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Acqua, risorsa o calamità?

Acqua, risorsa o calamità?

Esempio di metodologia per la stima della vulnerabilità del patrimonio storico-architettonico nei confronti del rischio idraulico e idrologico e di proposta di mitigazione dello stesso


di Simona Lanza

Premessa

Quando i fenomeni naturali assumono caratteristiche distruttive nei confronti delle comunità umane, ed in particolare degli insediamenti e delle attività produttive, vengono denominati – seguendo un approccio affatto antropocentrico – disastri o catastrofi naturali. Esiste inoltre una tendenza ad accomunare questi fenomeni ad altri eventi distruttivi che spesso hanno invece poco di naturale, come ad esempio gli incendi.

I disastri naturali propriamente detti contribuiscono a minacciare le emergenze storico architettoniche attraverso dinamiche talvolta lente o graduali (erosione, scivolamenti, subsidenza, ecc.), in altri casi evidenti ed improvvise (terremoti, frane, alluvioni, ecc.). In Italia i rischi predominanti sono senza dubbio associati in primo luogo a fenomeni di natura sismica ma numerosi sono anche i siti soggetti a franamenti, scivolamenti o subsidenze.

La vulnerabilità dell’ingente patrimonio storico-architettonico presente in Italia nei confronti dei fenomeni naturali costituisce, insieme ai furti, al degrado di origine ambientale ed ai collassi strutturali, uno dei principali fattori distruttivi che ne minano l’integrità. L’effetto dei fenomeni naturali, inoltre, è influenzato dalla presenza di manufatti o strutture di origine antropica che ne esaltano, oppure ne riducono, il potenziale distruttivo. Quasi sempre, un’attenta progettazione di soluzioni specifiche volte alla salvaguardia del bene storico-architettonico in esame consente di limitare non solo l’effetto aggiuntivo prodotto dallo sviluppo delle attività umane, ma anche il carattere distruttivo delle forze naturali, contribuendo pertanto ad una prolungata sopravvivenza storica del bene per la fruizione comune.

Per quanto riguarda il rischio idraulico, l’evento che ha portato definitivamente alla luce la notevole suscettività del patrimonio culturale, storico ed architettonico del nostro Paese nei confronti delle inondazioni è stato senza dubbio l’alluvione di Firenze del Novembre 1966 (Figg. 1-2). Sono ormai parte della memoria comune le immagini del Crocifisso del Cimabue (danneggiato per 4/5), e degli affreschi di Paolo Uccello e del Botticelli, solo per citare gli esempi più emblematici di un evento che ha danneggiato 1400 opere del Museo della Chiesa di Santa Croce e 1500 della Biblioteca Nazionale, per non citare i 18 morti, i 200.000 senzatetto e i 116 miliardi di danni causati al settore produttivo.

Tuttavia eventi alluvionali di minore entità hanno colpito e minacciano di colpire il patrimonio storico architettonico in molte altre località italiane, come si evince dalla catalogazione e dalla conseguente redazione della carta del rischio condotta dal CNR attraverso il progetto AVI (1).

Anche in Liguria i maggiori rischi naturali sono costituiti da terremoti, frane e alluvioni ma il complesso scenario idrologico della regione consente di identificare il fenomeno alluvionale quale la più frequente e grave calamità che colpisce il territorio ligure sul quale si sono osservati storicamente, con una certa regolarità di accadimento, numerosi fenomeni di inondazione.

Tra il 1900 e il 1992 settantotto eventi meteo-pluviometrici hanno dato origine a 195 fenomeni di esondazione relativi a 84 corsi d’acqua diversi che hanno vulnerato 100 località appartenenti a circa il 30% dei comuni della regione. Complessivamente, i comuni colpiti almeno una volta da una calamità geologica e/o idraulica sono stati il 73%. Esaminando poi la distribuzione spaziale delle località colpite, quella di Genova risulta la provincia statisticamente più vulnerata, con una concentrazione nel periodo autunnale della maggior parte degli eventi calamitosi.

Come nel caso dell’alluvione di Firenze, la cui rilevanza ormai simbolica nasce dalla sua eccezionalità e dalla rilevanza delle emergenze artistico culturali colpite, la storica alluvione di Genova nell’Ottobre del 1970 ha causato 19 morti, 500 senzatetto e 133 miliardi di danni al settore produttivo. L’evento ha coinvolto l’intera città, dal ponente al centro, al levante e alle delegazioni più interne (Mele, Acquasanta e Masone, ecc.). I dodici torrenti, Leira, Polcevera, Ruscarolo, Chiaravagna, Torbella, Secca, Bisagno, Scrivia, Stura, Cerusa, Acquasanta e Vezzulla, che hanno rotto gli argini ed invaso le zone circostanti hanno provocando evidentemente danni ingentissimi.

L’eccezionalità della situazione ha messo in luce la suscettività del patrimonio architettonico della città nei confronti del rischio di inondazione e ha dato inizio allo sviluppo, sia nell’opinione pubblica sia nelle Amministrazioni Locali, di una particolare sensibilizzazione alle nuove ed urgenti problematiche ambientali in ambito urbano. Nel caso specifico della gestione del ciclo dell’acqua, l’obiettivo è quello di sviluppare strategie sostenibili, integrate con gli aspetti ambientali, al fine di ridurre entro livelli accettabili il rischio di inondazione ed allagamento delle aree cittadine. In particolare, nell’area metropolitana di Genova, i principali soggetti amministrativi ed operativi sul territorio sono impegnati nell’individuazione di regole e procedure atte a far fronte alle numerose emergenze di carattere idrologico e idraulico che si verificano con elevata frequenza sull’area urbana.
Fig 10 vulnerabilità.gif

L’intensa antropizzazione del territorio si ripercuote, infatti, sulla riduzione dell’infiltrazione e dei tempi di risposta dei sottobacini urbani con l’inevitabile conseguenza che i sistemi di drenaggio esistenti sono soggetti al transito di maggiori portate idriche ed a sollecitazioni idraulico-strutturali rilevanti anche per eventi meteorici di modesta entità.

