Il progetto GIFLUID (Green Infrastructures to mitigate flood risks in Urban and sub-urban areas and to improve the quality of rainwater discharges) ha affrontato la problematica relativa all’insorgenza di eventi alluvionali estremi strettamente legati ai fenomeni di cambiamento climatico e all’urbanizzazione antropica del paesaggio costiero, che rappresentano due sfide comuni per i territori di Sicilia e Malta. Nell’ambito del programma IT-MT, il progetto ha inteso sviluppare e promuovere strumenti pratici che integrino la pianificazione e la progettazione di Infrastrutture Urbane Verdi (GUIs) in aree critiche urbane e suburbane della Sicilia e di Malta, per mitigare gli effetti del rischio idraulico e aumentare l’infiltrazione dell’acqua piovana migliorandone anche la qualità. Il progetto ha previsto l’implementazione, a scala reale, di tre diversi tipi di GUIs: pavimentazioni porose, giardini della pioggia e tetti verdi.
Il tetto verde installato su una delle coperture convenzionali del Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente dell’Università di Catania (Sicilia, Italia) è un tetto verde semi-intensivo, ha una superficie di circa 900 m2 ed è stato piantumato con 1500 piante erbacee e arbustive (Figura 1).
Figura 1 – Tetto verde installato presso il Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente dell’Università di Catania (Sicilia, Italia). A) Copertura convenzionale ante operam; B) Copertura verde post operam.
Il tetto verde è stato installato tenendo conto delle pendenze e delle posizioni dei pluviali esistenti ed è stato suddiviso in 7 settori e implementato con 3 diverse tecnologie, denominate moduli drenanti (4 settori, 267.5 m2), sperimentale (2 settori, 178 m2) e Green Safe (1 settore, 95.8 m2) (Figura 2a-b). Dopo aver delimitato i diversi settori mediante cordoli di cemento alleggeriti, è stata posata la guaina bentonitica antiradice, prima di installare il pacchetto delle diverse tecnologie. È stato installato, inoltre, un sistema di irrigazione per fornire un’irrigazione di emergenza in caso di lunghi periodi di siccità. Infine, è stato distribuito il substrato per la vegetazione e sono state messe a dimora le piante.
Il sito è stato dotato di una stazione meteorologica composta da un termometro, un barometro, un igrometro, un anemometro e un piranometro, per il monitoraggio dei principali parametri meteorologici, ossia la temperatura dell’aria (°C), la pressione dell’aria (bar), l’umidità relativa (%), la velocità del vento (ms-1) e la radiazione solare (Wm-1), rispettivamente (Figura 2c). Inoltre, la risposta della vegetazione nel dominio spettrale del visibile e del vicino infrarosso, e nel dominio spettrale termico, viene rilevata rispettivamente da una telecamera multispettrale e da una telecamera termica. Il contenuto volumetrico d’acqua (SWC), la temperatura e l’andamento della conduttività elettrica (EC) del suolo dei settori oggetto di studio sono misurati in continuo utilizzando una serie di sonde TEROS-12 (METER Group) e una coppia di innovativi sensori multiparametrici (CS655, Campbell Sci.). Tutti i sensori sono collegati a un data-logger che gestisce i dati.
Sono stati installati dei sensori per confrontare il comportamento termico delle diverse tecnologie (Figura 2b), monitorando i seguenti parametri: flusso termico tra il substrato e lo strato drenante, temperatura superficiale del substrato, temperatura al centro del substrato (VWC), temperatura tra il substrato e lo strato drenante e contenuto d’acqua.
Figura 2 – Tetto verde presso il Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente dell’Università di Catania (Sicilia, Italia): a) pianta del tetto verde con l’indicazione delle tecnologie implementate, dei settori monitorati e della stazione meteorologica; b) sezioni delle tecnologie con i dettagli costruttivi e l’ubicazione dei sensori di prestazione termica (in rosso e blu i sensori di flusso termico e di temperatura superficiale, rispettivamente, in verde i sensori di contenuto d’acqua e di temperatura del substrato); c) dettaglio della stazione meteorologica installata.
