26 Novembre 2022

Nei prossimi mesi la città di Livorno sarà interessata da lavori di una certa rilevanza, che cambieranno per sempre uno dei luoghi simbolo del lungomare: i Tre Ponti. Al posto dell’attuale attraversamento del Rio Ardenza, costituito da cinque arcate, verrà costruito un ponte con un’unica arcata. Attorno al progetto si è scatenato un acceso dibattito: sono eccessivi i 7 milioni di euro stanziati? Sono esagerati i 18 mesi previsti per la costruzione della struttura? Ma soprattutto, il nuovo ponte è davvero necessario? Non basterebbe ricostruire il parapetto dell’attuale, dragare la foce e tenere pulito l’alveo del torrente? L’intento di questo approfondimento non sarà tanto quello di rispondere alle domande sui costi e sui tempi di realizzazione, ma tenterà piuttosto di raccontare le valutazioni degli esperti e alcuni motivi per cui questa opera potrebbe risultare fondamentale nel caso di una nuova alluvione. 

Un pizzico di storia 

Alluvione del 3 ottobre 1990

I Tre Ponti vennero realizzati nel 1898. Prima di questa data il lungomare di Livorno prendeva il nome di Viale Principe di Napoli e l’attraversamento del Rio Ardenza era costituito da un semplice ponte in legno.  La nuova costruzione aveva tre arcate e permetteva il transito sia delle carrozze e delle biciclette sia delle rotaie per i filobus. Inoltre, venne modificato il tracciato stradale originale, dando vita all’attuale Viale d’Antignano. Negli anni successivi il ponte, divenuto caro ai livornesi, è stato spesso interessato da alluvioni e piene importanti del Rio Ardenza. In particolare, si ricordano quella del 3 giugno del 1971 e quella del 3 ottobre 1990. Durante quest’ultimo evento, che provocò ingenti danni e devastazioni, le arcate del ponte vennero parzialmente danneggiate. Negli anni duemila, dunque, si decise di effettuare alcuni lavori per aumentare il deflusso della foce e l’opera venne ampliata con l’aggiunta di due ulteriori arcate. Nonostante questi interventi, però, il ponte ha contribuito all’esondazione del rio durante la devastante alluvione del 9-10 settembre 2017.


 

“Ai torrenti piace cambiare!”

I Tre Ponti durante l’alluvione del 9-10 settembre 2017

Il Rio Ardenza nasce dalle pendici del Monte Maggiore a 454 metri sul livello del mare e scorre per circa 11 chilometri, fino ad attraversare il quartiere Ardenza e sfociare in località Tre Ponti. Dal punto di vista idrogeologico viene definito come torrente, con portate molto basse, che si riducono ulteriormente in estate. In effetti, osservando le comuni portate del rio, si potrebbe pensare che non vi è una reale necessità di costruire un’opera così importante. In verità, per comprendere la situazione, viene in nostro soccorso la definizione stessa di torrente. Si tratta di un corso d’acqua caratterizzato da un regime estremamente variabile dei deflussi, con l’alternanza di portate minime o nulle e di piene violente. Durante le piene, inoltre, i torrenti hanno un elevato trasporto solido (sedimenti, tronchi ecc.), il quale contribuisce ad aumentare il loro volume e potrebbe andare ad ostruire le arcate dei ponti, a maggior ragione se sono numerose e strette come quelle dei Tre Ponti. 

Una volta compreso che durante gli eventi di piena il Rio Ardenza può raggiungere portate considerevoli e dunque deve avere un adeguato spazio per il corretto deflusso delle acque, vedremo adesso gli strumenti utilizzati dagli ingegneri idraulici per progettare il ponte e cercheremo di valutare il ruolo che hanno i cambiamenti climatici all’interno della vicenda. 

