"Quando piove, diluvia" una volta era una metafora delle cose brutte che accadono nei gruppi. Ora sta diventando una constatazione di fatto riguardo alle precipitazioni in un clima che cambia.
Negli Stati Uniti continentali, gli intensi eventi di precipitazione di un giorno stanno diventando sempre più frequenti, alimentati dal riscaldamento dell’aria che può trattenere crescenti livelli di umidità. Più recentemente, le aree a nord di Houston hanno ricevuto da 30 a 50 centimetri di pioggia in diversi giorni all'inizio di maggio 2024, provocando strade allagate ed evacuazioni.
All'inizio dell'anno, il 22 gennaio, San Diego ha ricevuto 7 centimetri di pioggia che hanno danneggiato quasi 600 case e provocato lo sfollamento di circa 1.200 persone. Due settimane dopo, un fiume atmosferico ha scaricato da 12 a 25 centimetri di pioggia su Los Angeles, provocando diffuse frane di fango e lasciando più di un milione di persone senza elettricità.
Eventi come questi hanno suscitato interesse per le cosiddette città spugna, un approccio globale alla mitigazione delle inondazioni urbane che utilizza progetti paesaggistici e di drenaggio innovativi per ridurre e rallentare il deflusso, consentendo allo stesso tempo ad alcune parti della città di allagarsi in modo sicuro durante condizioni meteorologiche estreme. Le tecniche delle Sponge City differiscono da altri approcci di gestione delle acque piovane perché sono adattate a tempeste molto più grandi e devono essere applicate a quasi tutte le superfici urbane.
Sono un ingegnere delle risorse idriche che studia e progetta strategie per la gestione sostenibile delle acque piovane urbane. In risposta ai recenti episodi di inondazioni, alcune città degli Stati Uniti stanno iniziando a prendere provvedimenti verso l’integrazione del concetto di “città spugna” nei loro piani di gestione delle acque piovane, ma la maggior parte di questi progetti sono ancora progetti pilota. Se si vuole che questo concetto si evolva nel nuovo standard per la progettazione urbana, i funzionari e gli sviluppatori della città dovranno trovare modi per ampliare e accelerare questo lavoro.
Il problema delle acque piovane
Per più di un secolo, da quando le città degli Stati Uniti iniziarono a installare sistemi fognari centralizzati a metà del 1800, i tubi trasportavano l’acqua piovana – pioggia o neve sciolta che scorreva dalle strade e dagli edifici – ai fiumi o ai porti vicini. Questo approccio ha ridotto le inondazioni locali, ma ha inquinato le acque adiacenti e ha esacerbato i rischi di alluvioni più a valle.
Il Clean Water Act del 1972 era stato concepito per rendere le acque del paese balneabili e pescabili entro il 1983, ma non è riuscito a raggiungere tale obiettivo. Uno dei motivi principali è che la legge inizialmente si concentrava sulla riduzione solo delle fonti puntuali:scarichi inquinanti provenienti da una fonte identificabile, come una tubazione che scarica rifiuti umani o industriali.
Alla fine degli anni ’80, il Congresso ha modificato la legge per affrontare le fonti di inquinamento idrico non puntuali o diffuse, comprese le acque piovane. Gli ingegneri iniziarono a progettare sistemi per catturare i sedimenti nel "primo flusso" del deflusso, poiché si credeva che inquinanti nocivi come i metalli pesanti aderissero a queste particelle.
Ad oggi, le infrastrutture verdi e altre pratiche di gestione delle acque piovane negli Stati Uniti sono generalmente progettate per trattenere, trattenere o filtrare solo i primi 2,5-5 centimetri (da 1 a 2 pollici) di deflusso. Individualmente, non riescono a catturare tutto il deflusso generato durante le tempeste più grandi, il tipo di eventi che stanno diventando più frequenti a causa dei cambiamenti climatici. Inoltre, la gestione delle acque piovane spesso non è necessaria su appezzamenti di terreno più piccoli, che collettivamente possono rappresentare una grande frazione dei bacini idrografici urbani.
Tutti questi fattori limitano la capacità delle infrastrutture verdi di ridurre i rischi di alluvioni.
Il termine "città spugna" è nato in Cina intorno al 2010, ma le città statunitensi hanno utilizzato idee simili a partire dagli anni '70 per migliorare la qualità dell'acqua nei fiumi e nei torrenti.
All’inizio degli anni 2000, l’idea di progettare comunità in grado di filtrare e assorbire l’acqua piovana divenne nota come infrastruttura verde. I regolatori e i servizi pubblici la consideravano una strategia potenzialmente conveniente per conformarsi alle normative federali sull’acqua pulita. Nelle città in cui i sistemi fognari esistenti scaricavano direttamente in ruscelli, laghi e fiumi, le infrastrutture verdi avevano il potenziale per filtrare gli inquinanti dall'acqua piovana prima che confluissero in quei corsi d'acqua.
In centinaia di città, soprattutto nel Nordest e nel Midwest, le acque piovane e quelle reflue vengono trasportate negli stessi tubi fognari. Le infrastrutture verdi hanno offerto una strategia per deviare l’acqua piovana dal sistema fognario verso luoghi dove potrebbe penetrare nel terreno. Ciò ha contribuito a ridurre le possibilità che i sistemi fognari traboccassero e inviassero acqua piovana e reflue non trattate nelle acque locali.
Città tra cui Filadelfia, New York, Cincinnati, San Francisco, Cleveland, Washington, D.C. e Kansas City, Missouri, hanno speso miliardi di dollari negli ultimi 20 anni per ammodernare i paesaggi urbanizzati con giardini pluviali, tetti verdi, marciapiedi permeabili, costruzioni zone umide e altre misure di controllo delle acque piovane su scala locale. La maggior parte di questi sistemi, tuttavia, sono stati installati in aree che producevano il maggiore inquinamento idrico e non erano dimensionati per gestire grandi tempeste.
