La pioggia non è un prodotto di scarto che deve essere eliminato il più rapidamente possibile dalla città. L’infiltrazione dell’acqua piovana rappresenta una delle strategie più efficaci per ripristinare il ciclo naturale dell’acqua nelle aree urbanizzate, ridurre le inondazioni, rigenerare le falde acquifere e migliorare il clima urbano. Chi comprende il funzionamento, i principi di progettazione e i requisiti tecnici degli impianti di infiltrazione, capisce anche perché la gestione decentralizzata dell’acqua piovana sia oggi uno dei compiti fondamentali della progettazione sostenibile degli spazi aperti.
- Cosa comportano, dal punto di vista fisico e idrologico, le infiltrazioni dell’acqua piovana e come agiscono nel ciclo idrologico
- Quali tipi di sistemi di infiltrazione esistono e in cosa si differenziano per funzione, struttura e ambito di applicazione
- Quali requisiti di ubicazione e analisi del suolo sono indispensabili prima della progettazione
- Quali norme, regolamenti e requisiti di diritto delle acque sono in vigore in Germania
- Come integrare gli impianti di infiltrazione nella progettazione degli spazi aperti dal punto di vista progettuale ed ecologico
- Quali errori si verificano frequentemente nella progettazione, nella realizzazione e nella gestione e come evitarli
- In che modo i sistemi di infiltrazione interagiscono con altri elementi della strategia della “città spugna”
- Cosa richiedono la manutenzione e il funzionamento a lungo termine degli impianti di infiltrazione
Infiltrazione dell’acqua piovana: definizione, funzione e fondamenti idrologici
Per infiltrazione dell’acqua piovana si intende il processo controllato, tecnico o naturale, mediante il quale l’acqua piovana proveniente da superfici pavimentate o edificate viene convogliata nel suolo e da lì convogliata alle falde acquifere. Nel ciclo idrologico naturale, una parte considerevole delle precipitazioni si infiltra direttamente nel punto in cui cade, viene assorbita dal suolo, filtrata e alimenta lentamente le falde acquifere. Le superfici impermeabilizzate interrompono questo ciclo: asfalto, cemento e pavimentazioni convogliano l’acqua in superficie, aumentano il picco di deflusso e sovraccaricano la rete fognaria. Gli impianti di infiltrazione sono lo strumento tecnico e progettuale per compensare, almeno in parte, questa perdita.
Da un punto di vista idrologico, gli impianti di infiltrazione svolgono diverse funzioni contemporaneamente. Riducono i picchi di deflusso in caso di forti piogge, convogliando l’acqua nel sottosuolo con un certo ritardo. Rigenerano le falde acquifere, il cui livello è notevolmente diminuito in molte aree urbane a causa di decenni di impermeabilizzazione totale. Migliorano il clima urbano, poiché l’acqua infiltrata e immagazzinata contribuisce al raffreddamento attraverso l’evapotraspirazione. Inoltre, alleggeriscono il carico sulla rete fognaria mista, che in caso di forti piogge è spesso sovraccarica e scarica acque reflue non trattate nei corsi d’acqua. L’infiltrazione dell’acqua piovana non è quindi una misura isolata, ma un elemento di una gestione integrata delle acque piovane.
Il concetto chiave dal punto di vista fisico è il tasso di infiltrazione, ovvero la quantità d’acqua che un suolo può assorbire in un’unità di tempo. Viene espresso in millimetri all’ora o in metri al secondo e dipende dal tipo di suolo, dalla struttura, dal grado di compattazione e dal contenuto d’acqua attuale. I terreni sabbiosi presentano tassi di infiltrazione elevati, mentre quelli argillosi molto bassi. La conducibilità idraulica a saturazione (valore kf) è il parametro fondamentale nella progettazione degli impianti di infiltrazione: descrive la velocità con cui l’acqua scorre attraverso un terreno saturo d’acqua e determina in modo decisivo quale tipo di infiltrazione sia effettivamente realizzabile in un determinato sito.