Più di altre città italiane, Genova presenta nella varietà del suo territorio notevoli problemi e carenze dei sistemi di controllo del deflusso urbano amplificate dalla peculiarità di essere una città “senza territorio” la cui espansione urbana ed industriale del XX secolo si è estesa proprio nelle aree idraulicamente più sensibili, ovvero lungo le poche ed anguste piane alluvionali dei torrenti e dei fiumi che il costruito storico aveva sapientemente evitato nei secoli precedenti.

Definizione di rischio
In termini antropocentrici, può definirsi rischio ambientale "(...) quella classe di probabili danni (…) che (…) potranno avere effetto sull'uomo, con conseguenze più o meno gravi per la sua vita o la sua salute”(1). Un’ulteriore definizione può desumersi da quanto già proposto nel 1979 dall'United Nations Disaster Research Co-ord, secondo cui il rischio è la combinazione tra la sollecitazione cui un sistema è soggetto e la vulnerabilità dello stesso, laddove quest’ultima rappresenta la stima del livello di danno associato a una particolare minaccia, o pericolo, o fonte di un potenziale evento quale una inondazione, un terremoto, ecc. (2): ne consegue come il rischio possa desumersi dal prodotto fra il pericolo e la vulnerabilità (ovvero dal livello stimato del probabile danno, a fronte di una particolare minaccia in relazione a determinate circostanze fisiche e al tempo). Procedure di valutazione del rischio comportano la necessità di considerare sia la minaccia che la vulnerabilità, che i valori sociali rispetto ai quali ponderare la gravità delle prime due; parimenti importante è l’assunzione dei rapporti intercorrenti fra elementi sollecitati e sollecitanti, ossia individuando come l’evento si esplica spazialmente e temporalmente in un determinato contesto (territoriale, sociale ed economico). Conseguentemente, ai fattori relativi alla definizione di rischio dell'United Nations Disaster Research Co-ord (quale combinazione tra agente sollecitante e vulnerabilità del sistema colpito) si aggiunge anche l’esposizione (umana ed economica), intesa in funzione sia del numero di persone coinvolgibili, che dei beni economici presenti nel territorio (3).
La teoria del rischio include la vulnerabilità, definendola come “(...) grado di capacità (o incapacità) di un sistema di far fronte e superare una sollecitazione esterna” (4): i caratteri di quest’ultima appaiono dunque determinanti nella definizione della vulnerabilità che, pur funzione del sistema sollecitato, viene misurata tramite una soglia di severità dell’agente sollecitante (a sua volta costituita dall’intensità, dall’estensione spaziale e dalla frequenza temporale di esplicazione dell’evento). Può intendersi quindi, per vulnerabilità, quella soglia di severità oltre la quale il sistema non è più in grado di far fronte alla sollecitazione.
Così il rischio (R), inteso come l’entità del danno atteso in un’area e in un intervallo di tempo a seguito di un evento calamitoso, può stimarsi, per un dato elemento, attraverso:
-   la pericolosità (H), come probabilità di occorrenza dell’evento in un certo intervallo di tempo e in un’area, tale da influenzare l’elemento a rischio;
- la vulnerabilità (V), ovvero il grado di perdita, espresso in una scala 0-1 (nessun danno - perdita completa), prodotto su un certo elemento esposto a rischio, e risultante dal verificarsi dell’evento temuto;
- il valore dell’elemento a rischio (E), ovvero le potenziali perdite umane e il valore di beni, attività economiche, ecc., che risultino a rischio in un’ area.
Sotto determinate ipotesi, e in forma semplificata, il rischio risulterebbe dalla seguente espressione (equazione del rischio):
R = H • V • E
La sua mitigazione può attuarsi, secondo i casi, intervenendo nei confronti della pericolosità, della vulnerabilità, o del valore degli elementi coinvolgibili. Sia la valutazione, che la mitigazione del rischio, necessitano quindi di informazioni di carattere ambientale, territoriale e socio-economico, relativamente alle aree in esame.
Fig 7 esempio erosione Biscione.gif
Note
1) Menoni S., Pianificazione e incertezza. Elementi per la valutazione e la gestione dei rischi territoriali, F.Angeli Ed., Milano, 1997
2) Stovel H., Risk preparedness: a management manual for world cultural heritage, ICCROM, Roma, 1998
3) In effetti, non sussisterebbe alcun rischio laddove non vi fosse alcunché esposto a un pericolo, o sussisterebbe un rischio molto ridotto qualora i sistemi esposti presentassero una vulnerabilità pressoché nulla. In generale, si considera il fattore esposizione qualora si intenda ottenere una stima del danno atteso in un’area, ossia laddove si voglia quantificare il patrimonio esposto ed effettivamente vulnerabile.
L’esposizione è dunque un indice quantitativo, avulso dalla variabilità delle risposte all’evento e dalla loro eterogeneità (come riscontrabile tra aree differenti e/o nell’ambito di una stessa).
4) Menoni, op. cit.
Fig 6 esempuio trasporto solidoPza_Vittoria.gif

