Metodo rapido di valutazione post-sismica per le infrastrutture idrauliche strategiche nel territorio di Ferrara

La sicurezza dei territori di pianura dipende sempre più dalla capacità delle infrastrutture idrauliche di restare operative anche dopo un terremoto. Canali, idrovore, paratoie e opere di laminazione rappresentano infatti un sistema strategico per la gestione del rischio idraulico e alluvionale. Partendo dal caso studio della provincia di Ferrara, il gruppo di ricerca dell’Università di Ferrara ha sviluppato un protocollo innovativo per la valutazione rapida post-sisma di queste infrastrutture. Il metodo introduce un approccio multilivello basato sulla vulnerabilità delle opere e integra verifiche strutturali e funzionali. Un modello pensato non solo per l’emergenza sismica, ma anche per affrontare le sfide poste dal cambiamento climatico e dagli eventi estremi.

Un sistema di infrastrutture interconnesse

La sicurezza dei territori di pianura dipende sempre più dalla capacità di mantenere operative infrastrutture idrauliche strategiche anche dopo eventi estremi. Non si tratta soltanto di garantire il funzionamento di opere singole, ma di preservare un sistema complesso e interconnesso che governa il drenaggio, la laminazione delle piene, la navigazione e la sicurezza idraulica di intere aree abitate. È in questo contesto che si inserisce il lavoro sviluppato dall’Università di Ferrara e presentato ad ANIDIS 2025 dall’ingegner Marco Nale, dedicato a un metodo rapido di valutazione post-terremoto delle infrastrutture idrauliche nel territorio ferrarese.

Il tema assume oggi una rilevanza particolare perché gli eventi estremi non possono più essere letti separatamente. Le reti idrauliche devono infatti affrontare contemporaneamente l’invecchiamento delle opere, l’aumento delle sollecitazioni climatiche e la necessità di garantire continuità operativa anche in seguito a un sisma. La provincia di Ferrara rappresenta un caso emblematico: un territorio interamente di pianura, caratterizzato da una fitta rete di opere idrauliche che costituiscono la vera infrastruttura vitale del territorio.

L’approccio proposto dal gruppo di ricerca parte da un principio fondamentale: le opere idrauliche non possono più essere considerate elementi isolati. Dighe sfioranti, canali artificiali, opere di sostegno, impianti idrovori, paratoie e infrastrutture di navigazione formano un sistema integrato nel quale il malfunzionamento di un singolo elemento può compromettere la sicurezza complessiva del territorio.

La gestione di queste infrastrutture è resa ancora più complessa dalla molteplicità delle possibili fonti di guasto. I terremoti rappresentano solo una delle cause potenziali. A questi si aggiungono eventi alluvionali, guasti tecnici, malfunzionamenti dei sistemi di controllo e persino errori umani. Le esperienze internazionali mostrano inoltre come una parte significativa dei danni che colpiscono queste opere sia riconducibile agli elementi non strutturali: impianti elettrici, sistemi oleodinamici, apparecchiature di controllo, valvole e paratoie.

Il protocollo sviluppato insieme all’Agenzia Regionale per la Sicurezza Territoriale e la Protezione Civile dell’Emilia-Romagna nasce proprio dall’esigenza di gestire questa complessità in modo operativo, rapido e coerente con le esigenze dell’emergenza.

La presente relazione è stata presentata ad ANIDIS 2025 (Assisi, 7-11 settembre) e gli autori sono: Marco Nale, Marco Accolli e Fabio Minghini.

Il caso Ferrara e la strategicità delle opere idrauliche

La ricerca ha assunto come caso studio il sistema idraulico della provincia di Ferrara, delimitata dal Po a nord, dal Mare Adriatico a est, dal Reno a sud e dal Cavo Napoleonico a ovest. All’interno di questo territorio si sviluppano un reticolo idraulico primario e uno secondario costituiti da infrastrutture di tipologie molto differenti ma strettamente interdipendenti.

Tra le opere analizzate emerge il caso di Opera Reno, infrastruttura strategica per la gestione delle piene del Reno attraverso il trasferimento delle portate nel Cavo Napoleonico e successivamente nel Po. La rilevanza di questa opera è stata confermata anche dagli eventi alluvionali recenti: in appena 34 ore sono stati scolmati oltre 27 milioni di metri cubi d’acqua. Un dato che evidenzia chiaramente come il mantenimento della piena funzionalità post-sisma non sia un obiettivo secondario, ma una necessità imprescindibile per la sicurezza del territorio.

Lo studio dello stato dell’arte ha mostrato come i protocolli esistenti siano prevalentemente calibrati sulle grandi dighe. In Italia il riferimento principale resta quello delle linee guida del Ministero delle Infrastrutture, che definiscono soglie di attivazione basate sulla PGA (Peak Ground Acceleration). Approcci analoghi sono presenti negli Stati Uniti, in Svizzera e in Giappone, ma risultano generalmente orientati a infrastrutture di grandi dimensioni e fortemente strumentate.

Il lavoro dell’Università di Ferrara propone invece un’estensione di questi principi a opere di scala territoriale, spesso meno monitorate ma altrettanto strategiche.

XX Convegno ANIDIS: focus su sicurezza sismica e vulnerabilità del costruito
Ad Assisi si è svolto il XX Convegno ANIDIS, principale appuntamento per la comunità dell’ingegneria sismica. Al centro del dibattito: vulnerabilità del costruito, tecniche di rinforzo, monitoraggio strutturale, nuovi materiali, strategie multi-hazard e politiche di riduzione del rischio. INGENIO segue l’evento con video e interviste ai protagonisti.
LEGGI L'APPROFONDIMENTO

Vulnerabilità e controlli multilivello

L’aspetto più innovativo del protocollo riguarda l’introduzione di un approccio multilivello basato sulla vulnerabilità specifica delle infrastrutture. Le soglie di attivazione dei controlli non vengono infatti definite soltanto in funzione dell’intensità del terremoto, ma anche delle caratteristiche costruttive e dello stato di conservazione delle opere.