Tipi di impianti di infiltrazione: bacini, canali di infiltrazione, pozzi e aree
La progettazione tecnica distingue diversi tipi fondamentali di impianti di infiltrazione, che si differenziano per geometria, volume di stoccaggio, capacità di depurazione e ingombro. Il foglio di lavoro DWA-A 138 dell’Associazione tedesca per la gestione delle acque, delle acque reflue e dei rifiuti costituisce il quadro normativo di riferimento per la progettazione, la costruzione e la gestione degli impianti di infiltrazione in Germania. Esso classifica gli impianti e fornisce i criteri di dimensionamento.
La vasca di infiltrazione è la forma più vicina alla natura e quella più comunemente utilizzata nella progettazione degli spazi aperti. Si tratta di una depressione del terreno pianeggiante e ricoperta di vegetazione, che raccoglie l’acqua piovana in superficie e la fa penetrare nel suolo attraverso il fondo ricoperto di vegetazione. La conca combina ritenzione, depurazione e infiltrazione: le sostanze in sospensione e gli inquinanti legati vengono trattenuti dalla vegetazione e dallo strato superficiale del terreno prima che l’acqua penetri in profondità. Le vasche si integrano bene dal punto di vista progettuale, ma richiedono una superficie sufficiente e un terreno con un’adeguata capacità di infiltrazione. Il loro fondo dovrebbe trovarsi ad almeno un metro sopra il livello massimo delle acque sotterranee, per garantire un percorso di filtrazione sufficiente.
L’infiltrazione tramite trincee utilizza fossati o tubi sotterranei riempiti di ghiaia o di corpi in plastica per immagazzinare temporaneamente l’acqua e rilasciarla lentamente nel terreno circostante. I canali di infiltrazione occupano poco spazio e possono essere posati sotto sentieri, parcheggi o aree verdi. Sono particolarmente adatti laddove in superficie non vi sia spazio per le vasche di raccolta, ma richiedono un accurato pretrattamento dell’acqua in entrata, poiché sono difficili da pulire in caso di accumulo di limo. La combinazione di bacino di raccolta e rigola, il cosiddetto impianto «bacino-rigola», unisce l’efficacia depurativa del bacino alla capacità di stoccaggio della rigola ed è considerata una soluzione particolarmente efficiente per le aree urbane.
I pozzi di infiltrazione convogliano l’acqua direttamente e in modo puntuale negli strati più profondi del terreno. Sono tecnicamente semplici, ma offrono una capacità depurativa minima e sono quindi adatti solo per l’acqua a basso carico inquinante proveniente dalle superfici dei tetti. Infine, i sistemi di infiltrazione superficiale utilizzano rivestimenti permeabili come le griglie per prato, la pavimentazione con giunti larghi o le superfici legate con acqua per convogliare le precipitazioni nel terreno direttamente nel punto di impatto. Si tratta della forma più decentralizzata di infiltrazione e richiede un sottosuolo portante e permeabile.
Analisi del sito e indagine del terreno come presupposto per la progettazione
Nessun impianto di infiltrazione funziona senza un’approfondita analisi del sito. L’indagine preliminare più importante è la determinazione del valore kf tramite una prova di infiltrazione in loco. La norma DWA-A 138 descrive diversi metodi, tra cui la semplice prova con infiltrometro a doppio anello per bacini poco profondi e prove di pompaggio più complesse per impianti più profondi. Le analisi di laboratorio sui campioni di terreno possono determinare approssimativamente il valore kf, ma non sostituiscono completamente la prova sul campo, poiché la struttura del terreno, i macropori e la stratificazione non vengono riprodotti in laboratorio.
Il valore kf determina se un sito è in linea di principio idoneo all’infiltrazione dell’acqua piovana. La norma DWA-A 138 indica come limite minimo per la maggior parte degli impianti di infiltrazione un valore kf di circa 1 × 10⁻⁶ metri al secondo. I terreni con valori inferiori, ovvero argille pesanti e limo, presentano un’infiltrazione talmente lenta che gli impianti dimensionabili in modo economicamente sostenibile non garantiscono una portata sufficiente. In tali casi, come alternative si possono prendere in considerazione bacini con periodo di ritenzione prolungato, sistemi combinati di ritenzione e infiltrazione o lo scarico in corsi d’acqua.
