Quali sono le opere d’ingegneria per mitigare il rischio alluvioni?

L'Italia è un Paese che, purtroppo, è spesso soggetto a inondazioni. Le conseguenze di questi eventi variano a seconda del territorio ma sono legate solitamente alla mancanza di capacità di smaltire le acque in eccesso generate da eventi meteorologici estremi. Esistono opere idrauliche di laminazione, di regolazione dei flussi e di filtraggio in grado di contrastare le conseguenze di questi eventi e in questo articolo ne spiegheremo il funzionamento.

Quali sono le cause di un'alluvione?

Sebbene storicamente la parola alluvione si riferisse alla fuoriuscita di materiale fluviale dagli argini di un fiume durante periodi di piena, sempre generati da eventi meteorologici avversi, oggi con questo termine si identificano praticamente tutti i fenomeni di inondazione che non necessariamente coinvolgono uno straripamento di argini fluviali. Come definito dal Dipartimento Protezione Civile:

l'alluvione è l'allagamento di un'area dove normalmente non c'è acqua.

L'inondazione avviene sostanzialmente perché, in territori fortemente urbanizzati, l'acqua non ha la capacità di drenare all'interno del terreno che, per effetto del costruito esistente, ha variato nel tempo la sua capacità di filtrare, diventando per lo più impermeabile negli strati superficiali. Si parla di fenomeno di impemeabilizzazione dei suoli.

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Di Riccardo De Marco

Questa condizione causa un incremento sostanziale del quantitativo di acqua che deve essere smaltito dal generico collettore fognario e, in taluni casi, un vero e proprio fenomeno di accumulo generato dal fatto che questo collettore non ha una effettiva capacità di smaltire in tempo breve questi quantitativi di acqua, che normalmente invece sarebbero filtrati nel terreno.

Come si può, a monte, evitare che si verifichi una inondazione di un centro fortemente urbanizzato?

L'invarianza idraulica e idrologica

I parametri tecnici che guidano le strategie di mitigazione del rischio alluvione sono l'invarianza idraulica e idrologica. Detto in maniera più semplice: il termine invarianza si riferisce a qualcosa che non deve variare. Significa che a seguito di una qualsivoglia modifica del territorio per effetto della sua urbanizzazione, si deve dimostrare che le caratteristiche idrauliche e idrologiche del territorio non cambieranno. Sono due concetti che hanno lo stesso fine (evitare l'inondazione) ma agiscono su due differenti aspetti:

• L'invarianza idraulica controlla le portate di picco che devono essere smaltite dal sistema fognario ed in particolare delinea che queste portate non debbano essere maggiori a quelle preesistenti all'urbanizzazione del territorio.
• L'invarianza idrologica gestisce invece il volume di piena, cioè non guarda a quello che accade istante per istante ma in tutto il tempo associato all'evento. Anche in questo caso, i volumi di deflusso scaricati nelle nuove aree urbanizzate non devono essere maggiori di quelli preesistenti all'urbanizzazione.

Le opere idrauliche

Come si realizza l'invarianza idraulica di un territorio? L'ingegneria idraulica studia modi per evitare o limitare gli effetti di condizioni meteorologiche avverse, tramite la progettazione e realizzazione di opere che perseguano tale obiettivo. Tra le tante modalità, qui di seguito ne distinguiamo alcune:

• Sistemi di regolazione delle portate: si tratta di sistemi che agiscono sulla portata in ingresso al sistema fognario, ad esempio sovradimensionando le condotte oppure inserendo dei dispositivi di regolazione dello scarico. In entrambi i casi, si tratta di tecniche che vanno ad agire sul sistema fognario e quindi richiedono un intervento su di un'opera esistente, solitamente.
• Sistemi di laminazione e accumulo: si parla di fossi disperdenti, vasche di laminazione, vasche interrate o serbatoi di accumulo. In tutti i casi, l'idea è quella di generare un bacino artificiale che serve a "mantenere" provvisoriamente i volumi di acqua in eccesso e restituirli poi al sistema fognario in periodi di assenza di eventi piovosi.
• Sistemi di filtrazione: sono spesso integrati nelle pavimentazioni di camminamenti o di parcheggi, ma in altri casi sono veri e propri filtri a cielo aperto. Sono realizzati con materiali ad alta permeabilità (come la sabbia) e garantiscono il deflusso controllato delle acque in eccesso operando anche un'azione di pulizia che altrimenti andrebbe fatta nel sistema di depurazione.

Questi sono alcuni tra i metodi diffusi per rispettare i concetti di invarianza prima esposti. Il progettista idraulico li integra nel territorio a seconda delle esigenze del tessuto sociale e di tutte le condizioni al contorno. Vale la pena sottolineare, tuttavia, che ogni opera descritta necessita della definizione di portate di piena e volumi di accumulo che, obbligatoriamente, hanno un rischio insito di essere valutate male: il calcolo effettuato ha base probabilistica e mantiene quindi una probabilità implicita di fallimento nella progettazione che, come tecnici, accettiamo perché non è possibile fare meglio!