Infine, per valutare gli effetti delle tecnologie installate sui volumi di deflusso, il deflusso viene monitorato in continuo in 4 settori in totale, 3 dotati delle diverse tecnologie precedentemente citate e 1 corrispondente al tetto esistente, utilizzato come controllo. Prima di essere scaricato al suolo, il deflusso passante in ciascuno dei 4 pluviali di monitoraggio viene convogliato in un sistema di tubi dotati di valvole e misuratori volumetrici a ultrasuoni collegati ad un data-logger (Figura 3).
Figura 3 – Sistema di monitoraggio del deflusso del tetto verde dotato di valvole e misuratori volumetrici a ultrasuoni collegati ad un data-logger.
Il progetto GIFLUID affronta l’insorgere di eventi alluvionali in aree urbane e suburbane dovuti agli impatti dei cambiamenti climatici e all’urbanizzazione antropica del paesaggio costiero, che sono due sfide comuni per i territori di Sicilia e Malta. Questi territori transfrontalieri presentano caratteristiche simili, ovvero un clima semi-arido e secco, una prevalenza di eventi piovosi di elevata intensità, l’urbanizzazione storica delle aree a bassa quota dei bacini costieri.
Nell’ambito dell’azione ammissibile del programma Interreg Italia-Malta, il progetto mira a sviluppare e promuovere strumenti pratici che integrino la pianificazione e la progettazione di infrastrutture verdi (IV) in aree critiche urbane e suburbane della Sicilia e di Malta, per mitigare gli effetti del rischio e aumentare l’infiltrazione del deflusso urbano migliorandone anche la qualità.
Il WP1 riguarda la gestione del progetto e il WP2 le attività di divulgazione e comunicazione (seminari, corsi di formazione, workshop, ecc.).
I WP3 e WP4 promuovono la realizzazione di IV in alcuni impianti dimostrativi.
Il WP5 comprende attività di modellazione per valutare gli effetti delle IV sulla riduzione del rischio idraulico in aree urbane e suburbane, e la redazione finale di un master plan per l’implementazione delle IV in alcune aree target situate in Sicilia e a Malta.
In particolare, i WP3 e WP4 prevedono la realizzazione di impianti dimostrativi per promuovere alcune IV come le pavimentazioni porose (Porous pavement – PP), i giardini della pioggia (Raing Garden – RG) e i tetti verdi (Green Roof – GR) nei territori della Sicilia e di Malta.
Il WP3 promuoverà le tecnologie di sviluppo a basso impatto (Low Impact Development – LID), come le innovative pavimentazioni porose (Porous pavements – PPs) e i giardini della pioggia (Raing Garden – RGs) per la gestione delle acque meteoriche.
Le PPs sono in grado di affrontare sia i problemi di quantità che di qualità dell’acqua. La pavimentazione porosa è una particolare pratica di gestione idraulica (Hydraulic Best Management Practices – BMPs) che consente all’acqua piovana di infiltrarsi direttamente nel terreno (se la qualità dell’acqua lo consente) anziché defluire nei canali di scolo. Quando la pioggia cade sulla pavimentazione, si infiltra nel bacino di raccolta dove viene rilasciata lentamente nell’ambiente sotterraneo o convogliata nei sistemi di scarico superficiale.
I RGs sono depressioni paesaggistiche progettate per infiltrare e filtrare le acque meteoriche di dilavamento, contenenti vegetazione e talvolta un sistema di drenaggio. I RG sono progettati specificamente per resistere a elevate quantità di precipitazioni, al deflusso delle acque piovane e alle alte concentrazioni di nutrienti tipicamente presenti nel deflusso delle acque piovane, in particolare azoto e fosforo, riducendo al minimo la quantità di acqua piovana che entra nei canali di scolo. Inoltre, contribuiscono a trattenere il limo e gli altri inquinanti trasportati dal deflusso: quando l’acqua percolerà, verrà trattata da una serie di processi fisici, chimici e biologici, rimuovendo il carico di metalli pesanti e sedimenti, migliorando così la qualità dell’acqua e proteggendo i corsi d’acqua locali dall’inquinamento.