 

La Bibbia dei geologi e degli ingegneri

Le Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC) vengono considerate dai geologi e dagli ingegneri una sorta di Bibbia. Infatti, fanno parte della legislazione italiana (Decreto Ministeriale del 17/1/2018) e raggruppano i criteri di verifica della sicurezza per tutte le tecnologie costruttive. In particolare, nel capitolo 5, si parla di ponti e vengono introdotti alcuni concetti, necessari per proseguire nell’esposizione. Il primo è il tempo di ritorno, che avevamo già trattato nella rubrica “Qui e ora” e che approfondiremo nei paragrafi successivi. Questo permette di stimare la portata del torrente e l’altezza che raggiunge l’acqua durante una piena. Per le NTC il tempo di ritorno a cui fare riferimento è 200 anni. Inoltre, in base all’altezza dell’acqua viene calcolato il franco idraulico. Esso viene definito come la distanza tra la superficie dell’acqua, raggiunta durante la piena, e l’intradosso del ponte a monte di quest’ultimo. Oltre questo valore il ponte può comportarsi come uno sbarramento e può dunque crollare. Per le NTC deve essere garantito un franco idraulico minimo di 1,50 metri e deve essere calcolato per una portata con tempo di ritorno di 200 anni. 

 

I cambiamenti climatici sul nostro territorio: le Linee Segnalatrici di Possibilità Pluviometrica

Il tempo di ritorno viene definito come il lasso di tempo medio che intercorre tra due eventi di simile entità o come la probabilità statistica del verificarsi di un certo evento in un determinato anno. Per esempio, un nubifragio con un tempo di ritorno di 100 anni ha ogni anno l’1% di probabilità di accadere. Gli eventi estremi sono molto rari e avranno dunque tempi di ritorno elevati. 

I tempi di ritorno e le altezze di pioggia vengono calcolati mediante metodi scientifici che producono, in ultima istanza, dei grafici chiamati Linee Segnalatrici di Possibilità Pluviometrica (LSPP).

Nell’articolo sugli eventi meteorologici estremi e sugli alluvioni avevamo parlato del modello che, nel 2012, la Regione Toscana aveva aggiornato sulla base della frequenza regionale delle precipitazioni estreme. Fino a qualche anno fa tale aggiornamento era ritenuto più che valido e veniva utilizzato per i calcoli, come quelli sui ponti, previsti dalle NTC. Dopo l’alluvione del 2017 e dopo altri eventi estremi recenti… Udite, udite! Questo modello non è più affidabile, tanto che il 6 gennaio 2018, il professore e ingegnere Fabio Castelli dell’Università di Firenze, ha pubblicato lo studio “Ricostruzione idrologica dell’evento 9/10 settembre 2017 nella provincia di Livorno”. Questo articolo è stato utilizzato per i calcoli del nuovo ponte sul Rio Ardenza e sostituirà, per la nostra città, il modello del 2012.  


Nuove LSPP tratte dallo studio del professor Castelli. Nei grafici sulle ordinate si trova l’altezza di pioggia in millimetri mentre sulle ascisse viene indicata la durata delle precipitazioni in ore. Per il confronto con il modello del 2012, rappresentato dalla linea nera, va considerata la linea rossa. Quest’ultima è più alta rispetto alla linea nera in tutti i grafici. 

 

Osservando le nuove LSPP del professor Castelli, è evidente l’azione dei cambiamenti climatici sul nostro territorio. Piogge estreme che per il vecchio modello avvenivano con un certo tempo di ritorno, adesso saranno più probabili. In altre parole, a parità del tempo di ritorno di un certo evento, saranno previste precipitazioni maggiori rispetto a quanto precedentemente calcolato. Ciò si ripercuote anche sulle portate dei torrenti, come il Rio Ardenza, per l’ormai famoso tempo di ritorno di 200 anni. Queste saranno ovviamente maggiori poiché saranno più probabili precipitazioni più consistenti.

Dunque, mentre in tempi passati un ponte costruito con tre arcate poteva reggere alla furia delle acque, oggi ciò potrebbe non essere più vero proprio perché è sempre più probabile che il rio raggiunga portate considerevoli.

