L'uso intelligente dell'acqua contro gli incendi di interfaccia

La scarsità d'acqua sta aumentando in molti paesi europei, spinta soprattutto dalla crisi climatica e dalla crescente domanda d'acqua nelle aree urbane. Nel quadro generale della gestione sostenibile dell'acqua dell'UE, il ciclo dell'acqua di GUARDIAN viene sviluppato e applicato per combattere gli incendi boschivi nell'interfaccia urbano-foresta de La Vallesa, secondo i principi dell'economia circolare e con soluzioni tecnologiche innovative. La fornitura d'acqua per la prevenzione, la pre-estinzione e l'attacco diretto viene progettata per un uso ottimale ed efficiente dell'acqua che riduca il rischio di incendio nell'interfaccia.

L'acqua, il bene più prezioso per l'umanità

L'acqua è un bene prezioso e una risorsa scarsa in molti paesi. Anche se gran parte del nostro pianeta è coperta d'acqua, si tratta soprattutto di acqua salata (97%): solo il restante 3% è acqua dolce che soddisfa i bisogni delle persone e degli esseri viventi. Inoltre, solo un terzo di questa piccola parte è acqua superficiale o sotterranea disponibile per l'uso.

La crisi climatica, che provoca eventi meteorologici estremi, ha un impatto negativo diretto sulla qualità e sulla disponibilità dell'acqua. A questo si aggiunge una crescente domanda mondiale di acqua potabile, soprattutto nelle aree urbane, che squilibra completamente il bilancio idrico complessivo.

L'Agenzia europea dell'ambiente (AEA) stima che circa un terzo dell'UE sia soggetto a stress idrico permanente o temporaneo. Certo, i paesi mediterranei sono spesso esposti a periodi di grave siccità in estate. Tuttavia, la scarsità d'acqua sta già diventando un problema anche alle latitudini settentrionali (per esempio nel Regno Unito e in Germania). Al link seguente trovi un'analisi completa dell'AEA sul fabbisogno idrico e sulla pressione ambientale associata nel contesto europeo. Dai un'occhiata alle statistiche e naviga tra le mappe interattive!

Fonte: Agenzia europea dell'ambiente (AEA), «Water use and environmental pressures».

Acqua per combattere gli incendi boschivi: usiamola con giudizio!

Ogni anno gli europei usano miliardi di metri cubi d'acqua non solo per bere e per le necessità domestiche, ma anche per l'agricoltura, l'industria, il commercio, il turismo e il tempo libero.

Tra gli usi dell'acqua c'è anche l'estinzione degli incendi, siano essi industriali, urbani o boschivi. In effetti l'acqua è l'agente estinguente più usato, perché è facile da usare e da trasportare, ed è più disponibile ed economica di altri agenti estinguenti. Ma, soprattutto, l'acqua agisce in molti modi diversi e complementari quando viene applicata sul fuoco:

• Raffreddamento: le caratteristiche termiche dell'acqua sono eccellenti per sottrarre calore alle fiamme, ai prodotti caldi e ai combustibili caldi. Il passaggio di stato da liquido a vapore è particolarmente efficace nel sottrarre energia termica.
• Soffocamento: evaporando, l'acqua aumenta il proprio volume di 1700 volte, spostando l'ossigeno dalla zona dell'incendio e interrompendo la combustione.
• Separazione del combustibile: l'acqua contribuisce a diluire alcuni combustibili liquidi e, se applicata ad alta pressione, può aiutare a disperdere i combustibili solidi per impatto meccanico.

Inoltre, l'acqua assorbe efficacemente la radiazione termica. Per questo, in uno scenario di incendio, bagnare in anticipo i combustibili adiacenti aiuta a controllare la propagazione del fuoco, perché crea un dissipatore di calore che ritarda l'accensione o addirittura la impedisce.

Tutti questi meccanismi agiscono insieme quando l'acqua incontra un incendio boschivo. L'acqua applicata direttamente sul fronte dell'incendio raffredda e soffoca la zona del fuoco e, se applicata con una spinta sufficiente, aiuta a separare le fiamme dal combustibile disponibile.

