Dal magazine - edizione luglio/agosto 2024
La variabilità degli eventi meteorici
In Lombardia, il mese di maggio 2024 è stato caratterizzato da un punto di vista idrologico da accumuli di pioggia anche tre volte superiori alla media mensile per il periodo trentennale 1991-2020. La zona più colpita è stata quella tra il Milanese (Milano – maggio 2024: 321 mm, media 1991/2020: 96 mm, +234%) e il Pavese (Pavia – maggio 2024: 223 mm, media 1991/2020: 67 mm, +233%), dove si sono registrate precipitazioni pari ad oltre il triplo di quelle usualmente caratterizzanti il periodo. Il maggior cumulo si è verificato il 15 maggio, quando nel Comune di Milano sono precipitati ben 97 mm di pioggia, con punte di oltre 150-170 mm registrate in provincia e nel Lodigiano. Se si estende l’analisi dagli anni ’50 del secolo scorso ad oggi, emerge che il mese considerato è, per molte località, annoverabile tra i mesi di maggio maggiormente piovosi. A Pavia esso risulta il più consistente, mentre a Mantova e Milano si identifica come terzo assoluto. È necessario segnalare come questo periodo meteorologicamente ragguardevole abbia avuto origine già in febbraio: si pensi che a Milano dall’inizio del 2024 sono stati registrati 883 mm, valore che non ha precedenti negli ultimi 261 anni di storia (i rilevamenti nella sede dell’osservatorio di Brera risalgono al 1764). Considerando che la pioggia cumulata media annua nel capoluogo meneghino è di circa 910 mm, questo dato assume particolare rilevanza: nei primi cinque mesi è precipitata al suolo la stessa quantità di pioggia che usualmente incorre durante l’interno anno (Dati fonte Arpa Lombardia – estrapolazione piogge cumulate dell’osservatorio di Brera nel comune di Milano).
A fronte di tali eventi meteorici, gli effetti sul reticolo di drenaggio e sulle condizioni di rischio idraulico sono stati particolarmente impattanti. Un ulteriore aspetto critico che non consente un agevole inquadramento di questi fenomeni è da ricercarsi nell’analisi statistica delle piogge, in considerazione del fatto che un tale regime pluviometrico risulta notevolmente discostante da quanto osservato nei decenni passati. I dati impiegati, onde fornire parametri statistici finalizzati a modellare tali eventi meteorici, si basano su regimi pluviometrici concepiti come variabili aleatorie stazionarie e non evolutive, le quali appaiono inadeguate di fronte al cambiamento climatico in atto. Senza un’accorta attualizzazione delle statistiche, la gravità dei fenomeni, espressa tramite il tempo di ritorno, potrebbe risultare difforme rispetto all’esperienza attuale; ovvero simulando eventi sintetici basati sui parametri attualmente disponibili, l’intensità relativa a un tempo di ritorno fissato potrebbe risultare sottostimata; di converso, un evento di pioggia reale verificatosi di recente verrebbe associato a un tempo di ritorno significativamente più elevato rispetto a quanto non suggerirebbe la comune osservazione. È evidente che, in attesa di un possibile adeguamento delle tecniche statistico-previsionali, una corretta progettazione idrologico-idraulica debba da un lato seguire rigorosamente tutti i criteri tecnici, dall’altro attuare valutazioni cautelative, aspetto che pare più che mai cruciale e profondamente necessario alla luce degli eventi recenti.
Le strategie di attenuazione del rischio idraulico nei sistemi di drenaggio complessi
L’analisi fenomenologica descritta rende evidente l’importanza insita negli strumenti di pianificazione dei sistemi di drenaggio delle nostre città. Le aree urbane sono, per loro natura, caratterizzate da tempi di corrivazione bassi (la pioggia, scorrendo su aree pavimentate e regolari, incontra pochi ostacoli ed impiega un tempo molto ridotto a raggiungere la rete fognaria) e da coefficienti di afflusso alti (pressoché la totalità della risorsa idrica precipitata trova recapito). La coesistenza di alti coefficienti di afflusso e di bassi tempi di corrivazione comporta, all’incedere delle precipitazioni, una generazione di grandi volumi idrici da smaltire tramite la rete di drenaggio e di conseguenza aumenta, nel caso i sistemi non siano in grado di smaltire l’intera portata formatasi, la probabilità di allagamento. Posto infatti che ad oggi è impossibile intervenire sulla precipitazione, è imperativo intervenire al fine di modificare il modo in cui tale volume viene trattato al suolo. Alla luce di quanto esposto le parole chiave, nel rispetto della normativa vigente, tra cui il “R.R. 7/2017 di Regione Lombardia”, sono infiltrazione e laminazione: i volumi possono essere sottratti sia alla rete di drenaggio, sia al trattamento finale (qualora convogliati a fognature miste), riportandoli nel sottosuolo, tramite accumulo in opere di contenimento, ovvero tramite approcci combinati.