 

“Questi lavori sono davvero necessari?”

Nel post-alluvione il Comune di Livorno, sulla base di quanto rilevato dalla Regione Toscana, si è dotato di una cartografia tematica relativa alla pericolosità idraulica e ha constatato che tutte le aree interessate da esondazione sono state classificate con pericolosità elevata o molto elevata

In questo contesto, alcuni ingegneri idraulici hanno valutato diversi scenari, tenendo presenti le nuove condizioni calcolate dal professor Castelli. Mediante l’utilizzo di software, sono state prodotte delle mappe che mostrano dove e quanta acqua può colpire una determinata area durante un’inondazione. Nella Relazione Idraulica, allegata al progetto del nuovo ponte in località Tre Ponti, sono tre gli scenari interessanti su cui ragionare: il primo non prevede interventi; il secondo considera i lavori già in parte effettuati, mantiene i vecchi Tre Ponti e ritiene lecito, durante un’alluvione, un sormonto dell’acqua di questi ultimi; il terzo prende in esame la costruzione del nuovo ponte. 

 

“Basterebbe fare manutenzione e tenere pulito il torrente” 

Prima di proseguire, è necessario tenere presente che i modelli di cui parleremo tra poco, per quanto affidabili, approssimano la complessità dei fenomeni naturali. In particolare, è molto complicato conoscere la quantità di vegetazione sulle sponde e il comportamento dei sedimenti durante le piene, poiché sono parametri estremamente variabili. Tutte le mappe, pertanto, sono state prodotte basandosi su condizioni ideali, ovvero con l’alveo pulito e con deflussi regolari durante le piene. Vedremo subito che un’ottima manutenzione del torrente non è sufficiente se non viene affiancata dai lavori di messa in sicurezza. 

Per quanto riguarda il primo scenario, sono state valutate le condizioni in cui si trovava il Rio Ardenza prima dei lavori, ovvero le stesse dell’evento del 9/10 settembre 2017. Sono state prodotte delle mappe di esondazione sia per tempi di ritorno di 200 anni sia per tempi di ritorno maggiori, ovvero per eventi simili a quelli del 2017. Queste rappresentazioni grafiche hanno evidenziato numerose criticità lungo tutto il corso del torrente. Alcuni punti colpiti da una potenziale alluvione possono essere: il ponte di via Monterotondo, le aree a monte del ponte di via di Collinet, la zona dello Stillo, la confluenza col Fosso Forcone e i ponti della Ferrovia, di via Mondolfi e in zona Grotta delle Fate. Anche in prossimità dei Tre Ponti è stata prevista una esondazione in destra idrografica, per intenderci nelle aree tra Via Antonio Pacinotti e il rio stesso. In effetti, durante l’alluvione del 2017, la presenza del ponte attuale è stata uno dei motivi per cui il rio è esondato.

Mappa di esondazione per Tr=200 senza i lavori di somma urgenza
Mappa di esondazione per l’alluvione del 9-10 settembre 2017

Confrontando le simulazioni svolte per un tempo di ritorno di 200 anni e quelle riguardanti l’evento del 10 settembre si osserva come, in quest’ultimo caso, le esondazioni siano maggiori e che, come in effetti è avvenuto, vi siano problemi anche in corrispondenza del ponte di via di Popogna. 

 

Lavori di somma urgenza

Balzerà subito all’occhio che gran parte delle aree appena citate sono state negli ultimi anni oggetto di numerosi interventi, specialmente per quanto riguarda la messa in sicurezza dei ponti. 