Il rischio idraulico ed idrologico

Nei contesti antropizzati, i fenomeni di natura idraulico-idrologica potenzialmente pericolosi variano essenzialmente a seconda che il deflusso canalizzato delle precipitazioni meteoriche avvenga sotto forma di corsi d’acqua naturali, o mediante convogliamento in reti di drenaggio artificiale (fognature). Nel primo caso, la inidoneità delle opere di contenimento causa fenomeni di inondazione delle aree circostanti (a seguito dell’esondazione del corso d’acqua), nel secondo, fallanze nei sistemi di canalizzazione provocano allagamenti. La propagazione delle acque nelle aree circostanti è differente nei due casi, con diversa velocità e forza e con diversa induzione di danni; in entrambi tuttavia, si distingue tra rischio idrologico e idraulico. Si fa normalmente riferimento al primo per indicare la probabilità che in una data sezione di un corso d’acqua naturale (o di una rete di drenaggio artificiale) si produca, a seguito di precipitazioni intense e a particolari condizioni del bacino di alimentazione, una portata idrica critica, ossia superiore a un valore prefissato; in termini statistici, il rischio idrologico può essere caratterizzato attraverso il concetto di periodo di ritorno, inteso come l’intervallo di tempo (T) mediamente intercorrente tra due occorrenze successive della portata critica.(5) Si parla di rischio idraulico per indicare la probabilità che in una data sezione di un corso d’acqua le opere di contenimento o la particolare conformazione dell’alveo risultino insufficienti a consentire il deflusso regolare delle portate transitanti (anche in questo caso, il rischio può essere espresso in termini statistici, associando alla particolare sezione idraulica il tempo di ritorno della portata che risulti non contenibile dalla struttura stessa).
Due sezioni di due corsi d’acqua differenti possono dunque essere soggette allo stesso grado di rischio idrologico (con una determinata portata T-ennale), ma a un rischio idraulico molto diverso. Tale diversità dipende ovviamente dalla differente configurazione morfologica dell’alveo nelle sezioni considerate, e/o in relazione alle opere idrauliche interagenti con il corso d’acqua.
La definizione della pericolosità idraulica per quanto riguarda il rischio di inondazione viene effettuata mediante mappatura delle cosiddette aree inondate ed inondabili. Le prime corrispondono alle zone per le quali si dispone di informazioni storiche di inondazione, ovvero quelle che sono state effettivamente inondate nel passato. Le seconde sono invece le aree potenzialmente inondabili con un assegnato livello di rischio, indipendentemente dal fatto che siano state effettivamente inondate o meno nel passato.
La pericolosità stimata attraverso la definizione delle aree inondate si basa sull’ipotesi di poter confondere la frequenza osservata degli eventi critici con la probabilità. Tale ipotesi è valida solo al limite per un numero di osservazioni che tende all’infinito e pertanto viene a costituire una soluzione di prima approssimazione. Nel caso del rischio di inondazione è tuttavia difficile disporre di una serie di osservazioni estesa nel passato per un sufficiente numero di anni, tale da rendere giustificabile la stima della pericolosità in relazione a tempi di ritorno dell’ordine dei 50-200 anni.
La pericolosità stimata sulla base delle aree inondabili si basa invece su lunghe serie di osservazione delle precipitazioni atmosferiche e sulla successiva simulazione delle portate conseguenti nel corso d’acqua mediante opportuna modellistica afflussi-deflussi. A tale modellistica deve anche essere abbinata una modellazione del fenomeno di propagazione dell’inondazione sul territorio. Nonostante la stima delle probabilità degli eventi estremi risulti molto più affidabile, anche in questo caso permangono rilevanti incertezze dovute al modello matematico assunto per effettuare la trasformazione afflussi-deflussi e per stimare la propagazione delle acque di inondazione. Si tratta comunque dello strumento idraulico/idrologico più affidabile ad oggi disponibile per la determinazione delle aree inondabili con assegnato periodo di ritorno.

In particolare, quindi, nel caso del rischio idraulico ed idrologico la pericolosità è definita come la probabilità che un evento critico di inondazione di una certa magnitudine possa colpire un’area ove sono localizzati uno o più elementi sensibili (nel caso in esame beni storico-architettonici). Usualmente la pericolosità viene quantificata attraverso il cosiddetto “periodo di ritorno”, termine statistico che consente di esprimere la frequenza attesa di un assegnato evento critico. La vulnerabilità è invece definita come il grado di danneggiamento potenzialmente subito dal bene in esame a seguito dell’evento critico di inondazione una volta che questo si sia verificato nell’area in esame. Il rischio effettivo è costituito dal prodotto di tali parametri e può essere ridotto operando su di uno o l’altro di essi, o entrambi.
 

