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Fiumi del Ticino al "setaccio"
degli studenti di ingegneria ambientale dell’ETHmateriali e tecnologie

Buoni i risultati di "TiRiLab" (Ticino Rivers Lab), una piattaforma di collaborazione scientifica fra il Politecnico di Zurigo e l’Ufficio corsi d’acqua del Canton Ticino. In questi giorni rilevazioni sul fiume Maggia

di Valeria Camia

TiRiLab, ovvero Ticino Rivers Lab, è una piattaforma di collaborazione scientifica e formativa tra l’Istituto di ingegneria ambientale (IfU) e il Laboratorio di idraulica, idrologia e glaciologia (VAW) del Politecnico federale di Zurigo (ETH), e l’Ufficio dei corsi d’acqua del Canton Ticino. Era il 2016 quando il professor Peter Molnar dell’IfU e il professor Annunziato Siviglia all’epoca al VAW (ora all’Università di Trento, Italia), con i colleghi Sandro Peduzzi e Andrea Salvetti in Canton Ticino, hanno concepito l’idea di applicare i progetti scientifici dell’ETH per studiare i problemi fluviali del Cantone a sud delle Alpi. «Ci rendevamo conto - spiega Molnar - che, nei corsi proposti all’ETH, da una parte insegnavamo metodi e strumenti avanzati in idraulica fluviale e morfodinamica (per esempio le più aggiornate tecniche di modellazione numerica, l’analisi dell’habitat acquatico, la valutazione degli ecosistemi fluviali), ma dall’altra non sfruttavamo sempre e appieno l’applicazione di queste conoscenze a problemi pratici, ”reali”, rilevanti per quanti si trovano nella condizione di prendere decisioni concrete: penso nello specifico alle autorità cantonali responsabili della protezione dalle piene e delle riqualificazioni fluviali».

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A partire da queste considerazioni, il Cantone Ticino ha subito destato interesse, per la presenza di tre aspetti interconnessi: la produzione di energia idroelettrica, che ha un impatto sui flussi di sedimenti e sull’idromorfologia di molti fiumi; il susseguirsi di regolari piene che hanno un’influenza significativa sulle piane alluvionali; infine, l’elevata importanza ecologica della zona, con diverse piane alluvionali di importanza nazionale. Inizialmente cofinanziato dal Canton Ticino, sostenuto poi anche dall’EU Alpine Space Program attraverso la Nuova Politica Regionale della Confederazione Svizzera (nel 2017, Progetto HyMoCARES), oggi TiRiLab permette agli studenti di Master in ingegneria ambientale, interessati ai fiumi, di applicare le loro conoscenze acquisite nelle lezioni teoriche a problemi reali: «Questi ragazzi hanno quindi la possibilità di svolgere il proprio progetto di Master di 4 mesi nell’ultimo anno del programma di studio su problematiche di interesse scientifico e ingegneristico del fiumi ticinesi», spiega il dottor Davide Vanzo, ricercatore al VAW, che, con il professor Molnar, è responsabile di TiRiLab e proprio in questi giorni si trova in valle Maggia per alcuni rilievi.

«Il principale problema idromorfologico dei fiumi alpini, e il Ticino non fa eccezione - aggiunge Molnar - è legato al fatto che la regolazione delle portate e la canalizzazione dei fiumi hanno modificato il regime idraulico e l’apporto di sedimenti. La conseguenza è l’alterazione dei processi morfodinamici naturali che avvenivano in passato. Tutto questo ha conseguenze a cascata sulla temperatura dei fiumi, sulla qualità e quantità dell’habitat per le specie acquatiche, ma anche sullo sviluppo delle piane alluvionali, sulla vegetazione lungo le rive e sull’integrità degli ecosistemi». I progetti TiRiLab affrontano esattamente queste problematiche: «Attraverso la modellazione numerica (cioè la simulazione matematica di processi fisici reali, ndr), gli studenti fanno esperienza nella raccolta dati e applicazione di modelli di analisi, calibrazione dei parametri, test di sensibilità; poi applicano i modelli per rispondere alle domande di ricerca che hanno formulato, e valutano criticamente i risultati» - chiarisce Vanzo.

