In che modo i tetti verdi possono proteggere le strade della città dalle inondazioni

In che modo i tetti verdi possono proteggere le strade della città dalle inondazioni
L'eco-edificio Acros Fukuoka a Fukuoka, in Giappone, vanta uno dei tetti verdi più famosi al mondo. Il GRIT Lab dell'Università di Toronto sta lavorando per portare i tetti verdi in città e oltre per combattere i cambiamenti climatici. (Shutterstock)

La primavera e l'estate 2017 erano tra le più umide del Nord America orientale. E il mondo ha osservato Houston, dove l'uragano Harvey ha provocato inondazioni devastanti.

Quantità di precipitazioni in primavera ha battuto record in luoghi come Toronto, dove 44.6 millimetri di pioggia sono caduti nelle ore 24. Gli acquazzoni prima di quella primavera hanno causato il trabocco delle infrastrutture delle acque piovane nella più grande città del Canada, portando a inondazioni di strade trafficate del centro.

L'urbanizzazione in molte città del Nord America ha portato a una rapida perdita di superfici permeabili dove l'acqua può defluire liberamente. Insieme alla crescente popolazione del centro in città come Toronto, ciò significa che le acque piovane e i sistemi fognari in atto devono gestire più acqua rispetto ai decenni precedenti.

Per di più, gli aumenti della temperatura globale sono stati collegati all'aumento degli eventi meteorologici estremi in tutto il mondo, una tendenza che potrebbe peggiorare se il riscaldamento globale non fosse messo sotto controllo.

Molte città lo sono mal equipaggiate per gestire queste quantità senza precedenti di precipitazioni a causa della loro infrastruttura delle acque piovane insufficiente e obsoleta.

In che modo i tetti verdi possono proteggere le strade della città dalle inondazioni
Un camionista rimorchiatore attraversa le acque alluvionali dopo aver agganciato un'auto sulla Don Valley Parkway a Toronto dopo un forte temporale nel luglio 2013. LA STAMPA CANADESE / Frank Gunn

Il 23% delle fognature del centro di Toronto è combinato, il che significa che sia l'acqua piovana della città che l'acqua di scarico fluiscono insieme all'interno di un tubo verso un impianto di trattamento delle acque. In periodi di forti piogge, la quantità di acqua piovana nella fogna può raggiungere la capacità e traboccare nelle strade di Toronto e nel suo lago e nei suoi fiumi.


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Ciò significa che per prevenire inondazioni nelle aree del centro cittadino, i liquami vengono rilasciati - non trattati - in corpi idrici che consentono il nuoto e altri sport ricreativi.

Con le precipitazioni aumentano a livello globale, è un momento cruciale per esaminare in che modo le città possono adeguare le loro infrastrutture edilizie esistenti per alleviare i danni delle alluvioni e gestire le acque piovane in modo più sostenibile.

Tecnologie infrastrutturali verdi, come marciapiedi permeabili, bioswales, cisterne e tetti verdi, ora sono comunemente raccomandati per affrontare eventi meteorologici estremi.

Tetti verdi per la gestione delle acque piovane

I tetti verdi sono un'infrastruttura verde (GI) opzione che può essere applicata praticamente a qualsiasi tetto data la capacità di carico del peso. I vantaggi dei tetti verdi vanno ben oltre il loro evidente fascino estetico.

Uno studio condotto dall'ingegnere civile dell'Università di Toronto Jenny Hill e co-ricercatori presso il Green Roof Innovation Testing Lab della scuola (GRIT Lab) ha dimostrato che i tetti verdi hanno la capacità di catturare una media di 70 per cento delle precipitazioni in un determinato momento, alleviando i sistemi sotterranei delle acque piovane e rilasciando l'acqua piovana nell'atmosfera.

Lo studio ha esaminato quattro variabili di progettazione del tetto verde che rappresentano le pratiche industriali più comuni: tipo di impianto (piante grasse o erbe e piante da fiore erbacee), sostituto del suolo (minerale, compost di legno), profondità di impianto (centimetri 10 o centimetri 15) e programma di irrigazione ( nessuno, giornaliero o attivato dal sensore) e in che modo questi quattro fattori hanno influenzato la cattura dell'acqua.

Il programma di irrigazione ha dimostrato di avere il massimo effetto, con una capacità di ritenzione che aumenta da 50 per cento con irrigazione giornaliera a 70 per cento con sensore attivato o nessuna irrigazione. In altre parole, i tetti che non sono stati annaffiati o vengono annaffiati solo quando il loro terreno raggiunge un livello di umidità predeterminato, hanno una maggiore capacità di assorbire l'acqua piovana.

Inoltre, lo studio ha calcolato un nuovo coefficiente di deflusso di picco - un valore costante utilizzato per calcolare la capacità di un tetto verde di trattenere l'acqua - affinché i tetti verdi si trovassero intorno a 0.1-0.15, una riduzione da 85 a 90 per cento rispetto a una superficie impermeabile.

Progettisti e ingegneri utilizzano abitualmente una cifra di 0.5 (riduzione del 50 per cento) per valutare le prestazioni del tetto verde. Questa discrepanza tra la pratica del settore e i risultati regionali basati su prove evidenzia la necessità di ulteriori ricerche.

In che modo i tetti verdi possono proteggere le strade della città dalle inondazioni Piante grasse sul tetto e piante fiorite sul tetto verde del laboratorio GRIT. GRIT Lab dell'Università di Toronto

La seconda variabile più significativa per la ritenzione delle acque piovane era il sostituto del suolo. Il materiale di impianto per tetto verde più utilizzato si basa sulle linee guida della società tedesca di ricerca, sviluppo e costruzione del paesaggio (FLL).