Nei casi migliori, le infrastrutture verdi sono state installate su terreni di proprietà pubblica e richieste per insediamenti nuovi o riprogettati su larga scala. Si è rivelato molto più impegnativo incorporare infrastrutture verdi su appezzamenti di terreno più piccoli, di proprietà privata, che collettivamente costituiscono una percentuale significativa dei bacini idrografici urbani.
In alcune città, alcuni nuovi sviluppi sono ancora approvati senza alcun sistema di trattamento delle acque piovane richiesto o senza un’analisi dei modi drammatici in cui le acque piovane potrebbero causare inondazioni sulle proprietà a valle e adiacenti. E in molte città, l’acqua piovana proveniente da piccoli appezzamenti di terreno può passare senza trattamento nei sistemi fognari. Se molti di questi lotti si trovano nello stesso quartiere, questa pratica comune può aumentare i rischi di inondazioni a valle.
Nel mio laboratorio alla Drexel University stiamo studiando soluzioni alle inondazioni nella sezione di Eastwick, nel sud-ovest di Filadelfia. Questo quartiere si trova all'estremità a valle di uno spartiacque suburbano di 77 miglia quadrate. Quando piove forte a monte, Eastwick allaga. Nel 2020, la tempesta tropicale Isaias ha allagato alcune case con più di 1,2 metri d'acqua.
I nostri modelli computerizzati suggeriscono che se fossero state installate infrastrutture verdi convenzionali per trattare il deflusso dal 65% delle superfici impermeabili dello spartiacque, Isaias non avrebbe causato l’alluvione di Eastwick. Ma si tratta di un trattamento cinque volte superiore a quello che le comunità a monte stanno pianificando come parte dei loro piani di riduzione degli inquinanti delle acque piovane imposti dallo stato.
Alcuni critici affermano che questo livello di greening non è tecnicamente, logisticamente o socialmente fattibile. Ma se si vuole che l'idea delle città spugna diventi realtà, le città dovranno prima o poi capire come arrivarci.
Per arrivare al 65%, queste città dovrebbero trattare il deflusso da quasi tutti i tetti, i parcheggi e le superfici stradali in qualche forma di infrastruttura verde. Se lo spazio dedicato per nuovi giardini pluviali e zone umide sul terreno è limitato, i parcheggi potrebbero essere ristrutturati con asfalto o cemento permeabile che consenta all’acqua di passare attraverso fino al terreno sottostante. I tetti potrebbero essere convertiti in tetti verdi con vegetazione che trattengono e trattengono l'acqua piovana.
In questa visione di città spugna, le strade verrebbero riconfigurate per convogliare l’acqua piovana verso parchi e campi ricreativi costruiti pochi centimetri sotto la superficie stradale e progettati per allagarsi in sicurezza durante condizioni meteorologiche estreme. Le aree naturali esistenti verrebbero sfruttate per lo stoccaggio delle acque piovane, migliorandone l'ecologia.
A seconda del luogo in cui si verificano le precipitazioni estreme, questi sistemi potrebbero funzionare individualmente o insieme, imitando la modularità e la ridondanza presenti negli ecosistemi naturali.
Nelle città spugna, ogni superficie deve essere collegata a uno spazio che possa allagarsi in sicurezza. Per passare dalle tradizionali infrastrutture verdi alle città spugna sono necessari politiche, piani e incentivi integrati che applichino questo tipo di soluzioni ovunque cada la pioggia.
I parcheggi possono essere progettati per allagarsi e rilasciare lentamente l'acqua. Lo stesso vale per i campi da basket, i parchi, le piazze e persino le strade, come prescritto nel piano di gestione Cloudburst della Danimarca, a Copenaghen.
Una tale trasformazione dell’ambiente edificato non può essere interamente finanziata dai servizi di gestione delle acque piovane. Queste organizzazioni devono far fronte a una serie vertiginosa di requisiti normativi e non possono aumentare le tariffe al di sopra della capacità di pagamento dei propri clienti.
Un modo per raccogliere più fondi sarebbe attraverso la collaborazione tra le agenzie cittadine responsabili dell’ammodernamento di strade, parchi, cortili scolastici e altri terreni pubblici che attirano anche dollari federali, come i progetti Cloudburst Resiliency di New York City. In alcuni casi, il finanziamento da parte di un terzo il partito potrebbe integrare lo sforzo. Un esempio è la collaborazione tra la città di New York e il Trust for Public Land per aggiungere infrastrutture verdi a un cortile scolastico del Bronx per contribuire a ridurre le inondazioni locali.
Le città potrebbero anche offrire incentivi per l’adeguamento e l’ampliamento dei sistemi di gestione delle acque piovane esistenti su terreni privati. Si potrebbe istituire un sistema di scambio per vendere la capacità residua ai proprietari di immobili vicini che non hanno opportunità di gestione delle acque piovane in loco.
Questa strategia non è economica, ma non lo è nemmeno l’inazione. Le inondazioni nell'entroterra hanno causato danni per 177,9 miliardi di dollari dal 1980 al 2022 e i disastri da miliardi di dollari stanno diventando sempre più frequenti a causa del cambiamento climatico.
Man mano che gli eventi meteorologici estremi diventano più diffusi, mi aspetto che gli standard di pianificazione urbana e di progettazione si evolvano per includere il concetto di città spugna. E questo approccio più solido alla gestione delle acque piovane continuerà ad avere un posto di rilievo in tutti i tipi di decisioni comunali e private in materia di progettazione e sviluppo.
Fornito da The Conversation
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