Una metodologia per la stima della vulnerabilità del patrimonio storico-architettonico nei confronti del rischio idraulico e idrologico
L’azione dell’acqua e le principali tipologie di danno
L’aspetto fondamentale che caratterizza un evento idraulico/idrologico è l’azione che l’acqua esercita sul patrimonio costruito (pressione idrostatica, velocità del flusso, ecc.) in quanto essa coinvolge l’intera area investita dall’evento ed è, in particolare, la prima fonte di danneggiamento del costruito. Inoltre, entra in gioco la capacità delle strutture di interagire con l’alluvione/allagamento in modo tale da equilibrare le tensioni e tollerare le deformazioni indotte. Simili prerogative dipendono dalla qualità costruttiva, dalla qualità dei materiali e dalle condizioni geologiche del sito di costruzione.
La forte intensità con la quale si verificano i fenomeni di alluvione/allagamento fa sì che il degrado che ne deriva sia prima di tutto di carattere meccanico e connesso con l’alterazione delle condizioni di equilibrio originali dell’edificio. La forza d’urto prodotta su un edificio dalla massa d’acqua produce sollecitazioni di elevata intensità le cui componenti orizzontali producono sforzi di trazione a cui, in genere, gli edifici antichi non sono in grado di opporre adeguata resistenza.
La minore forza di impatto di un evento di allagamento rispetto a quello di inondazione, o ancora di più rispetto ad altri fenomeni naturali quali i terremoti, viene ampiamente compensato dal fattore chimico provocato dalla presenza di acqua, aggravato ulteriormente dalla presenza degli elementi inquinanti presenti nelle aree urbane o dai sali delle zone costiere.
Giocano ancora un ruolo essenziale le interazioni tra le acque di inondazione di origine fluviale e il tessuto urbano, quindi con le reti di drenaggio urbano. Nel caso specifico del centro storico di Genova questo aspetto assume una rilevanza particolare in quanto, come si evince dall’indagine storica, è principalmente l’inefficienza del sistema di drenaggio artificiale urbano a causare le maggiori situazioni di rischio. La struttura del drenaggio superficiale, costituita dal reticolo delle strade e vincolata alla morfologia del territorio urbano, è interconnessa al sistema di drenaggio sotterraneo delle acque meteoriche, costituito dalle tubazioni di fognatura. Il collegamento tra i due sistemi avviene tramite un certo numero di caditoie previste e progettate per il drenaggio di aree predefinite. Durante eventi meteorologici estremi il sistema può rilevarsi localmente inefficiente: se le caditoie sono forzate a drenare aree a monte di estensione maggiore a quelle di progetto sui verificano fenomeni locali di crisi anche per eventi di precipitazione di intensità inferiore a quelle di progetto. Inoltre, se – come nel caso del centro storico di Genova – la rete di drenaggio è connessa alla rete idrografica naturale, il sistema fognario rappresenta poi il veicolo di trasporto delle acque di piena sul territorio urbano.
Il primo passo è quello di classificare il tipo di azione che l’acqua esercita sul patrimonio costruito e di individuare gli elementi degli edifici stessi che possono essere soggetti ai maggiori danni, definendo alcuni parametri e caratteristiche del fenomeno di inondazione/allagamento.
I principali parametri individuati ed in rapporto ai quali si verificano danni alle strutture di tipo diverso sono i seguenti:
- velocità del flusso;
- altezza dell’acqua raggiunta all’interno della struttura;
- tempo di permanenza dell’acqua all’interno della struttura;
- fattore chimico provocato dalla presenza dell’acqua;
- quantità e granulometria del materiale trasportato dalla corrente.
La velocità del flusso può provocare, ad esempio, gravi danni all’edificio e può causare cedimenti della struttura legati all’erosione del terreno attorno alle fondazioni. Il materiale solido trasportato al fondo o in sospensione dalla corrente contribuisce in modo cospicuo al danno strutturale, provocando inoltre l’erosione diretta sui pilastri e sulle pareti della costruzione e il deposito di fango. L’altezza che l’acqua raggiunge in corrispondenza della costruzione ed il tempo di permanenza contribuiscono non solo al danno diretto per bagnamento ma anche alla successiva permanenza di umidità. Quest’ultima, ed in particolare quella di risalita, è funzione sia del tempo di permanenza dell’acqua a contatto della struttura sia delle caratteristiche chimico-fisiche del materiale di costruzione.
Vulnerabilità e scala di danno dei patrimoni storico-architettonici
Nel caso del rischio idraulico e idrologico relativo al patrimonio culturale l’operazione più complessa risulta essere in pratica la stima della vulnerabilità. Quest’ultima può essere suddivisa in due operazioni fondamentali, costituite in primo luogo dalla determinazione degli elementi a rischio e successivamente dalla valutazione della vulnerabilità in senso stretto di ogni singolo elemento. Per quanto riguarda la prima operazione, questa si basa inizialmente sulla determinazione della consistenza del patrimonio culturale e della sua corretta georeferenziazione. Il secondo passo è costituito dal confronto della distribuzione geografica del patrimonio con la mappatura della pericolosità idraulica. Infine, risulta necessario procedere ad una schedatura di dettaglio che consenta di valutare, sulla base della consistenza materia e strutturale di ciascun elemento, il danno prevedibile a seguito dei fenomenio alluvionali previsti e stimarne, se ed ove possibile, il relativo valore monetario.
Un primo studio relativo alla vulnerabilità del patrimonio architettonico e culturale del centro storico della città di Genova è stato realizzato dall’autore a partire dalla catalogazione disponibile, estendendo la ricerca ad una diversa scala di osservazione.
A partire dai dati contenuti nel “Progetto AVI”(6) e al fine di determinare quale fosse il livello di rischio per la città di Genova dal punto di vista degli eventi alluvionali dovuti a fenomeni idrologici o idraulici è stata condotta una prima ricognizione sulle fonti bibliografiche.
Analizzando un gran numero di documenti (costituiti soprattutto da articoli di giornale) che coprono il periodo di tempo dall’anno 1900 al 1998, la singola strada ed in qualche caso la singola opera d’arte o monumento sono stati considerati, registrando il verificarsi e l’eventuale ripetersi di fenomeni di inondazione per tutti i siti di rilevante interesse e costituendo con essi un nuovo archivio informativo di dettaglio.
L’arco temporale scelto per l’indagine storica ha coperto solo gli ultimi cento anni a causa della difficoltà di reperire informazioni confrontabili anche per i periodi precedenti. I dati reperiti negli archivi cittadini, infatti, riportano solo indicazioni di massima quali “nel 1843 una piena riesce ad intasare il condotto principale tra l’antica porta della darsena e l’arco reale - nel 1845 allagamenti in piazza Caricamento - nel 1853 le abbondanti piogge causano ingenti danni agli edifici della darsena”.
