che possono essere intercettati dal sistema di raccolta. I volumi di pioggia che cadono sull’area di interesse possono essere captati attraverso apposita rete di raccolta per poi essere convogliati, previo trattamento di filtrazione/sedimentazione, verso un volume di stoccaggio, come ad esempio una vasca di accumulo sotterranea. Da qui, la risorsa idrica, a seconda delle necessità e delle disponibilità, verrà poi rilanciata tramite sistemi di pompaggio verso le utenze finali per il riutilizzo. Parallelamente occorre un’analisi dettagliata dei fabbisogni idrici per gli usi non potabili.
Ad esempio, l’acqua raccolta può essere utilizzata per l’irrigazione di aree verdi, il lavaggio di aree pavimentate, il lavaggio di autovetture, lo scarico dei servizi igienici (WC), lo scambio termico. Il fabbisogno idrico per l’irrigazione si calcola in funzione della superficie del tappeto erboso e del numero/tipologia di alberi, nonché del clima del sito di intervento. Il fabbisogno per lavaggio di aree pavimentate e auto, dipende da: frequenza dei lavaggi, superficie stradale e/o numero di auto da lavare, volume di acqua per ogni intervento di pulizia. Infine, il fabbisogno idrico per gli scarichi dei WC è calcolato in base alla tipologia di utenze (residenziali, industriali, ricreative, …) ed alla frequenza di utilizzo.
Valutate le disponibilità idriche e i fabbisogni richiesti, si può procedere con la determinazione del volume di invaso ottimale per il sistema di raccolta delle acque meteoriche. Tale volume deve essere idealmente sufficiente a coprire i fabbisogni idrici totali durante i periodi di scarsa piovosità. L’effettiva dimensione della vasca, tuttavia, viene calcolata in modo da ottimizzarne il costo e l’efficacia, sopperendo alla mancanza d’acqua laddove possibile tramite installazione di pozzi di prima falda, in maniera tale da garantire un approvvigionamento solido.