Sembra un esercizio utile solo agli accademici, ma non è affatto così. Da un lato, i ricercatori dell’ETH supervisionano gli studenti, discutono criticamente il loro lavoro e la qualità dei risultati; dall’altro il personale del Cantone aiuta a identificare i problemi più interessanti in Ticino, fornisce accesso ai dati e supporto ai rilievi in loco. Quello con il Cantone è un dialogo continuo e utile, con sempre nuovi aspetti da investigare, ricorda il professor Molnar: «Per esempio, nell’ambito dei diversi studi sui “servizi” forniti dal fiume Maggia (che vanno dalla produzione di energia idroelettrica, ai prelievi idrici per agricoltura, alla pesca), uno studente ha analizzato le opportunità di nuoto e balneazione lungo il fiume, e ha valutato come queste cambino con l’aumento delle portate. Tali risultati potrebbero essere utili un giorno anche alle comunità locali, per prevedere in quali zone i turisti possono convergere per godere delle acque del fiume». E non mancano casi di studi che hanno portato in direzioni non pianificate. «È il caso, per esempio, di un progetto volto a mostrare come l’aumento del flusso minimo nel fiume Maggia influenzerebbe l’habitat dei pesci tramite specifici modelli matematici - ricorda Vanzo. - Lo studente che svolgeva la ricerca è andato, per così dire, “oltre” e ha anche esplorato come il cambiamento dei flussi minimi avrebbe influenzato gli invertebrati acquatici da cui i pesci dipendono per il cibo».

C’è poi un altro aspetto, che Molnar e Vanzo sottolineano: applicare le conoscenze teoriche a problemi concreti permette agli studenti di migliorare le proprie capacità di formulare in modo autonomo le possibili soluzioni e a rispondere alle domande del richiedente, in questo caso il Canton Ticino. «Tutte le relazioni (i report) degli studenti di TiRiLab - spiega Molnar - sono pubbliche. Abbiamo pianificato incontri regolari con lo staff del Cantone, durante i quali gli studenti hanno potuto presentare i risultati dei loro studi, affinando e applicando le proprie capacità: un esercizio propedeutico a futuri colloqui di lavoro, magari proprio in Canton Ticino».

La pandemia ha ovviamente sospeso queste attività, che stanno però ora riprendendo. Così come nuovamente possibili sono i rilievi da condurre lungo il fiume Maggia e su altri fiumi ticinesi. «In futuro - aggiunge Molnar - si potrebbe allargare la collaborazione del TiRiLab all’Istituto Scienze della Terra (IST) della SUPSI, che già ci aiuta con i dati di monitoraggio delle acque sotterranee nella Maggia». Per il futuro c’è anche in progetto lo studio del fiume Brenno e delle inondazioni del Lago Maggiore, mentre, a partire dal progetto TiRiLab, il VAW ha iniziato una collaborazione con il Cantone Ticino nell’ambito del monitoraggio ambientale dei corsi d’acqua e valutazione dell’effetto del risanamento dei deflussi minimi. 

Naturalmente i gruppi di ricerca (IfU-VAW) sono attenti anche a problematiche di natura “extra-cantonale”. Si pensi alla questione del cambiamento climatico: recentemente, il governo federale ha finanziato uno studio molto ampio sugli indicatori del cambiamento climatico in Svizzera. Nell’ambito di ricerche successive finanziate dall’Ufficio federale per l’ambiente (UFAM) sono stati approfonditi anche gli effetti idrologici (Hydro-CH2018) di tali cambiamenti. Per quel che riguarda il Ticino - chiariscono Molnar e Vanzo - «ci sono evidenze che indicano come entro la fine del secolo le precipitazioni aumenteranno in inverno e in primavera, ma allo stesso tempo continueranno a diminuire in estate, a seconda dello scenario delle emissioni di gas serra. Per la temperatura dell’aria, il segnale è chiaro: è previsto un aumento di 3-4 gradi centigradi entro la fine del secolo in tutte le stagioni, con aumenti minori nel già caldo Ticino meridionale. A questo si collega anche un possibile aumento delle temperature dell’acqua. Tali cambiamenti influenzeranno naturalmente l’idrologia e porteranno generalmente a un maggior deflusso dovuto allo scioglimento della neve in inverno e in primavera, e a una riduzione del deflusso in estate, con possibili  periodi di secca in alcuni luoghi». In questo prospettiva, il ruolo che la modellazione idrologica e fluviale può offrire è fondamentale, per “testare” diverse ipotesi e scenari futuri e quindi valutare varie soluzioni: opportunità altrimenti impossibile nei sistemi reali.
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(Nella foto in alto, di Davide Vanzo, misurazioni nel fiume Maggia)