Tutti i dati che è stato possibile georeferenziare ed associare a siti specifici nell’ambito dell’area di studio sono stati rappresentati su di una mappa della città a scala 1:5000 ed inseriti nella struttura di un GIS (Geographic Information System) dedicato, insieme ad altre informazioni aggiuntive, quali la topografia dell’area ed i reticoli di drenaggio naturale ed artificiale.  
La realizzazione di tale carta delle inondazione storiche ha costituito un primo scenario di riferimento essenziale sul quale pianificare ogni procedura volta a salvaguardare i beni architettonici. L’analisi storica, infatti, fornisce informazioni determinanti per formulare una prima gerarchizzazione delle diverse situazioni a rischio, soprattutto nel caso delle calamità idrauliche che sono contraddistinte da elevate caratteristiche di ripetititvità spaziale, temporale e tipologica. In prima approssimazione la carta delle aree a rischio è stata ragionevolmente assunta coincidente con quella delle aree storicamente inondate.
Quest’ultima informazione è stata valutata in funzione della frequenza con cui i diversi siti sono stati oggetto di allagamento nel periodo investigato, rappresentando quindi il livello di rischio in termini statistici molto semplificati.
La sovrapposizione di questi dati con quelli derivati dalle carte dell’uso del suolo nelle aree a rischio e della densità di immobili “storici” ha consentito di mettere a punto strategie di difesa sia a scala urbana (progettazione urbanistica) sia alla scala del singolo manufatto con l’identificazione di tecnologie di difesa specifiche per le singole situazioni. Ad esempio, l’identificazione degli edifici sottoposti a tutela in base al D.Lgs. 490/99 consente di ottenere un’immediata lettura della vulnerabilità del patrimonio culturale e di costruire una carta del rischio per gli immobili soggetti a vincolo monumentale.
La sovrapposizione e la lettura incrociata dell’indagine storico-retrospettiva degli eventi alluvionali con le altre fonti ha permesso di creare una base conoscitiva (carte, database, ecc.) su cui elaborare ipotesi di lavoro per una definizione di possibili tecnologie di difesa o di strategie per la riduzione del rischio di allagamento nelle aree del centro storico. Questa prima base di conoscenza riveste una particolare importanza proprio nella scala di definizione in quanto fino ad oggi gli eventi alluvionali o di inondazione sono stati affrontati prevalentemente alla scala di bacino o urbana.
La mappatura delle aree inondate ottenuta sulla base di eventi che sono stati osservati in un periodo sufficientemente esteso di tempo nel passato costituisce solamente il primo passo nel processo di valutazione del rischio nei confronti del patrimonio culturale. Prima di tutto tale informazione è teoricamente incompleta dal momento che comprende soltanto eventi che sono stati realmente osservati, piuttosto che tutti gli eventi temibili. Infatti, la procedura rigorosa richiede a questo punto una stima delle aree potenzialmente inondabili, sulla base di considerazioni idrologiche ed idrauliche e di metodi statistici e modelli di simulazione. Tuttavia, le aree storicamente inondate sono state utilizzate in questo lavoro come surrogato delle aree potenzialmente inondabili nel centro storico di Genova – almeno in prima approssimazione.
L’ipotesi è accettabile quando le serie storiche utilizzate sono sufficientemente estese nel passato da assicurare una buona significatività statistica, e si assume qui che 100 anni possano essere considerati un periodo sufficientemente esteso per gli scopi del lavoro.
Sulla base di tali ipotesi il passo successivo è stato quello di tenere in conto l’effettiva vulnerabilità dell’area di studio, ovvero rilevare i monumenti e le opere d’arte che si trovano in area inondabile.L’obiettivo che può risultare eccessivamente ambizioso nel caso in cui debbano essere considerati i singoli monumenti e le opere d’arte a scala molto fine, può essere affrontato più facilmente, almeno in prima approssimazione, alla scala dell’intera area di studio. Nell’ambito del lavoro si è intrapresa questa seconda soluzione e l’obiettivo è stato raggiunto tenendo in conto la distribuzione dei monumenti e dei siti che sono attualmente vincolati dalla Soprintendenza per i Beni Architettonici e per il Paesaggio della Liguria.
Ovviamente alla base della validità di questa scelta si sono poste due ipotesi principali, la prima relativa alla scala di risoluzione o al grado di completezza del vincolo imposto dalla Soprintendenza – che viene qui assunto piuttosto completo in tale area – e la seconda relativa al fatto che le aree inondate contengano beni artistici e/o evidenze architettoniche che siano state effettivamente danneggiate o meno nel passato. Infatti, nel caso in cui questa seconda ipotesi non dovesse essere vera, una semplice mappa dei siti danneggiati sarebbe sufficiente da sola a delineare il rischio di inondazione nei confronti del patrimonio culturale.
La predisposizione di un’opportuna struttura informativa su base GIS per l’intero lavoro ha quindi consentito di delineare la mappa della vulnerabilità del patrimonio artistico ed architettonicoper il centro storico di Genova nei confronti del rischio idraulico. Ciò ha consentito di evidenziare gli edifici di valore storico-architettonico che risultano effettivamente esposti al rischio di inondazione nell’area del centro storico della città.
Fig 3  Ponte Sant Agata alluvione 1992.jpg
Il periodo di ritorno (T) viene spesso utilizzato per definire la probabilità che si verifichi un fenomeno di una data intensità, e anche per individuare la pericolosità idraulica (basandosi sull’assunto secondo cui un evento di inondazione sia tanto più pericoloso quanto più è frequente). Il suo impiego non è tuttavia sufficiente a conseguire una puntuale determinazione della vulnerabilità; come già si dispone anche in alcuni strumenti legislativi regionali infatti,(7) occorre introdurre ulteriori parametri quali il tirante idrico e la velocità di scorrimento dell’acqua.(8) Il criterio si fonda sulla determinazione di soglie idrodinamiche di pericolosità, basate a loro volta sul concetto di spinta tollerabile condizionata all’energia specifica (che tiene conto dell’azione meccanica esercitata dal flusso di acqua in termini di spinta e di energia): così, in base alla valutazione della spinta orizzontale unitaria (per unità di larghezza) su una parete verticale piana indefinita investita da una corrente uniforme (caratterizzata da un tirante h e una velocità U) si determina l’andamento della relazione tra tirante idrico e velocità della corrente nel caso di assegnata spinta S ed energia specifica costante; associando poi al criterio di soglia (basato sulla spinta tollerabile) il criterio del carico specifico ammissibile, si assume, come soglia h = h (U), il minimo valore di h, per ogni valore di U; in questo modo, si definisce la relazione tra il tirante idrico e la velocità dell’acqua, associata a una spinta assegnata e condizionata dall’energia specifica. Il criterio suesposto viene inoltre implementato individuando le soglie di pericolosità relativa come definite dall’entità del tirante idrico (funzione della velocità U), condizionato dalla pendenza delle