Questi lavori sono stati considerati di somma urgenza e sono stati effettuati anche grazie al contributo della Regione Toscana. Per quanto riguarda il Rio Ardenza tutte le opere in programma o già portate a termine sono presenti nel “Piano locale di adattamento ai cambiamenti climatici per il rischio alluvioni del Comune di Livorno“. Per citarne alcune troviamo:

  • la sostituzione del ponte di via Monterotondo;
  • lo spostamento della confluenza del Fosso Forcone a valle del ponte di via Mondolfi;
  • l’adeguamento della sezione d’alveo con rivestimento in cemento tra il ponte della Ferrovia ed il ponte di via Grotta delle fate;
  • la sostituzione del ponte di via Mondolfi;
  • la sostituzione del ponte in località “Tre Ponti” 

 

“I Tre Ponti sono la storia di Livorno… non vanno demoliti!” 

Dopo aver effettuato i lavori a monte dei Tre Ponti sono stati eseguiti ulteriori studi per capire se esiste ancora la possibilità di mantenere il ponte attuale oppure se si deve procedere a costruirne uno nuovo. Anche in questo caso sono state realizzate delle mappe di esondazione, che hanno valutato entrambi gli scenari. Lo scenario che prevede la conservazione del vecchio ponte non è ovviamente esente da interventi sul manufatto, dato che quest’ultimo è stato pesantemente danneggiato durante l’alluvione del 2017. Affinché sia garantita un minimo di sicurezza, che vedremo non essere sufficiente, bisogna accettare che durante una piena l’acqua sormonti il ponte. Pertanto, secondo la Relazione Idraulica è necessario che vengano rispettate le seguenti condizioni:

  • sostituzione del parapetto in muratura con una ringhiera aperta, per far passare con facilità le acque al di sopra del ponte;
  • quota della sponda sinistra più bassa rispetto a quella della sponda destra, per mitigare l’esondazione dell’acqua in destra idraulica e per farla defluire lontano dalle abitazioni; 
  • realizzazione di dosso stradale lungo il viale Italia sia in destra che sinistra idraulica;
  • realizzazione di un muretto di contenimento delle acque di esondazione lungo il vialetto ciclopedonale in sinistra idraulica; 
  • installazione di sensori di livello che attivano un impianto semaforico per il blocco del traffico. 
Allagamenti nello scenario di un ponte sormontabile alla foce per Tr=200 anni

Con questa configurazione i modelli non mostrano particolari esondazioni durante piene previste per tempi di ritorno duecentennali ma, durante possibili alluvioni come quello del 2017, potrebbero essere interessati alcuni edifici, con allagamenti compresi tra i 10 e i 15 centimetri. In particolare, i punti più critici sono quelli in destra idraulica, ovvero proprio le aree dove si trovano le abitazioni.

Allagamenti nello scenario di un ponte sormontabile alla foce per alluvioni simili a quello del 2017. Si possono osservare rischiose esondazioni sia in destra che in sinistra idraulica.

Per capire perché questa soluzione non garantisce una totale sicurezza bisogna richiamare i concetti che avevamo discusso precedentemente. 

Nella Relazione Idraulica viene specificato che, con un ponte sormontabile, possono verificarsi comportamenti anomali per variabili difficilmente valutabili dai modelli, come per esempio l’ostruzione delle pile a causa del materiale trasportato dalla piena e l’aumento della densità dell’acqua per la presenza di sedimenti. Inoltre, nel “Piano locale di adattamento ai cambiamenti climatici“, si evidenzia che tale soluzione non consente di garantire il franco idraulico di 1,50 metri (come previsto dalle NTC) rispetto a una piena con tempo di ritorno di 200 anni. Pertanto, dovranno essere accettati minori margini di sicurezza. In parole povere, anche se si mantiene pulito il corso del torrente, anche se sono già stati effettuati diversi lavori, anche se si facessero alcuni interventi sul vecchio ponte, ci sarebbero comunque esondazioni che metterebbero in serio pericolo la popolazione. È dunque praticamente necessaria la costituzione di una nuova opera. 