I sistemi di filtrazione (diretta o indiretta) permettono di smaltire in loco parte o la totalità delle acque meteoriche, con il vantaggio ambientale di restituire le acque alle falde superficiali. Possono far parte di soluzioni di Soft Engineering, nel controllo del convogliamento delle acque di pioggia in sistemi di drenaggio urbano diffusivo o puntuale. Gli stessi sistemi possono essere recapito di accumuli, con l’obiettivo di sgravare parzialmente il sistema idrico superficiale o depurativo in caso di collettamento come ricettori finali. La laminazione comporta la detenzione temporanea delle acque e si realizza mediante dispositivi che consentono di trattenere temporaneamente importanti volumi idrici in modo che non defluiscano immediatamente nella rete di drenaggio, onde poi essere rilasciati lentamente in tempi successivi al culmine dell’evento pluviometrico. La realizzazione di questo sfasamento temporale nella trasformazione afflussi-deflussi in sede alla rete di raccolta consente di laminare la piena, ossia ridurre il culmine della portata.
L’ingegneria idraulica ha da tempo individuato soluzioni o sistemi di gestione delle acque meteoriche, con obiettivi differenziati a seconda delle effettive esigenze, partendo ad ogni modo dal concetto di analisi diffusiva e distributiva della problematica, non più affrontata attraverso lo studio univoco di un sistema semplificato. Nel dettaglio, oltre al potenziamento del sistema di drenaggio, definito attraverso l’adeguamento o la realizzazione di collettamenti/corsi d’acqua per trasportare i flussi, da limitarsi solo ed esclusivamente in casi specifici e di fattiva necessità (hard engineering), i sistemi di gestione delle acque meteoriche possono essere realizzate attraverso le laminazioni puntuali o distribuite. Le prime possono essere determinate attraverso diverse tipologie di opere ingegneristiche, come ad esempio la realizzazione di bacini/aree allagabili fruibili, aree verdi sommergibili o bacini di detenzione. In ambito fortemente urbanizzato possono essere realizzate anche opere di laminazione in calcestruzzo interrato, spesso utili per ritardare o bloccare volumi di acqua locali che si riversano altrimenti in strade o aree abitate; le seconde permettono di approcciare la gestione e il controllo delle piene attraverso meccanismi diffusivi unendo aspetti di laminazione con approcci Natural Based Solution, dove vengono traguardati obiettivi multi criterio secondo il SUDS Design (Controllo e gestione dei volumi, controllo dell’inquinamento a seguito del dilavamento, creazione di biodiversità e contemporaneamente valorizzare la fruibilità e inserimento sostenibile in ambito urbano). Un esempio concreto è l’approccio Città Spugna, dove idealmente il tessuto urbano stesso è in grado di assorbire gli eventi meteorici attraverso la dispersione locale.
Spesso la soluzione ottimale, in termini costi-benefici, risiede in un’implementazione sinergica di quanto sopra indicato, attraverso anche l’analisi di scala della problematica. La riduzione dell’impermeabilizzazione e la filtrazione diretta locale permettono di ridurre a monte l’afflusso meteorico nei ricettori, e laddove non fosse possibile, l’approccio puntuale determina la realizzazione di opere che riducano l’impatto delle esondazioni sul territorio.
Pertanto è necessario uno studio sito-specifico partendo dal territorio, che riguarda nel dettaglio l’analisi di tutti i sistemi di drenaggio urbano ed extraurbano che interessano un’area, unendo in modelli fisicamente basati reti di drenaggio stradale, fognature miste e i loro sfioratori di piena, reticoli idrici minori, corpi idrici principali, aree di deflusso superficiali, canali controllati, in un unico sistema integrato ed interconnesso (modello integrato di simulazione del sistema di drenaggio complesso).
L’approccio integrato permette la ricerca di soluzioni multicriterio, con l’obiettivo di individuare strategie/ opere strutturali (puntuali o diffusive) più efficaci per ridurre i rischi, attuando simulazioni di eventi sintetici ma anche reali su tutti i sistemi interconnessi, e verificare l’esondazione attraverso modelli 2D di propagazione delle piene. A seconda del tessuto urbano, del territorio, della disponibilità di suolo, della strategia diffusa/puntuale, ogni soluzione deve essere fortemente calata nella realtà, sin dalle fasi pianificatorie e modellistiche, a causa del forte impatto che spesso queste opere hanno sul territorio.
L’evoluzione della gestione delle acque meteoriche: dalla pianificazione alla gestione
Quanto descritto evidenzia la necessità di dover non solo studiare i sistemi di gestione delle acque meteoriche nella loro totalità e prevedere interventi sugli stessi, ma anche di dover “gestire” il tutto come un’unica infrastruttura complessa ed interconnessa, determinata da elementi costruttivi differenti, e che necessita di sempre maggiori investimenti, non solo per la realizzazione di opere strutturali e per la loro manutenzione, ma anche per tutte le attività propedeutiche che servono per la pianificazione (rilievi, campagne di monitoraggio temporanee e continue, studio degli sfioratori di piena, analisi delle interconnessioni tra sistemi differenti).
Inoltre, l’approccio modellistico permetterà lo sviluppo di sistemi di “Drenaggio 2.0”, dove le reti (o meglio appunto i sistemi complessi di drenaggio) potranno essere gestite attraverso criteri dinamici, con l’applicazione di un fattivo sistema di Real Time Control. Attraverso l’implementazione di modelli di previsione metereologica, sistemi di monitoraggio di portata continua, sarà possibile preparare i sistemi di gestione delle piene in modo tale da sfruttare le loro caratteristiche o preparare un territorio alla possibilità di un’esondazione. Tutto questo può essere sviluppato attraverso simulazioni predittive delle piene in funzione dell’effettiva quantità di pioggia prevista, attraverso modelli basati sull’intelligenza artificiale in auto apprendimento.