Tuttavia, quando si tratta di combattere gli incendi boschivi, il ruolo complessivo dell'acqua merita un'analisi più approfondita. È ben noto che il contenuto di umidità del combustibile (cioè la quantità d'acqua presente nella vegetazione) ha un ruolo chiave nel processo di accensione. Più umidità contiene il combustibile, maggiore è l'energia necessaria perché si accenda, fino al punto in cui l'umidità può impedire del tutto la combustione!

È fondamentale anche l'effetto dell'acqua presente sulla superficie del combustibile in seguito a una bagnatura in condizioni di pre-estinzione. Come afferma il dottor Joe Urbas, ricercatore dell'Università della Carolina del Nord (USA), bagnare in anticipo la vegetazione ornamentale si è dimostrato efficace ed è raccomandato come opzione valida per evitare che gli incendi di interfaccia urbano-foresta (WUI) si propaghino agli edifici. Il dottor Urbas ci dà la chiave per capire come funziona l'irrigazione in condizioni di pre-estinzione nel suo contributo all'Encyclopedia of Wildfires and Wildland-Urban Interface fires:

La bagnatura preventiva sfrutta il calore di evaporazione dell'acqua per mantenere la temperatura dei combustibili ricoperti d'acqua, in una forma o nell'altra, al di sotto o intorno ai 100 ºC […] La quantità d'acqua presente sui combustibili nel momento in cui iniziano gli effetti del fuoco determinerà quindi, in una certa misura, per quanto tempo i combustibili riusciranno a resistere all'accensione

In sintesi, nella gestione degli incendi boschivi nell'interfaccia urbano-foresta, l'acqua può essere usata con scopi diversi in fasi diverse:

• Irrigazione preventiva: per aumentare l'umidità del combustibile in qualsiasi momento della stagione degli incendi.
• Bagnatura di pre-estinzione: per ricoprire il combustibile durante la fase di preparazione, quando viene segnalato un incendio nelle vicinanze.
• Attacco diretto: acqua applicata direttamente sul fronte dell'incendio, come operazione di risposta.

Tre opzioni diverse e complementari, con obiettivi specifici diversi e applicabili in diverse fasi della gestione del fuoco (vedi il Journal 1 per ripassare il concetto di gestione integrata degli incendi), invece del classico approccio di combattere il fuoco solo quando è già lì!

Nell'articolo web 1 ho cercato di chiarire che proteggerci dagli incendi nell'interfaccia con le aree urbane non è compito esclusivo dei vigili del fuoco (responsabili dell'attacco diretto in caso di incendio). Ora le sfide per i decisori e per i professionisti che lavorano nell'interfaccia sono: 1) imparare a usare con giudizio queste diverse opzioni attraverso una strategia integrata di resilienza al fuoco; 2) costruire infrastrutture idrauliche in grado di applicare soluzioni di irrigazione con una progettazione ottimale; 3) prevedere un ciclo dell'acqua sostenibile che faccia incontrare la disponibilità d'acqua con il fabbisogno.

Una sfida? Certo, ma realizzabile con l'approccio giusto, come quello che segue GUARDIAN! GUARDIAN si basa sui principi di gestione sostenibile dell'acqua come pietra angolare del progetto integrato di difesa resiliente dal fuoco nella zona di interfaccia di Riba-roja de Túria e Paterna. Vediamo come i principi dell'economia circolare possono aiutarci in questa impresa!

Gestione dell'acqua ed economia circolare: nascono opportunità comuni!

L'approccio dell'UE alla gestione dell'acqua deve necessariamente essere concepito e governato in modo da incoraggiare gli Stati membri ad adottare pratiche sostenibili e a migliorare l'efficienza dell'approvvigionamento e dell'uso dell'acqua in linea con i principi dell'economia circolare.

