DESCRIZIONE DEL PROGETTO

Le zone costiere ospitano molti ecosistemi naturali e attività economiche e sociali, che richiedono protezione dall’azione del mare. La progettazione di soluzioni di difesa costiera e portuale è un compito complesso, a causa della difficoltà di descrivere la loro risposta ai carichi delle onde e di includere la natura stocastica del forzante climatico. Oggigiorno, l’esistenza di un numero enorme di strutture di difesa obsolete e la variabilità del forzante indotto dal cambiamento climatico evidenziano la necessità di piani di manutenzione e adattamento sostenibili.

In questo contesto, durante il processo di progettazione devono essere considerate attentamente le incertezze legate alla natura non convenzionale delle strutture storiche o adattate e agli effetti del cambiamento climatico sul clima marino.

Le tradizionali metodologie di progettazione deterministiche non tengono conto di tali incertezze, mentre i metodi di progettazione probabilistica impiegano funzioni di distribuzione di probabilità delle variabili coinvolte per stimare la probabilità di guasto di un determinato sistema.

Nel mondo, solo poche linee guida di progettazione nazionali hanno iniziato a utilizzare approcci probabilistici, che tuttavia si riferiscono solo a strutture di nuova costruzione, mentre gli effetti del cambiamento climatico sono considerati solo in modo semplificato. In Italia, le raccomandazioni tecniche per dighe marittime e soluzioni di difesa costiera risalgono agli anni ’90 e si basano ancora su un approccio deterministico. Inoltre, sebbene la progettazione ingegneristica consapevole del clima sia richiesta, ad esempio dalle linee guida UE per il finanziamento di lavori pubblici, non è disponibile un solido know-how per progettisti e decisori.

In questo contesto, PROMETEO mira a promuovere un approccio più resiliente per la gestione delle aree costiere, sviluppando un quadro di progettazione probabilistica in grado di considerare le incertezze legate alla risposta di soluzioni di difesa costiera e portuale nuove, esistenti o adattate e alle forzanti meteo-oceaniche in un clima in cambiamento.

OBIETTIVI

L’obiettivo del progetto è quello di fornire un set di strumenti metodologici per lo sviluppo di nuove linee guida nazionali aggiornate per la progettazione e la manutenzione sostenibili di interventi di difesa costiera e portuale. In particolare, il progetto propone un quadro modulare probabilistico per valutare le prestazioni di soluzioni di difesa costiera e portuale nuove, esistenti e adattate e la loro risposta agli effetti del cambiamento climatico, concentrandosi su cumuli di macerie e frangiflutti verticali, dighe e ripascimenti artificiali delle spiagge.

PROMETEO perseguirà i seguenti obiettivi specifici:

• O1: Revisione e analisi comparativa delle normative e delle linee guida internazionali esistenti per la progettazione di soluzioni di difesa costiera e portuale, al fine di identificare le lacune nell’attuale stato dell’arte dell’approccio progettuale probabilistico
• O2: Definizione di una metodologia pratica per il calcolo della probabilità di fallimento delle soluzioni di difesa costiera e portuale concentrandosi su:
  • O2.1: implementazione di una procedura di calcolo basata sulla simulazione Monte Carlo
  • O2.2: proposta di indici sintetici di prestazione ed economici, mappe e classificazioni per il confronto tra le condizioni reali e le opzioni di adattamento ai cambiamenti climatici e per la definizione di piani di mantenimento sostenibili;
  • O2.3: validazione della metodologia proposta attraverso l’applicazione a casi di studio emblematici.
• O3: Definizione di un insieme di strumenti per calcoli probabilistici, con focus su:
  • O3.1: caratterizzazione probabilistica dei carichi idrodinamici agenti sulle soluzioni di difesa portuale e costiera basata su analisi multivariata, includendo anche gli effetti dei cambiamenti climatici sui livelli delle acque e l’entità e la frequenza di accadimento di eventi marini estremi;
  • O3.2: caratterizzazione dello stato attuale delle soluzioni esistenti di difesa portuale e costiera per la selezione delle opzioni di adattamento più idonee e sostenibili;
  • O3.3: costruzione di un albero delle faglie per ciascun caso considerato (ad esempio frangiflutti con cumuli di macerie, frangiflutti verticali, dighe marine e ripascimenti artificiali delle spiagge) e definizione di leggi empiriche che descrivono possibili meccanismi di guasto, utilizzando sia dati sperimentali che numerici esistenti e nuovi
• O4: Condivisione delle conoscenze e sviluppo delle capacità delle parti interessate rilevanti per aumentare i livelli di qualità della progettazione, concentrandosi su:
  • O4.1: sviluppo di una piattaforma web che offra nuovi strumenti per gli attori rilevanti (ad esempio progettisti, decisori);
  • O4.2: diffusione dei risultati del progetto presso organizzazioni professionali e di alta formazione, società private di ingegneria e di costruzione

LINK ALLE POLITICHE E MISSIONI INTERNAZIONALI E NAZIONALI

Il progetto produrrà nuove conoscenze utili per gestire in modo sostenibile le aree marine per raggiungere gli obiettivi della Direttiva Quadro sulle Acque (Direttiva 2000/60/CE) e con le priorità della Missione UE “Healthy oceans, seas, coastal and inland waters” (Missione Starfish 2030), che mira a conoscere e proteggere i nostri oceani e le nostre aree costiere entro il 2030. In particolare, PROMETEO contribuirà alla Missione 2-Componente 4 del PNRR, con particolare enfasi sulle misure M2C4I1.01 (Rafforzare la capacità previsionale degli effetti dei cambiamenti climatici) e M2C4I2.01 (Misure per la riduzione del rischio alluvionale e idrogeologico).