aree inondabili.(9)
Informazioni desumibili dagli effetti causati da eventi pregressi, metodi statistici, e altri parametri di natura empirica, consentono poi di definire classi di edifici (in base ai materiali impiegati, alle caratteristiche strutturali e alle tecniche costruttive) in modo da individuare, per ogni classe, le correlazioni sussistenti tra l’evento e i danni subiti (ed espressi sottoforma di curve della vulnerabilità, o matrici della probabilità di danno). Al fine di identificare la severità di un evento idraulico-idrologico, è necessario definire una misura dell’effetto prodotto su ogni categoria di entità sollecitata: per questo, può utilizzarsi una scala convenzionale basata su una descrizione qualitativa del danno (e solo parzialmente quantitativa) che assegna all’evento in esame un valore discreto di intensità. Un’ulteriore ipotesi di scala convenzionale può essere sviluppata in maniera analoga a quanto già esperito per il rischio sismico, e assumendo fondamentalmente un parametro identificativo delle diverse tipologie strutturali degli edifici (con particolare riferimento ai materiali e alle caratteristiche costruttive che possono influenzarne il comportamento rispetto agli eventi idraulici), e un parametro che, definite alcune classi di vulnerabilità, associ a ciascuna un insieme di edifici non necessariamente appartenenti alla stessa classe tipologica (come già definita, in relazione ai materiali impiegati, alle caratteristiche strutturali, ecc.), ma che presentano lo stesso comportamento nei confronti degli eventi idraulici. Così, edifici di una stessa classe tipologica possono essere ascritti a classi di vulnerabilità diverse, anche a fronte di fattori quali lo stato di conservazione, la presenza o l’assenza di elementi e/o presidi volti alla difesa-mitigazione degli effetti di un dato evento idraulico, ecc. La relazione tra classi di vulnerabilità e classi tipologiche può anche essere studiata in termini probabilistici, in modo da desumere range di vulnerabilità per ognuna delle seconde, assunta la non diretta corrispondenza fra ciascuna di queste ultime e ciascuna delle prime.
I danni agli edifici cominciano a manifestarsi oltre un certo livello di intensità dell’evento e vengono espressi, in relazione alle diverse classi di vulnerabilità, in termini di entità e di quantità di manufatti colpiti. I danni fisici si rappresentano in forma discreta, ricorrendo a livelli associati a una sintetica descrizione degli effetti. Può ipotizzarsi per esempio, in forma semplificata, la seguente scala di valori:
0    nessun danno;
1    danno leggero (assenza di danni strutturali, danni non strutturali leggeri quali presenza di umidità con manifestazioni di efflorescenze o crescita di microrganismi);
2    danno moderato (assenza di danni strutturali, danni non strutturali moderati quali rigonfiamenti localizzati e/o distacchi di intonaco);
3    danno grave (danni strutturali leggeri, danni non strutturali gravi quali crepe sottili in molte pareti e/o disgregazioni di materiali);
4    danno molto grave (danni strutturali gravi, danni non strutturali molto gravi quali disgregazioni di materiali con conseguente perdita delle capacità prestazionali, crepe larghe ed estese nella maggior parte delle pareti, cedimenti localizzati o crolli parziali);
5    danno distruttivo (danni strutturali molto gravi quali collasso totale o quasi totale del manufatto).
Coerentemente con quando già esposto inoltre, si individuano classi (o gruppi) di edifici con comportamenti strutturali mediamente omogenei nei confronti di un evento idraulico-idrologico. Quindi, onde definire quei caratteri del patrimonio storico-architettonico che (anche con parziali variazioni circa le risposte mediamente attese) influiscano sulla determinazione dei tipi di danno in rapporto alle caratteristiche degli eventi, si considera una prima serie di parametri (o modificatori di comportamento), quali le tecnologie costruttive e i materiali impiegati, le peculiarità tipologiche (casa isolata, con due lati di aggregazione, ecc.) e di morfologia strutturale (scatola muraria, ecc.), ma anche la localizzazione territoriale, lo stato di conservazione, la frequenza di attività manutentive, e altro.
I notevoli alea degli eventi idraulico-idrologici rendono estremamente complessa la definizione di parametri ottimali per la stima della vulnerabilità del patrimonio.(10) A tale considerazione si aggiunge inoltre il problema di come, oltre a quello culturale, debba anche assumersi l’aspetto economico dei danni al patrimonio edilizio, rilevandosi quindi necessaria l’ottimizzazione di indici che definiscano le relazioni tra costi di ripristino e valori degli edifici (riconosciuti e riconoscibili). In tal senso, è possibile esprimere i danni tramite una curva di vulnerabilità, intesa come relazione tra il livello del danno e la severità dell’evento: a ogni specifico valore dell’indice di vulnerabilità, può infatti associarsi una curva rappresentativa del comportamento variabile di un insieme di edifici che, seppure eterogenei per caratteristiche strutturali, tecnico-costruttive, ecc., assumono analogo grado di vulnerabilità. Così, rilevandosi comportamenti (e livelli di danno) differenziati in manufatti pure contraddistinti da analoga vulnerabilità (e peraltro attribuendo ai modificatori di comportamento l’eterogeneità degli effetti dannosi prodotti) si può poi procedere a relazionare i costi previsti di ripristino con i valori (culturali ed economici) delle preesistenze.
Le opportunità costo-benefici circa i possibili ripristini potrebbero pertanto desumersi, oltre che da politiche generali di recupero, validazioni di valori, ecc., dall’affidabilità già manifestata dagli organismi nelle riposte agli eventi pregressi, grazie agli effetti positivi prodotti dai modificatori di comportamento, dunque da validare e migliorare. Per quei modificatori che invece influiscano negativamente sulle risposte attese, e che tuttavia assumano carattere connotativo dei valori di insediamenti e manufatti (peculiarità di tipologie edilizie, strutturali, ecc.), si tratta di valutarne rapporti costo-benefici, secondo considerazioni orientate a necessità-opportunità di tutele culturali.
 