La gestione sostenibile dell'acqua si può ottenere applicando i concetti dell'economia circolare in diversi modi. Il libro bianco su acqua ed economia circolare spiega i fondamenti per integrare la gestione dell'acqua con le buone pratiche dell'economia circolare e offre esempi concreti relativi a diversi usi dell'acqua e fasi del ciclo, per esempio:

• Ottimizzazione del riutilizzo dell'acqua e dell'uso dell'energia
• Recupero di sostanze chimiche e nutrienti dal ruscellamento o dalla biomassa di scarto
• Riutilizzo degli effluenti depurati
• Valorizzazione dei sottoprodotti del trattamento delle acque grigie

Ora la domanda è: come possiamo applicare questo approccio al nostro problema di gestione degli incendi di interfaccia e di gestione dell'acqua?

Il concetto generale di GUARDIAN si basa sui principi dell'economia circolare, grazie all'uso di acqua rigenerata per la prevenzione e l'estinzione degli incendi boschivi e per la manutenzione degli ecosistemi. Il professor Francesc Hernández (Universitat de València), incaricato di convalidare il ritorno economico e l'efficienza di GUARDIAN, lo dice molto chiaramente in una recente intervista (in spagnolo):

Il riutilizzo è puro buon senso. È la cosa ragionevole, ma bisogna metterla in pratica. Non dobbiamo fermarci al concetto, ma contribuire alla sua attuazione

GUARDIAN è un esempio eccellente di applicazione pratica di una soluzione di gestione e uso dell'acqua basata sull'economia circolare per combattere gli incendi boschivi. Vediamolo più nel dettaglio…

Il ciclo dell'acqua nel progetto GUARDIAN

La strategia generale su cui si basa il progetto GUARDIAN consiste nell'uso di acqua rigenerata per aumentare la resilienza al fuoco dell'interfaccia urbano-foresta, con un'infrastruttura di irrigazione preventiva, di pre-estinzione e di estinzione collegata all'impianto di depurazione delle acque reflue del comune. La figura seguente mostra le fasi fondamentali del ciclo dell'acqua di GUARDIAN:

• Progettazione tecnologica: la soluzione GUARDIAN si basa sulla ricerca, lo sviluppo e l'innovazione d'avanguardia nel trattamento dell'acqua. Adattando soluzioni di precedenti progetti europei (il progetto AWARE del Programma LIFE), GUARDIAN applica una tecnologia avanzata di trattamento dell'acqua per eliminare i microinquinanti organici, provenienti soprattutto dai pesticidi.
• Trattamento dell'acqua: questa soluzione innovativa sarà realizzata nell'impianto di rigenerazione dell'acqua (ERA), collegato come trattamento terziario all'impianto di depurazione delle acque reflue (EDAR) esistente Camp de Túria II, a Riba-roja de Túria, da cui verranno prelevati gli effluenti secondari come acqua in ingresso.
• Distribuzione dell'acqua: l'acqua sarà distribuita tramite un'infrastruttura idraulica dedicata (condotte, stazioni di pompaggio, serbatoi, ecc.) che la porterà fino alla zona di interfaccia de La Vallesa. L'acqua verrà erogata da cannoni ad alta pressione (su treppiedi o su torri, a seconda dell'uso finale).
• Controllo dell'uso dell'acqua: l'irrigazione di GUARDIAN sarà programmata in modo intelligente monitorando variabili chiave dello stato della vegetazione e dell'ambiente, grazie a servizi di previsione meteorologica e a una rete di sensori installata sul campo che fa parte del sistema di comando e controllo (CCS, dall'inglese Control Command System) di GUARDIAN.
• Consumo d'acqua: GUARDIAN fornirà acqua alla zona di interfaccia de La Vallesa (irrigazione preventiva, bagnatura di pre-estinzione e attacco diretto) in fasi diverse, con la portata e la durata stabilite dai segnali del CCS collegati ai dispositivi elettronici di controllo dell'acqua.
• Riutilizzo dell'acqua: l'acqua rigenerata in eccesso avrà un uso secondario per migliorare la qualità degli ecosistemi della zona umida de La Vallesa, oggi alimentata da apporti d'acqua di scarsa qualità.

Resta sintonizzato sui prossimi articoli e journal di GUARDIAN: presto analizzeremo nel dettaglio tutti questi elementi!