La vulnerabilità viene descritta attraverso curve di fragilità, dalle quali vengono ricavate le accelerazioni di attivazione dei diversi livelli di controllo. In pratica, infrastrutture più vulnerabili possono richiedere ispezioni approfondite anche in presenza di accelerazioni sismiche relativamente contenute.

Il protocollo si sviluppa attraverso tre livelli progressivi di verifica. Il controllo di livello 0 riguarda gli impianti essenziali, come alimentazione elettrica e sistemi di controllo. Il livello 1 introduce l’ispezione delle componenti meccaniche, incluse paratoie, valvole e sistemi oleodinamici. Il livello 2, infine, aggiunge le verifiche strutturali vere e proprie.

La classificazione del danno viene effettuata considerando severità, intensità ed estensione, sia per gli elementi strutturali sia per quelli non strutturali. Per questi ultimi il criterio fondamentale diventa il mantenimento della funzionalità operativa, mentre per gli elementi strutturali il riferimento resta la sicurezza dell’opera.

Le schede ispettive sviluppate dal gruppo di ricerca riprendono la filosofia già adottata nelle procedure post-sisma per i ponti: il tecnico incaricato compila rapidamente la documentazione segnalando anomalie, danni o malfunzionamenti rilevati sul campo.

I risultati dell’applicazione sul terremoto del 2012

Una prima validazione del protocollo è stata effettuata utilizzando lo scenario del terremoto emiliano del 2012. Il confronto con le procedure tradizionali ha evidenziato come un approccio basato esclusivamente sulla distanza epicentrale o sulle soglie standard di PGA rischi di non cogliere le reali priorità di intervento.

L’introduzione della vulnerabilità consente infatti di selezionare in modo più efficace le opere da sottoporre ai controlli più approfonditi. In alcuni casi infrastrutture caratterizzate da evidenti fenomeni di degrado, soprattutto negli edifici di controllo e nei ponti di accesso, richiedono verifiche più severe rispetto ad altre opere progettate con criteri antisismici più recenti.

Durante i sopralluoghi effettuati nel territorio ferrarese sono stati riscontrati fenomeni tipici del degrado delle strutture in calcestruzzo armato: carbonatazione, espulsione del copriferro, corrosione delle armature e deterioramento delle staffe. Aspetti che, pur non essendo direttamente legati all’evento sismico, incidono in modo significativo sulla vulnerabilità complessiva dell’infrastruttura.

Il caso di Ponte Lago Scuro rappresenta un esempio significativo. Pur rientrando teoricamente nelle categorie da sottoporre a controlli avanzati secondo le linee guida tradizionali, l’approccio basato sulla vulnerabilità ha mostrato come la struttura, progettata con normative più recenti, non richiedesse l’attivazione dei livelli più elevati di verifica. Una valutazione confermata anche dall’assenza di danni osservata dopo il sisma del 20 maggio 2012.

Verso protocolli integrati per rischio sismico e climatico

Il protocollo è stato successivamente testato anche attraverso esercitazioni congiunte con i tecnici della Protezione Civile regionale, con l’obiettivo di verificarne la reale applicabilità operativa e individuare eventuali criticità da migliorare.

L’obiettivo futuro della ricerca è ampliare ulteriormente questo approccio integrando scenari multi-rischio che includano non solo il terremoto, ma anche eventi alluvionali estremi e gli effetti del cambiamento climatico. Le recenti bombe d’acqua e gli eventi meteorologici sempre più intensi dimostrano infatti che le infrastrutture idrauliche dovranno essere valutate secondo logiche di resilienza complessiva e non più attraverso analisi settoriali separate.

Parallelamente, il gruppo di ricerca sta lavorando alla calibrazione più avanzata dei parametri di severità del danno attraverso metodologie di tipo FMECA, con l’obiettivo di rendere il protocollo sempre più robusto, affidabile e utilizzabile nelle procedure di gestione dell’emergenza.

In prospettiva, il lavoro sviluppato a Ferrara rappresenta un passaggio importante verso una nuova concezione della sicurezza infrastrutturale: non più focalizzata sulla singola opera, ma sulla capacità dell’intero sistema territoriale di continuare a funzionare anche dopo eventi estremi concatenati.

DI SEGUITO L'INTERVENTO INTEGRALE DI MARCO NALE.

Il testo è stato elaborato mediante la videoregistrazione dell'intervento, con l'uso dell'IA (ChatGpT).

IN SINTESI
-Il territorio ferrarese rappresenta un caso emblematico di rete idraulica complessa, dove canali, paratoie, idrovore e opere di laminazione sono fondamentali per la sicurezza del territorio.
-Il protocollo sviluppato dall’Università di Ferrara introduce una procedura rapida di valutazione post-sisma specifica per infrastrutture idrauliche di pianura, superando gli approcci pensati esclusivamente per le grandi dighe.
-Il metodo utilizza curve di fragilità e livelli di vulnerabilità per definire controlli progressivi su componenti elettriche, meccaniche e strutturali delle opere.
-L’approccio considera anche gli elementi non strutturali, spesso responsabili dei principali malfunzionamenti post-evento, oltre ai fenomeni di degrado dovuti all’invecchiamento delle infrastrutture.
-Il protocollo è stato validato sullo scenario del terremoto emiliano del 2012 e rappresenta una base per future strategie integrate di gestione del rischio sismico, idraulico e climatico.