Oltre al valore kf, sono determinanti il livello delle acque sotterranee e le sue fluttuazioni stagionali. Secondo la norma DWA-A 138, la distanza minima tra il fondo di un impianto di infiltrazione e il livello massimo prevedibile della falda freatica è di norma pari a un metro, al fine di garantire un percorso di filtrazione sufficiente per le sostanze inquinanti. Tale distanza non è negoziabile, poiché garantisce la protezione delle acque sotterranee in quanto risorsa idrica potabile. Nelle aree con un livello elevato delle acque sotterranee, come nelle pianure alluvionali o nelle paludi, l’infiltrazione viene quindi spesso esclusa come soluzione.
Altri parametri rilevanti per il sito sono la geologia ed eventuali siti contaminati nel sottosuolo. L’infiltrazione in prossimità di aree sospettate di contaminazione può mobilitare sostanze inquinanti e convogliarle nelle acque sotterranee. È quindi obbligatorio, prima di qualsiasi progettazione, effettuare una ricerca nel catasto dei siti contaminati e, se necessario, un’indagine preliminare del suolo. Occorre inoltre prestare attenzione alla distanza dalle fondamenta degli edifici: l’acqua infiltrata può impregnare di umidità le fondamenta, causare cedimenti o compromettere gli scantinati se l’impianto è situato troppo vicino all’edificio.
Diritto delle acque, norme e prassi autorizzativa in Germania
L’infiltrazione dell’acqua piovana è disciplinata in Germania dalla normativa sulle acque. La legge sul regime idrico (WHG) definisce i principi secondo i quali l’acqua piovana deve essere infiltrata in loco, defluita o convogliata in un corso d’acqua, purché ciò sia possibile senza compromettere il benessere della collettività. Questo principio di gestione in loco è sancito dall’articolo 55 della WHG e costituisce la base giuridica per il requisito progettuale relativo all’infiltrazione all’interno del terreno.
L’obbligo concreto di autorizzazione dipende dalla normativa regionale e dalle dimensioni e dalla tipologia dell’impianto. Molti Länder hanno stabilito soglie di esenzione dall’autorizzazione, al di sotto delle quali è possibile realizzare piccoli impianti di infiltrazione per l’acqua piovana proveniente dai tetti senza una procedura formale di autorizzazione. Gli impianti di dimensioni maggiori, quelli destinati alle acque di scolo stradale o quelli situati in aree di tutela delle acque sono generalmente soggetti a un’autorizzazione ai sensi della normativa sulle acque, per la quale è necessario presentare una domanda corredata da una verifica idraulica, da un’analisi del suolo e da una planimetria. L’autorità competente in materia di acque verifica in particolare la tutela delle acque sotterranee e il dimensionamento.
La norma DWA-A 138 costituisce il quadro normativo tecnico di riferimento per il dimensionamento. Essa descrive la procedura di dimensionamento sulla base delle precipitazioni di riferimento, ricavate dai dati KOSTRA-DWD (Regionalizzazione coordinata delle forti precipitazioni e relativa valutazione del Servizio meteorologico tedesco). L’impianto deve essere dimensionato in modo tale da poter raccogliere e far infiltrare senza causare danni la pioggia di progetto con un intervallo di ritorno definito, di norma due anni per gli impianti semplici. Per gli impianti situati in aree sensibili o con requisiti di protezione più elevati vengono applicati intervalli di ritorno più lunghi.
Oltre alla norma DWA-A 138, a seconda del tipo di impianto sono rilevanti anche altre normative. La scheda tecnica DWA-M 153 tratta la valutazione dell’acqua piovana in relazione alla sua capacità di infiltrazione e fornisce valori indicativi per il carico inquinante di diversi tipi di superficie. Le acque di scolo stradali, il drenaggio dei parcheggi e gli scarichi provenienti da aree soggette a traffico intenso richiedono di norma un pretrattamento prima che l’acqua possa essere immessa nel suolo. Anche l’acqua proveniente dai tetti in rame, zinco o piombo può presentare livelli elevati di metalli pesanti e richiede una valutazione specifica.
