Lungo il corso di un fiume possono trovarsi campi agricoli, centrali idroelettriche, dighe per la raccolta delle acque e industrie che utilizzano l’acqua per i loro processi di lavorazione e produzione.

Ognuno di questi contesti ha esigenze differenti, spesso in conflitto tra loro: l’acqua raccolta in un serbatoio potrebbe essere richiesta a valle dagli agricoltori per l’irrigazione  e dagli impianti industriali per lo smaltimento dei reflui, mentre per i produttori di energia elettrica il rilascio di grandi volumi d’acqua in un solo momento si traduce in una perdita di guadagno.

Come è possibile gestire grandi sistemi idrici permettendo a tutte le parti coinvolte di vedere ascoltate le loro esigenze? La risposta a questa domanda è stata tradotta in un imponente processo strutturato che si appoggia alle migliori tecniche di programmazione e calcolo ingegneristico: l’IWRM

[1] (Integrated Water Resource Management).

IWRM: Gestione Integrata delle risorse idriche

L’IWRM[viene sempre più studiata all’interno dei corsi universitari e promossa a livello internazionale dalle direttive europee (Water Framework Directive, 2000) come modalità di affrontare e risolvere i problemi di gestione delle risorse idriche.

Normalmente, lungo il corso di un fiume sono presenti numerosi stakeholders, ognuno dei quali ha una posizione precisa riguardo alla gestione del fiume.

Il comparto degli agricoltori spingerà per immagazzinare durante la stagione delle piogge una buona riserva d’acqua da sfruttare in estate nei momenti di siccità.

Gli impianti industriali lungo il corso del fiume chiederanno invece che venga garantito un deflusso di acqua sufficiente alle loro esigenze, in relazione al fatto che è necessario rispettare alcuni parametri sugli scarichi nel fiume, per cui il livello dell’acqua deve essere abbastanza alto perché siano rispettate le soglie massime di concentrazione degli inquinanti.

Moltiplicando questa situazione per più portatori d’interesse diventa difficile soddisfare le richieste di tutti, soprattutto se le soluzioni proposte sono differenti e incompatibili tra loro.

Posizione e Interessi

L’IWRM affronta il problema facendo un passo indietro: non abbraccia una posizione a discapito di un’altra, ma indaga gli interessi che stanno dietro a ciascuna di esse attraverso un processo di partecipazione. Alla fine l’analisi ingegneristica quantificherà la soddisfazione di ogni stakeholder impiegando opportuni criteri e indicatori.

Una volta appurati gli interessi di tutte le parti, si possono ideare indicatori opportuni, accorpando più stakeholders che hanno lo stesso criterio.

Ad esempio, tutti gli agricoltori possono essere raggruppati dal criterio di evitare una perdita economica dovuta alla morte delle coltivazioni. L’indicatore associato a questo criterio può essere definito in più modi, in base all’esperienza degli agricoltori stessi, come il deficit medio annuo, oppure come il massimo stress al quale possono essere sottoposte le piante durante l’anno.

Il cuore della IWRM: la PIP (Procedura di pianificazione integrata e partecipata)

La procedura chiave della IWRM è data dalla PIP (Procedura di Pianificazione integrata e Partecipata), che si compone di nove fasi differenti:

Immagine da ‘MODSS Per decisioni integrate e partecipate di Rodolfo Soncini Sessa, docente del Politecnico di Milano.

Figura 1 Immagine da ‘MODSS Per decisioni integrate e partecipate di Rodolfo Soncini Sessa, docente del Politecnico di Milano.

Ricognizione: La ricognizione del problema, in cui si identificano i portatori di interesse e i loro criteri di valutazione, i confini temporali e spaziali del problema e il numero di obbiettivi da considerare:

1.      Definizione delle azioni: Si considerano, attraverso un processo partecipato che coinvolge gli stakeholders, tutte le azioni possibili, che in seguito potranno essere combinate assieme dando vita a differenti alternative.