Una proposta di mitigazione del rischio idraulico/idrologico
Genova, più di altre città italiane, presenta nella varietà del suo territorio notevoli problemi e carenze dei sistemi di controllo del deflusso urbano. Le cause sono molteplici: città dal tessuto storico denso e compatto, sopravvissuto alle successive trasformazioni urbanistiche, con un insediamento ipertrofico rispetto all’esiguità dell’area su cui incide, e che ha misurato nell’ultimo cinquantennio una rapida crescita con conseguente esaltazione delle criticità ambientali tipiche di tutte le grandi città, il tutto in aggiunta alle problematiche peculiari dell’essere una città “senza territorio”.
In particolare il Centro Storico, adattandosi alla topografia naturale del terreno, si è dovuto necessariamente sviluppare in una situazione morfologica singolare con un’espansione collinare che ha drammaticamente aumentato le pendenze del sistema di drenaggio.
Genova risulta quindi una città a forte rischio idraulico: benché non esistano torrenti di grandi dimensioni in grado di inondare completamente le aree in esame, tuttavia gli otto rivi naturali che attraversavano il Centro Storico della città, sono stati progressivamente tombinati nel corso dei secoli, e totalmente assorbiti nell’attuale tessuto urbano, tanto che per alcuni di questi non è oggi facilmente individuabile il percorso. In molti casi, inoltre, l’efficienza del drenaggio urbano risulta compromessa, nella sua funzionalità, dalla costruzione all’interno degli antichi condotti di manufatti dimensionati senza adeguati criteri idraulici. Infine la presenza di connessioni non controllate tra la rete di fognatura bianca e quella nera, l’ostruzione degli specchi dovuta ad una scarsa manutenzione, ed un collettore costiero e canali secondari che, anche in caso di fenomeni idrologici non particolarmente eccezionali, risultano insufficienti e inadeguati, completano il quadro delle emergenze attuali.
Nella situazione odierna il sistema di drenaggio è divenuto parte integrante del tessuto urbano esistente, di carattere storico, compatto e pertanto non modificabile drasticamente. Gli interventi ottimali non sono pertanto di tipo locale, ma piuttosto estensivo, in un certo senso “distribuiti” sull’area urbana, e tali da non richiedere ingenti opere di tipo strutturale o infrastrutturale. Nonostante ciò dovranno garantire la funzionalità e l’efficienza idraulica nel ridurre sensibilmente il rischio di fallanza del sistema di drenaggio urbano, e di conseguenza gli allagamenti nelle aree più vulnerabili.
Il sistema tradizionale di intervento per la minimizzazione delle fallanze in reti di drenaggio urbano è costituito dalla realizzazione di vasche di laminazione, o “vasche volano”, che consentono di controllare le portate idriche in eccesso attraverso, appunto, il processo di laminazione. Il risultato di tale operazione è quello di modificare l’evoluzione della piena nel tempo, riducendone il picco. Una prima valutazione di massima dell’efficienza di tale soluzione è stata effettuata grazie alla collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Ambientale della Facoltà di Ingegneria mediante simulazione con opportune modellistiche idrologiche ed idrauliche.
Figura 21 Piazza Fontane Marose.jpg
Nel caso del complesso reticolo di drenaggio del centro storico genovese, una sufficiente riduzione del rischio di fallanza richiede la realizzazione di un certo numero di vasche, opportunamente distribuite in diverse sezioni dei rivi minori. La localizzazione delle vasche, in termini di reperimento dei volumi liberi e strutturalmente adattabili a tale scopo, non è immediatamente perseguibile dovendo escludere a priori ogni tipo di intervento di rilievo nell’area in esame.
L’ipotesi che è stata avanzata e verificata, sotto i diversi aspetti idraulici, di recupero, ed urbanistici, è quella di utilizzare come vasche di laminazione alcune delle antiche cisterne che ancora oggi costellano il sottosuolo della parte più antica della città. Questa scelta si basa sulle seguenti considerazioni:
-   dal punto di vista idraulico forniscono grandi volumi sotterranei, particolarmente indicati per l’uso in termini di laminazione delle portate idriche e la loro connessione alla rete di drenaggio risulta semplificata;
-   dal punto di vista del recupero restituiscono alle strutture esistenti un uso molto simile a quello per il quale le cisterne sono state realizzate nel passato, associando così al recupero della struttura e dell’architettura, anche il recupero della funzione e della fruizione da parte del cittadino;
-   dal punto di vista urbanistico consentono di pensare l’intervento a scala urbana, poiché la loro ampia distribuzione nell’ambito del tessuto urbano esistente ne consente una visione complessiva;
-   dal punto di vista strutturale sfruttano volumi esistenti e richiedono pertanto interventi limitati e poco invasivi rispetto alle strutture vicine ed al tessuto urbano superficiale.
E’ chiaro tuttavia che l’eventuale sfruttamento di tali cisterne presenta altresì diverse problematiche che rimangono ancora aperte.
Per quanto riguarda l’aspetto idraulico, l’efficacia dell’intervento risulta ora vincolata all’effettiva disponibilità dei volumi esistenti (le cisterne), e la valutazione degli effetti di laminazione non può più essere limitata alla singola vasca ma estendersi all’insieme delle vasche possibili. Gli interventi quindi, seppure possano risultare non ottimali localmente, devono essere progettati per garantire la massima efficacia a scala complessiva, concretizzandosi quindi in una rete di vasche di laminazione piuttosto che in una singola vasca.
E’ stata quindi ipotizzata una proposta di recupero di antiche strutture ipogee anche di valore storico-artistico (cisterne, rifugi, canali, ecc.), facilmente collegabili alla rete idrica esistente, quali vasche di laminazione o vasche di prima pioggia.
La proposta costituisce una soluzione di “buon senso”, che ha il pregio di conciliare obiettivi di per sé distinti ma potenzialmente integrabili, in un approccio di carattere multidisciplinare, tra i quali si evidenziano i seguenti aspetti:
-   il recupero di strutture ipogee di valore storico-architettonico per l’ottimizzazione delle infrastrutture odierne con un uso che ben si accosta a quello per cui tali strutture sono state realizzate nel passato;
-   la difesa del rischio idraulico utilizzando tali strutture come vasche di laminazione (ovvero per la ritenzione temporanea di opportuni volumi d’acqua durante la fase critica degli eventi meteorici con conseguente riduzione del picco di portata in rete);
-   l’ottimizzazione del processo di depurazione e la protezione del corpo idrico ricettore utilizzando alcune di tali strutture come vasche di prima pioggia;
-   una potenziale alternativa agli interventi di carattere tradizionale maggiormente invasivi e di grande impatto sulla viabilità con soluzioni che, anche a fronte della Direttiva Pdcm 3/3/99,(11) limitano tale impatto e di conseguenza i disagi imposti alla cittadinanza.
Il recupero delle strutture ipogee ad un uso che bene si accosta a quello per cui sono state concepite e realizzate in passato si basa prima di tutto sulla necessaria conoscenza della loro rilevanza numerica, della loro localizzazione all’interno della città, nonché della loro consistenza fisica.
Dalla constatazione di come, purtroppo, le antiche cisterne il più delle volte negli interventi di recupero vengano compromesse o addirittura distrutte, l’indispensabile fase di conoscenza si pone, quindi, come base di partenza sulla quale impostare i progetti di recupero che si configurino come “miglior compromesso” tra le esigenze espresse dall’utenza (in questo caso idrauliche) e le prestazioni ancora offerte dai manufatti oggetto d’intervento. Queste analisi devono essere svolte per individuare le prime linee d’intervento, ma anche per identificare quelle strutture che per loro caratteristiche architettoniche o per gli alti costi previsti non risultino in pratica recuperabili. I volumi non utilizzabili a fini idraulici o che comunque abbiano un particolare pregio possono, infatti, essere oggetto di possibili soluzioni di recupero alternative. Possono essere quindi studiate soluzioni di recupero per questi manufatti che prevedano una possibile fruizione anche solo culturale per il pubblico (esistono per altro già alcuni esempi di riutilizzo di antiche cisterne quali locali pubblici, ristoranti, bar, etc.). Da queste considerazioni emergono ulteriori problematiche legate alla fruibilità di tali strutture ipogee, ad esigenze di sicurezza per la futura utenza e alla necessità di rispettare le rigide normative di settore, come quelle relative alle barriere architettoniche, alle norme antincendio e all’adeguamento degli impianti.