Questo tipo di IV, relativamente poco costose e facilmente implementabili dalle Autorità Pubbliche, possono essere progettate fin dalla fase di pianificazione urbanistica, al fine di ridurre il rischio idraulico e anche la sedimentazione dei solidi.
In Sicilia verrà realizzato una PP e un RG ad Aci Castello. A Malta i siti dimostrativi di PP e RG saranno realizzati all’interno dell’area amministrativa del Consiglio locale di Rabat.
Il WP4 promuoverà l’uso di tetti verdi (GRs) nelle regioni mediterranee per mitigare gli effetti dell’aumento dei picchi, dei volumi e della velocità di deflusso. In particolare, i GRs sono costituiti da un terreno leggero, con uno strato di drenaggio e una membrana impermeabile di alta qualità per proteggere la struttura dell’edificio. Sono anche sistemi di raffrescamento passivo, che riducono la radiazione solare in entrata dalla struttura dell’edificio. I GR sono sempre più utilizzati come misura di controllo per la gestione delle acque meteoriche urbane, in quanto trattengono e rilasciano lentamente l’acqua piovana. Grazie alla loro capacità di immagazzinare l’acqua, i GR possono mitigare in modo significativo il deflusso generato dalla maggior parte degli eventi piovosi. La mitigazione consiste nel ritardare il momento iniziale del deflusso grazie alla maggiore infiltrazione dell’acqua nel sistema di GR, nel ridurre il volume totale del deflusso trattenendo parte delle precipitazioni ed evapotraspirando attraverso la vegetazione, e nel distribuire il deflusso su un periodo di tempo più lungo grazie ad un rilascio relativamente lento dell’acqua in eccesso che viene temporaneamente immagazzinata nella struttura ad alta porosità degli strati di crescita delle piante e di drenaggio.
Gli obiettivi del WP4 sono quelli di fornire informazioni dettagliate sulle prestazioni dei GR nel clima mediterraneo (volume trattenuto, riduzione delle portate al picco, ritardo del deflusso) e di identificare un approccio modellistico adeguato per descrivere la risposta idrologica associata. Un aspetto molto importante sarà anche l’identificazione delle piante adatte al clima mediterraneo.
Due siti dimostrativi di GR saranno progettati e realizzati a Catania e a Malta. Il sito di Catania sarà un tetto esistente all’interno dell’edificio dell’Università di Catania dove si trova il Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente; a Malta, il tetto sarà realizzato all’interno di un edificio amministrativo pubblico.
Nel WP5 i risultati delle IV dimostrative implementate (misure) saranno integrati in un modello basato su GIS che consentirà di modellare il deflusso superficiale, le portate di piena e il rischio idraulico in diversi scenari di applicazione delle IV. Un documento politico sull’applicazione delle IV e attività di comunicazione e divulgazione contribuiranno a promuovere lo sviluppo delle capacità delle IV al fine di aumentare la consapevolezza dei responsabili politici, delle autorità pubbliche/comunali e di altri soggetti interessati (beneficiari). Un master plan basato su un modello GIS e comprendente una valutazione costi-benefici finalizzata allo sviluppo di una metodologia per l’identificazione del livello di applicazione economicamente ottimale delle IV sarà sviluppato per due aree target.
Il masterplan delineerà anche una metodologia (strumento) che potrà essere utilizzata dalle agenzie come modello per la mitigazione del rischio idraulico in scenari simili. L’adozione delle IV fornirà anche l’opportunità di affrontare un cambiamento culturale nella popolazione, aumentando i livelli di consapevolezza degli eventi idrologici critici e di come questi possano essere gestiti (innovazione) adottando opzioni sostenibili dal punto di vista ambientale.
