Titolo del progetto: Cambiamenti climatici e precipitazioni

Squadra: La pioggia

ITIS E. Barsanti ISIS E. Europa   Pomigliano D'Arco   Italia   25 11Età dello studente: 14-15 anni

Come possiamo prevenire i problemi di allagamento delle aree in cui viviamo?

Gli studenti dell'ITIS E. Barsanti e dell'ISIS Europa, situati a Pomigliano d'Arco, vicino a Napoli, lavorano insieme combinando scienze, tecnologia, ingegneria e matematica (STEM) e soluzioni basate sulla natura (NBS). Osservano se del nostro paese, un piccolo centro situato a 37 metri sul livello del mare con un clima caldo e temperato. Le piogge sono state abbondanti e frequenti nei mesi di novembre e dicembre, analizzando i dati raccolti dalla nostra stazione meteorologica. Negli ultimi 15 giorni di dicembre sono caduti 101,1 mm di pioggia, gli stessi dello scorso anno determinando allagamenti dovuti all'inadeguatezza dei sistemi di raccolta. Le portate in eccesso scaricate in superficie dalla fognatura in pressione possono riempire eventuali depressioni del terreno, o scorrere attraverso percorsi preferenziali, creando una rete di scorrimento che nelle aree urbane interessa strade, marciapiedi, depressioni naturali e piccoli corsi d'acqua. Le precipitazioni intense aumentano il rischio idraulico generato che si ripercuote sulle persone e sulle infrastrutture. Gli studenti hanno capito che il problema è la riduzione delle aree permeabili - riduzione delle aree vegetate - riduzione dei bacini superficiali. Attraverso google earth ed eurostat.eu, analizzano le aree artificiali, impermeabilizzate e le superfici agricole presenti nelle vicinanze della scuola. Il bilancio idrologico in condizioni naturali (P = ET + R + I) Sulla base dei dati pluviometrici dell'Ance Campania relativi al 2021, gli alunni fanno previsioni future delle precipitazioni nella nostra città con il metodo della triangolazione e lo "Shape" di Google Earth. Le tre località sono state: Napoli Camaldoli, Ottaviano e Caserta, e con il baricentro "geometrico" di questo triangolo è stato possibile stimare approssimativamente il margine di errore.

Evidenzia come il passaggio da un terreno agricolo (copertura naturale) a una superficie completamente impermeabilizzata (piazzale, strada asfaltata e/o cementata, ecc.) comporti una progressiva riduzione del coefficiente di infiltrazione c. the. (rappresentato dalla quantità di acqua che si infiltra in concomitanza con una precipitazione meteorica) e un aumento del deflusso superficiale d.s. (parte di precipitazione che scorre in superficie).
Esempio di calcolo

Superficie asfaltata - cortile della scuola c.i. = 15% d.s. = 55% (con picchi fino a 80%).
Terreno agricolo - pista ciclabile adiacente c.i. = 50% r.a. = 10%
L'aumento delle dimensioni dei deflussi superficiali è evidente laddove il suolo è stato sostituito da aree impermeabili. Va tenuto presente che in occasione di precipitazioni orarie particolarmente intense (dell'ordine di 70-80 mm/h) il sistema di drenaggio urbano può andare in crisi, causando allagamenti localizzati che impattano gravemente sulle strutture antropiche. Le previsioni implicano che la quantità di acqua che cadrà nei prossimi anni sarà sempre minore, nonostante i danni da alluvioni, inondazioni... siano in crescita negli ultimi tempi.
Possiamo dare una spiegazione a tutto questo, dicendo che nei giorni in cui piove, la pioggia è molto intensa e non può essere smaltita dagli attuali impianti di depurazione.

Utilizzando la metodologia NBS, elaboriamo un progetto sulle infrastrutture, mettendo in relazione natura e ambiente urbano. L'idea è quella di creare canali di drenaggio urbano per far defluire l'acqua piovana in eccesso lungo i bordi delle strade. Questo sistema richiede un numero limitato di componenti, è facile da installare e adattabile in lunghezza, è facilmente rimovibile e manutenibile, rimane a livello del terreno. Gli studenti hanno individuato i possibili materiali per realizzare i canali di drenaggio dell'acqua: acciaio zincato, ghisa, polimero, PVC. I materiali devono essere in grado di sopportare il carico e le sollecitazioni causate dal frequente passaggio di veicoli, gli sbalzi di temperatura e la resistenza agli agenti chimici. Hanno calcolato la portata d'acqua in base alle dimensioni dei canali di drenaggio ponendosi le seguenti domande
Quanta acqua piovana passa all'interno del canale in un determinato periodo di tempo? Qual è la pendenza della superficie o la pendenza del canale stesso? Quanto sono importanti le dimensioni e la griglia del canale?
Il volume di acqua piovana che passa all'interno del canale viene calcolato in base all'area il coefficiente di deflusso, su base annua che esprime la permeabilità delle superfici. A titolo di esempio: i terreni come le aree agricole e i prati hanno un coefficiente più basso, intorno a 0,10-0,15, poiché assorbono più facilmente l'acqua, mentre per l'asfalto si arriva a 0,85-1,00 proprio a causa della sua scarsa permeabilità; l'intensità delle precipitazioni espressa in millimetri all'ora.
Il calcolo del volume dell'acqua piovana (il metodo razionale) è quindi un'operazione di calcolo:
V = BxIcrxA / 3600

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