Il FLL ha raccomandato un aggregato minerale perché si ritiene che sia più duraturo e più duro dei sostituti del suolo biologico. Ma questa raccomandazione è stata contestata da ricerca oggi.

Hill e il suo team hanno confrontato il materiale di coltivazione minerale con il composto di legno. Il compost ha sovraperformato il minerale di 10 per cento (70 per cento contro 60 per cento di precipitazioni trattenute) in letti senza irrigazione e ha minima compressione o guasto nel tempo.

Un'altra scoperta chiave nello studio di Hill ha dimostrato che quando già umido, dall'irrigazione o dalla pioggia, il materiale di piantagione ha avuto la maggiore influenza sulla ritenzione idrica. Il compost ha sovraperformato il sostituto del suolo minerale di ben tre volte quando completamente saturo (83 per cento di pioggia trattenuta contro 29 per cento).

Compost un sostituto del suolo migliore

Ciò significa che il compost non solo ha funzionato meglio in ogni stagione, ma si è comportato molto meglio nelle stagioni delle piogge e durante le tempeste back-to-back.

Profondità di impianto (centimetri 10 contro centimetri 15) e la famiglia di piante (succulente contro erba e piante da fiore erbacee) hanno entrambi dimostrato di avere scarso impatto sulla ritenzione di acqua piovana rispetto al materiale di piantagione e al programma di irrigazione.

E così senza compromettere la gestione delle acque piovane, la selezione delle piante può raggiungere obiettivi estetici e parametri ambientali come la biodiversità e l'habitat delle specie.

In che modo i tetti verdi possono proteggere le strade della città dalle inondazioni Un'ape si aggira intorno a una pianta in fiore nel giardino sul tetto del GRIT Lab di U of T. U di T GRIT Lab

Uno dei vincoli per la costruzione del tetto verde è il caricamento del peso, in particolare negli edifici che non sono stati originariamente costruiti per adattarsi al peso di un tetto verde saturo. Pertanto, una profondità di impianto di 10 centimetro rispetto a 15 significherebbe che più tetti potrebbero essere idonei per il retrofit.

Tuttavia, anche se una tavolozza di piante a biodiversità che includa erbe e piante erbacee sarebbe un'opzione di tetto verde più esteticamente ed ecologicamente ricca, quelle piante richiedono irrigazione per sopravvivere in città come Toronto. Poiché l'irrigazione ha un effetto negativo sulla ritenzione delle acque piovane, i progettisti di tetti verdi possono prendere in considerazione piante succulente resistenti alla siccità come sedum.

Tuttavia, quando le piante erbacee vengono piantate in compost piuttosto che in materiali di piantagione minerali, si potrebbe impedire la riduzione della capacità di ritenzione delle acque piovane.

L'irrigazione su richiesta attivata da un sensore di umidità del suolo può bilanciare la gestione dell'acqua con la disponibilità di acqua per la crescita delle piante. Inoltre, il compost ha un peso significativamente inferiore rispetto al materiale di semina minerale, aumentando il potenziale di retrofit.

E così la ricerca di Hill e del suo team su quattro distinte variabili del tetto verde ci consente di comprendere i vantaggi e i limiti di ciascuno e come possono essere combinati.

Tetti verdi: infrastruttura verde ottimale

A nostro avviso, come ricercatori del GRIT Lab, i tetti verdi sono l'infrastruttura verde urbana ottimale grazie alla loro multifunzionalità: possono essere adattati su edifici esistenti, offrono spazio per la biodiversità per fauna selvatica urbana e possono essere arricchenti spazi pubblici per i cittadini. Inoltre, i tetti verdi possono rendere piacevoli i luoghi precedentemente inospitali e fornire nuovi spazi esterni per gli impiegati.

In che modo i tetti verdi possono proteggere le strade della città dalle inondazioni Una farfalla svolazza intorno ai fiori sul tetto verde del GRIT Lab. U di T GRIT Lab

Questi recenti risultati mostrano chiaramente il potenziale dei tetti verdi. Ma sono necessari studi scientifici approfonditi sui tetti verdi, come quelli intrapresi dal GRIT Lab, al fine di determinare la migliore composizione del tetto verde per prestazioni ottimali.

Ad esempio, sebbene il tipo di impianto abbia avuto scarso effetto sulla ritenzione delle acque piovane, il mix erbaceo delle piante autoctone ha dimostrato di essere più attraente per le api autoctone ed è probabilmente più attraente. Questa informazione è critica; sebbene le piante grasse siano attualmente lo standard del settore, piantare solo piante grasse sui tetti potrebbe potenzialmente avere un impatto negativo sull'ecologia urbana in varie regioni.

Un'ulteriore variabile da considerare quando si progetta un tetto verde è la sua posizione. Scott MacIvor, ricercatore del GRIT Lab e co-ricercatori ho scoperto che l'altezza dell'edificio è importante: ci sono molti meno alveari quando i tetti verdi sono troppo alti, e quindi progettare un tetto mirato ad aiutare le api più alte di otto piani sarebbe inutile.

Man mano che gli eventi di tempesta diventano più frequenti e gravi per i comuni, le città con l'invecchiamento dell'infrastruttura delle acque piovane stanno lottando per trovare modi per alleviare l'impatto. I tetti verdi possono far parte di questa soluzione, ma non tutti i tetti verdi sono uguali. La ricerca e la conoscenza adeguate sono essenziali.

Riguardo agli Autori

Catherine Howell, Assistente di ricerca, GRIT Lab, Università di Toronto; Jennifer Drake, assistente professore di ingegneria civile, Università di Torontoe Liat Margolis, professore associato di architettura del paesaggio, Università di Toronto

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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