La ricerca storica condotta presso gli archivi cittadini, coadiuvata da una complementare ricerca bibliografica, ha consentito di identificare, censire e schedare l’esistenza di potenziali volumi ipogei, quali cisterne, pozzi, infrastrutture militari ed idrauliche, ecc., conoscendone epoca di realizzazione, materiali impiegati e tecniche costruttive adottate. Questa importante fase conoscitiva è stata resa possibile dalla stretta collaborazione con il Centro Studi Sotterranei di Genova, che da tempo svolge un’intensa attività di documentazione, ricerca e sopralluogo delle strutture ipogee della città.

A partire dalla localizzazione, dal sopralluogo e dal rilievo dei documenti si è cominciato, quindi, a costruire un database che dovrà essere aggiornato ed approfondito con ulteriori informazioni tecniche. Lo studio dei manufatti, così individuati, non ha potuto prescindere da una preliminare comprensione del sistema di approvvigionamento idrico, dalla raccolta allo scarico delle acque, di cui tali volumi costituiscono, in epoca medioevale, parte integrante, nonchè dall’analisi degli atti notarili nei quali sono indicati sia le tecniche costruttive sia i materiali da impiegare nella realizzazione di questi vani.

La proposta presentata, lasciando aperti numerosi spunti di riflessione, apre la possibilità di utilizzare le metodologie applicate anche ad altre città che abbiano un tessuto storico simile e che siano afflitte dalle medesime problematiche, ma che al contempo godano anche di risorse attualmente inutilizzate quali strutture ipogee preesistenti, mediante recupero tecnologico. In Italia è nota ad esempio l’esistenza di cisterne per l’approvvigionamento idrico nel sottosuolo di diverse città tra cui Perugia, Treviso, Todi, Chiusi, S. Giminiano, Napoli, Cagliari e Palermo. In queste città infatti si ritrova un sottosuolo urbano inutilizzato e molto spesso inesplorato, potenziale risorsa da poter sfruttare sia per risolvere eventuali problematiche urbane sia per migliorare comunque la vivibiltà e il recupero delle città.

Fig 18 Doc archivio cisterna.jpg
Note
5) Così, un periodo di ritorno di 100 anni per esempio indica una portata che si verifica mediamente ogni 100 anni. La portata T-ennale, parametro di riferimento per il dimensionamento di una rete di drenaggio, di un arginatura, ecc. (una volta assegnato un opportuno valore di T), non è, tuttavia, necessariamente causa di esondazioni o di danni nella sezione in esame, qualora tale dimensionamento risulti idoneo a mitigazioni coerenti con la portata T-ennale attesa. Alle considerazioni idrologiche subentrano pertanto valutazioni di carattere idraulico (relative alle opere che interagiscono con il corso d’acqua nella sezione considerata).
6) Cipolla, op. cit.
7) Cfr. per esempio Criteri per la Redazione dei Piani di Bacino (Regione Liguria - Autorità di Bacino di Rilievo Regionale, 2003).
8) Il tirante (o battente) idrico è semplicemente l’altezza dell'acqua al di sopra di un certo livello di riferimento, generalmente una soglia o il fondo del corso d'acqua o del terreno (in caso di inondazione).
9) Con riferimento alla letteratura di settore, la valutazione della spinta tollerabile di riferimento può essere così determinata:
-  i valori della forza, che definiscano la soglia minimale (ove il rischio possa considerarsi basso) e quella massima (corrispondente a un rischio alto), equivalgono rispettivamente a 1500 N/m e a 2500 N/m;
-  sono considerate molto pericolose sia le condizioni idrauliche in cui la velocità della corrente è maggiore di 2 m/s (come da studi pregressi inerenti la stabilità degli edifici), sia quelle in cui il prodotto tra la velocità e l’altezza dell’acqua è maggiore di 0.6 m2/s (come da studi pregressi inerenti la sicurezza delle persone);
la minima altezza dell’acqua, al di sotto della quale il rischio possa considerarsi piuttosto basso, è pari a 30 cm (come indicato nel 2002 dall’American Regulation FEMA - Federal Emergency Management Agency).
10) Soprattutto nelle aree densamente urbanizzate, a causa degli ulteriori fattori di variabilità (usi intensivi del territorio, diffuse e frequenti attività modificative, ecc.), risultano particolarmente difficili la definizione delle modalità idrodinamiche di propagazione delle inondazioni e i conseguenti effetti sui patrimonio esistenti.
11) Direttiva Presidenza del Consiglio dei Ministri, Dipartimento delle Aree Urbane, 3 marzo 1999, “Razionale sistemazione del sottosuolo degli impianti tecnologici”, art. 4 comma 4: ”Obiettivo primario della presente direttiva è quello di razionalizzare l’impiego del sottosuolo in modo da favorire il coordinamento degli interventi per la razionalizzazione delle opere, facilitando la necessaria tempestività degli interventi stessi al fine di consentire, nel contempo, la regolare agibilità del traffico ed evitare, per quanto possibile, il disagio della popolazione dell’area interessata al lavori ed alle attività commerciali ivi esistenti”.