Progettazione, integrazione ecologica e strategia della «città-spugna»
Gli impianti di infiltrazione non sono solo infrastrutture tecniche, ma sono elementi dello spazio aperto e possono essere realizzati con un elevato valore dal punto di vista progettuale ed ecologico. Le vasche di infiltrazione possono essere integrate come parte integrante di corridoi verdi, aree verdi lungo le strade, cortili scolastici, cortili residenziali o aree di parcheggio. Il loro fondo inerbito e i pendii offrono un habitat per insetti, anfibi e uccelli, se piantumati con specie adatte al sito, resistenti alla siccità e al contempo tolleranti alle inondazioni temporanee. Tra le specie adatte figurano, tra l’altro, il ranuncolo palustre, la salcerella, le carici e la festuca dei prati, che tollerano brevi periodi di ristagno idrico e si accontentano di poca acqua durante le fasi di siccità.
La “città spugna”, nota nei paesi anglofoni come “Sponge City”, è il concetto di pianificazione generale in cui si inserisce l’infiltrazione dell’acqua piovana. Il modello della “città spugna” descrive una città che assorbe, immagazzina, depura e rilascia lentamente l’acqua piovana come una spugna, invece di convogliarla rapidamente. Gli impianti di infiltrazione sono uno degli elementi che completano il quadro, insieme ai tetti verdi, alle facciate verdi, alle vasche di ritenzione, ai bacini di raccolta dell’acqua piovana, agli alberi urbani con trincee di drenaggio e alle pavimentazioni permeabili. Solo l’interazione di questi elementi garantisce una gestione solida dell’acqua piovana, in grado di assorbire anche gli eventi di pioggia intensa.
I canali di drenaggio sotto gli alberi sono un esempio particolarmente interessante di come si possano combinare l’infiltrazione e la vegetazione urbana. Sono costituiti da cavità sotterranee riempite di substrato situate sotto gli alberi, che raccolgono l’acqua piovana proveniente dalle strade e dai marciapiedi adiacenti, la immagazzinano temporaneamente e la rilasciano lentamente all’apparato radicale dell’albero. L’albero urbano beneficia dell’apporto idrico, l’infiltrazione avviene nella zona delle radici e la rete fognaria viene alleggerita. Progetti come quello degli alberi lungo le strade di Berlino con canali di infiltrazione sotto gli alberi o iniziative simili a Copenaghen e Stoccolma dimostrano che questa combinazione funziona ed è esteticamente attraente.
Per la progettazione degli spazi aperti, l’integrazione di sistemi di infiltrazione rappresenta un ampliamento del repertorio progettuale. Le vasche di raccolta e i canali di infiltrazione devono essere inclusi nel progetto fin dall’inizio, non come aggiunta tecnica a posteriori. Ciò richiede una stretta collaborazione tra architetti paesaggisti, progettisti di opere civili, idrologi e committenti già nella fase di progettazione preliminare. Chi considera i sistemi di infiltrazione solo nella fase di progettazione esecutiva perde margini di manovra progettuali e rischia conflitti con altre condutture e componenti nel sottosuolo.
Errori frequenti nella progettazione, nella realizzazione e nella gestione
L’errore di progettazione più comune è l’assenza o l’insufficienza di indagini sul sito. Gli impianti di infiltrazione vengono dimensionati sulla base di mappe del suolo o di valori empirici, senza effettuare una prova sul campo per determinare il valore kf. Il risultato sono impianti sovradimensionati, che occupano inutilmente una superficie eccessiva, oppure impianti sottodimensionati, che in caso di pioggia traboccano e allagano le aree ad essi collegate. Entrambi gli errori sono evitabili se l’indagine del terreno viene considerata parte integrante della progettazione preliminare.
Un altro errore diffuso è la mancanza di pretrattamento delle acque in afflusso. Gli impianti di infiltrazione alimentati direttamente dalle acque di scolo stradali o dal drenaggio dei parcheggi, senza che a monte siano presenti separatori di sedimenti, pozzi filtranti o bacini di pretrattamento inerbiti, si intasano di fango nel giro di pochi anni. Il fondo della vasca o i pori del canale di infiltrazione si intasano di particelle fini, la portata di infiltrazione scende a una frazione del valore originario e l’impianto perde la sua funzionalità. Ispezioni e pulizie regolari non sono quindi misure operative facoltative, ma un requisito imprescindibile per il funzionamento a lungo termine.
