02.12.2022
Resilienza dei sistemi di approvvigionamento idrico urbano in uno scenario sismicoLe reti di distribuzione idrica (WDN) sono infrastrutture critiche. La WDN è costituita da sistemi, strutture, tecnologie, servizi, ecc. essenziali per il benessere delle persone e per un'economia sostenibile. Le WDN affrontano un'ampia gamma di minacce in grado di causare danni significativi e interruzioni del servizio. Queste minacce includono infrastrutture obsolete, disastri naturali e pericoli causati dall'uomo. I WDN sono simili nel layout e nelle funzioni, ma differiscono per dimensioni, posizione e vulnerabilità. Di conseguenza, i servizi idrici stanno implementando strategie e sviluppando piani di sicurezza idrica (WSP) su misura per aumentare la loro resilienza WDN e superare tali minacce. Disastri naturali come terremoti, siccità, incendi, uragani, inondazioni e forti tempeste hanno causato un danno di spettro alle WDN, in particolare per quelle con infrastrutture obsolete. I ricercatori hanno proposto metodi per stimare le conseguenze dei disastri naturali su infrastrutture critiche come i sistemi di approvvigionamento idrico. Precedenti studi riportavano danni che includevano perdite e rotture dei tubi; guasto di impianti di trattamento, pompe, serbatoi e serbatoi; interruzioni di corrente; perdite di qualità dell'acqua, accesso ridotto a rifornimenti e strutture; e altri impatti negativi sul personale dei sistemi. Dopo aver studiato i danni che un disastro naturale può infliggere ai sistemi di approvvigionamento idrico, l'Organizzazione Panamericana della Sanità (PAHO)5 ha riferito che i terremoti hanno il potenziale più distruttivo per la WDN. Questo perché i terremoti causano danni a cascata rappresentati da incendi, interruzioni di corrente e distruzione strutturale alle risorse e alle strutture WDN e i componenti WDN sono sepolti nel sottosuolo dove l'attenuazione sismica è più intensa e dove il danno non è facilmente rilevato e riparato. Ad esempio, il massiccio terremoto di San Francisco che è durato un minuto nel 1906ha distrutto migliaia di tubi, ha causato una carenza di flusso di fuoco provocando un incendio che è durato tre giorni, ha ucciso 800 persone e ha lasciato ingenti danni alla proprietà. Il terremoto di Kobe del 1995 ha danneggiato più di 4000 condutture e causato la perdita del servizio idrico per più di un milione di persone. I terremoti di San Fernando e Northridge hanno danneggiato decine di condutture idriche e il servizio idrico è stato interrotto per settimane. I terremoti più recenti hanno provocato danni significativi alla WDN nonostante i progressi nei materiali e nelle tecnologie antisismici. Il terremoto di South Napa nel 2014 ha ulteriormente dimostrato la vulnerabilità dei WDN. Sono state segnalate più di 150 interruzioni delle condutture idriche che hanno lasciato i vigili del fuoco con una quantità d'acqua insufficiente per combattere sei grandi incendi post-terremoto. Carter ha sottolineato la preoccupazione per la formazione di muffa dovuta al cedimento del tubo dell'acqua, che causa più danni rispetto allo scuotimento stesso. Il terremoto di Kumamoto nel 2016 è un altro recente promemoria della vulnerabilità del WDN alle minacce sismiche. Il terremoto ha interrotto in modo intermittente l'approvvigionamento idrico per diversi giorni. L'affidabilità e la resilienza dei sistemi di approvvigionamento idrico sotto l'azione sismica è stata studiata negli ultimi decenni. Per studiare questo argomento, i ricercatori hanno applicato e proposto diversi metodi come l'analisi di pericolosità sismica deterministica e probabilistica; modelli analitici (ad esempio, modelli numerici di condotte interrate, modelli di deterioramento delle condotte, modelli di interdipendenza dei componenti e modelli basati sul flusso.