2.      Definizione dei criteri e indicatori: vengono definiti dei criteri per rappresentare la soddisfazione dei differenti stakeholders in base ai loro interessi, per poter valutare in seguito la loro soddisfazione in modo oggettivo.

3.      Identificazione del modello: fase di modellizzazione ingegneristica in cui un sistema fisico reale viene rappresentato da un modello matematico e scomposto in più sottosistemi. Vi sono numerose tipologie di modelli, che vengono scelti a seconda dei dati disponibili sul sistema  e delle esigenze finali.

modello di un sistema che comprende più elementi lungo il corso del fiume e tre differenti portatori d’interesse

Figura 2 Esempio di modellizzazione per un sistema che comprende più elementi lungo il corso del fiume e tre differenti portatori d’interesse.

4.      Progetto delle alternative: in base ad uno scenario di progetto, che definisce un orizzonte temporale su cui valutare il sistema, si procede con la ricerca delle alternative migliori rispetto agli obbiettivi definiti in base agli indicatori.

5.      Stima degli effetti: identificate le alternative si stimano gli effetti, ovvero i valori assunti dagli indicatori che esprimono in modo indiretto la soddisfazione degli stakeholders.

6.      Valutazione delle alternative: si identifica una funzione, detta funzione valore, capace di assegnare in base al risultato fornito dall’indicatore un valore detto indice, che esprime la soddisfazione dello stakeholder.

7.      Comparazione e negoziazione delle alternative: si ricerca un’alternativa che sia un compromesso accettabile (alternativa win-win) e migliorativo rispetto alla situazione di partenza.

8.      Mitigazione e compensazione: si tratta di azioni aggiuntive per allargare il consenso di quelle parti che sono più penalizzate dall’alternativa scelta, ad esempio per incrementare la disponibilità di acqua dolce è possibile proporre l’installazione di dissalatori in zone costiere. Per migliorare la qualità della acque potrebbe convenire l’installazione di alcuni depuratori a valle di un impianto industriale. Questo implica un processo di recursione delle fasi 4-5-6-7-8 fino al momento in cui si esauriscono le azioni di mitigazione o compensazione da attuare.

9.      Scelta della politica: tra le alternative di compromesso viene scelta infine l’alternativa di miglior compromesso e quindi anche la politica di gestione dei rilasci dal serbatoio.

Tutte queste fasi, ad eccezione della prima, hanno la possibilità di essere supportate a livello informatico. In particolare la ricerca delle alternative, soprattutto per problemi con molti obbiettivi, richiede tempi di calcolo elevati e strumentazione tecnica adeguata. Infine la gestione dei rilasci dal serbatoio può essere effettuata in modo automatico grazie ad elaborazioni di calcolo, una volta scelta la politica di gestione.

Risvolti a livello locale e globale

Sono sempre di più le aziende che si orientano verso una modalità di gestione integrata, vista la possibilità di vedere più facilmente soddisfatti i propri interessi, ma anche per la necessità di rimanere aggiornati rispetto alle nuove richieste che provengono dalle direttive UE e normative nazionali sulle tematiche ambientali.

Le conoscenze a livello ingegneristico sono già disponibili e possono essere applicate sia a situazioni locali, che coinvolgono piccole e medie imprese, che a sistemi complessi per la loro vastità: basti pensare alla lunghezza di alcuni fiumi presenti sul globo terreste.

Inoltre, in alcuni paesi a rischio siccità, la risorsa idrica genera guerre e conflitti, per cui l’impiego di un paradigma di gestione com l’IWRM può portare enormi benefici in termini di disponibilità dell’acqua e convivenza sociale.

In qualsiasi contesto venga utilizzato, questo paradigma di gestione integrata e partecipata può essere la motrice di uno sviluppo sociale ed economico, perché genera un meccanismo virtuoso di miglioramento continuo verso nuove idee e soluzioni più efficienti.

[1] Le line guida dell’IWRM sono state formulate nella conferenza delle Nazioni Unite sull’Ambiente e sullo Sviluppo (UNICED) a Rio de Janeriro nel 1992.
Gestione integrata delle risorse idriche: l’IWRM
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