Gli errori di esecuzione riguardano spesso la compattazione del terreno nell’area del fondo di infiltrazione. Quando macchinari edili pesanti compattano il fondo di una vasca o l’area circostante un canale di infiltrazione, il valore kf diminuisce notevolmente. La norma DWA-A 138 raccomanda pertanto di realizzare le aree di infiltrazione solo dopo il completamento dei lavori di costruzione grezza e di proteggere l’area con recinzioni di cantiere durante la fase di costruzione. Anche l’apporto di terriccio con un contenuto di argilla troppo elevato sul fondo della vasca è un tipico errore di esecuzione che compromette in modo permanente la capacità di infiltrazione.
Durante l’esercizio, gli impianti di infiltrazione vengono spesso trascurati, poiché funzionano in modo invisibile durante il normale funzionamento e si notano solo in caso di guasto. Una routine di manutenzione adeguata comprende il controllo visivo annuale per verificare la presenza di insabbiamento, la crescita di vegetazione e eventuali danni alle opere di afflusso, la pulizia dei pozzetti di raccolta dei sedimenti dopo eventi piovosi di grande entità, nonché la verifica della libera deflusso degli sfioratori di emergenza. Gli impianti di proprietà pubblica dovrebbero essere inclusi nei contratti di manutenzione comunali, poiché altrimenti la responsabilità durante il funzionamento rimane poco chiara.
L’infiltrazione dell’acqua piovana come elemento fondamentale di uno sviluppo urbano resiliente
L’infiltrazione dell’acqua piovana non è un tema tecnico di nicchia, ma un fondamento dello sviluppo urbano resiliente. Il cambiamento climatico intensifica sia gli episodi di piogge intense che i periodi di siccità, ed entrambi questi estremi colpiscono in modo particolarmente duro le città con un elevato grado di impermeabilizzazione del suolo. Da un lato, le inondazioni di scantinati, sottopassaggi e parcheggi sotterranei in caso di piogge intense e, dall’altro, l’abbassamento della falda freatica con conseguente stress idrico per gli alberi urbani sono due facce della stessa medaglia: troppa acqua viene convogliata via troppo rapidamente, invece di essere trattenuta in loco e reimmessa nel ciclo idrologico.
I comuni che integrano sistematicamente gli impianti di infiltrazione nei piani regolatori, nei regolamenti di drenaggio e nella progettazione degli spazi aperti, creano nel lungo periodo un’infrastruttura che garantisce sia la protezione dalle inondazioni sia la ricarica delle falde acquifere. Le disposizioni contenute nei piani regolatori ai sensi dell’articolo 9 del Codice edilizio consentono di rendere obbligatoria l’infiltrazione nelle nuove aree edificabili. Gli statuti comunali in materia di acque reflue possono creare incentivi o obblighi per il distacco dalla rete fognaria. Questi strumenti di pianificazione sono disponibili; la loro applicazione coerente è una questione di volontà politica e di competenza tecnica dell’amministrazione responsabile della pianificazione.
Per gli architetti paesaggisti e i progettisti di spazi aperti, il tema dell’infiltrazione dell’acqua piovana comporta un ampliamento delle responsabilità professionali. La progettazione degli spazi esterni non si limita alla superficie, ma si estende al sottosuolo, al bilancio idrico e alla resilienza climatica del quartiere urbano. Chi concepisce gli impianti di infiltrazione come un’opportunità progettuale ed ecologica, e non come un fastidioso vincolo tecnico, crea spazi aperti che sono al tempo stesso belli, funzionali e sostenibili. Non si tratta di un’utopia, bensì di un compito progettuale che oggi è possibile realizzare avvalendosi delle conoscenze, delle normative, delle piante e dei materiali disponibili.




