Scenario con il nuovo ponte alla foce per un alluvione simile a quello del 2017. Lo scenario per un alluvione con Tr=200 è pressoché identico. Non si verificano esondazioni e l’acqua defluisce in totale sicurezza.

Un nuovo volto al lungomare di Livorno

Il progetto del nuovo ponte a campata unica è stato ovviamente realizzato in base alle Norme Tecniche per le Costruzioni. Prevede una luce idraulica libera di almeno 40 metri e un franco idraulico di 1.50 metri sul livello di massima piena di progetto (ovvero quella con tempo di ritorno di 200 anni, calcolata secondo il nuovo studio del professor Castelli). Quest’ultimo è stato posto alla quota di +2.20 metri sul livello medio del mare. L’opera si presenterà più alta di 3 metri rispetto al piano viario attuale, e sarà costituita dalla strada per le auto e da due piste ciclo-pedonali. Si prevede anche la realizzazione di due piazze pubbliche (una a sud-est del ponte e l’altra a nord-ovest) e di una scalinata, che consentirà un facile accesso al mare. Infine, è stato dato particolare rilievo all’illuminazione notturna del nuovo ponte, al fine di migliorare il suo valore paesaggistico: una striscia led costituirà una sottile e continua linea di luce tra le due sponde. 

Sezione idraulica del nuovo ponte. Si può notare come in questo caso venga rispettato il franco idraulico di 1.50 metri, come previsto dalle NTC.

La durata complessiva stimata per i lavori è pari a 18 mesi e il cronoprogramma prevede:

  • la messa in opera di un ponte temporaneo per non bloccare la viabilità;
  • la demolizione del ponte attuale; 
  • la costruzione delle spalle del nuovo ponte; 
  • la messa in posto dell’impalcato, che collegherà le due spalle;
  • le finiture sull’opera;
  • la rimozione del ponte temporaneo;
  • la realizzazione delle due piazze e della scalinata.

 

Qui e ora: meglio la sicurezza oggi che un’alluvione domani

Con l’aggravarsi della crisi climatica e con una sempre maggiore probabilità di assistere ad eventi sempre più estremi, dobbiamo necessariamente mettere la nostra sicurezza al primo posto. Gli effetti del riscaldamento globale non sembrano più lontani dalla nostra quotidianità, ma si vedono concretamente sul nostro territorio, qui ed ora. Ne sono una prova l’alluvione del 2017 e lo studio del professor Castelli. Per questo motivo, Livorno si è dotata di un piano di adattamento ai cambiamenti climatici, che ci esorta a mettere in sicurezza il nostro territorio e i nostri torrenti, piuttosto che a mantenere le cose come stanno. Come abbiamo visto, i modelli si basano su assunzioni. Variabili come il trasporto solido e la presenza di vegetazione lungo il rio, sono difficilmente stimabili. Ciò nonostante, senza la realizzazione dei lavori lungo tutto il torrente e senza la costruzione del nuovo ponte, l’incolumità della popolazione verrebbe meno. Tutti gli interventi sono assolutamente indispensabili, ma è anche necessaria la continua manutenzione dell’alveo. Affinché siano rispettate le condizioni previste dal progetto della nuova opera e di tutti i lavori fin qui effettuati, bisogna conservare il corso d’acqua nello stato sul quale si sono basati gli studi, ovvero pulito e privo di ostacoli.

In conclusione, per difenderci dalle alluvioni è necessaria una maggiore consapevolezza della crisi climatica e una più attenta tutela del territorio rinunciando, quando necessario, alla storia pur di salvaguardare la nostra sicurezza.

Come apparirebbe il nuovo ponte visto dal mare

Per approfondire

 

Lorenzo Mori

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Lorenzo Mori

Studente di Scienze e Tecnologie Geologiche all'Università di Pisa. Cerco, nel mio piccolo, di sensibilizzare le altre persone sugli effetti del cambiamento climatico e su alcune possibili soluzioni, curando la rubrica "Qui e ora" sul blog di Uni Info News.

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