I bacini artificiali devono essere costantemente liberati dai sedimenti che, diminuendone la capacità, influiscono negativamente sulla produzione di energia idro-elettrica. Un progetto di ricerca congiunto del Laboratorio di Termo-Fluido-Dinamica di unibz al Parco Tecnologico NOI e Alperia, mira ad armonizzare il rilascio dei sedimenti con la vita dell’ecosistema fluviale, mettendo a punto metodologie per rendere più eco-sostenibile la rimozione dei sedimenti.

Fusion Grant è il nome del progetto di ricerca che per i prossimi tre anni vedrà impegnato un giovane ricercatore del Laboratorio di Termo-Fluido-Dinamica della Libera Università di Bolzano al NOI, diretto dal prof. Maurizio Righetti. Lo studio – che si basa sui risultati della ricerca (conclusa) Sediplan, incentrata sulla gestione dei sedimenti fluviali – sta partendo in queste settimane. Lo scopo è rilevare la quantità e qualità dei sedimenti che si depositano sul fondo degli invasi e, successivamente, come la loro gestione influenzi l’ecosistema del corso d’acqua (microorganismi, flora e fauna ittica) a valle della diga, nell’ottica di rendere sempre più eco-sostenibile la produzione di energia idro-elettrica.

Maurizio Righetti, docente nel corso di laurea magistrale in Ingegneria energetica e nel master di “Gestione sostenibile del rischio idro-geologico in ambienti montani”, illustra le motivazioni specifiche che hanno spinto unibz e Alperia ad avviare il progetto: “Puntiamo a prolungare la vita utile dei serbatoi riducendo la sedimentazione e a mantenere al contempo gli ecosistemi fluviali sani e diversificati, in particolare durante e dopo le operazioni di rilascio dei sedimenti. La sedimentazione dei serbatoi – influenzata anche dai cambiamenti climatici in atto – rappresenta una seria complicazione non solo per la produzione di energia ma anche per la gestione delle piene demandata ai serbatoi”.

Accumulo dei sedimenti: le problematiche collegate
Gli impianti idroelettrici gestiti da Alperia e dislocati su tutto il territorio dell’Alto Adige sono in totale 34. Negli invasi costruiti per produrre l’energia idroelettrica, con il tempo si accumulano sedimenti di vario genere: detriti trasportati dal fiume o dal torrente a monte del bacino. Tale materiale è deleterio per il sistema di generazione di energia: se da un lato riduce la portata dei bacini artificiali, dall’altro può provocare danni alle turbine. È pertanto essenziale gestire i sedimenti, per esempio restituendoli al corso d’acqua di destinazione in maniera rispettosa dell’integrità degli ecosistemi.

Le fasi del progetto
L’obiettivo finale del progetto è la messa a punto di metodologie che consentano non più il solo monitoraggio dei rilasci di sedimenti dai bacini ma anche la effettiva progettazione ecosostenibile di tali attività di rilascio. In una prima fase i ricercatori impegnati nel progetto Fusion Grant, costruiranno delle mappe batimetriche digitali GIS del serbatoio (che ne rappresentano graficamente la profondità) pre e post rilascio dei sedimenti. La differenza tra queste mappe fornirà la quantità esatta di sedimenti depositati. Alperia fornirà i dati relativi a scarichi di acqua e sedimenti in uscita registrati dalle sue stazioni di monitoraggio: informazioni cruciali per permettere ai modelli matematici utilizzati da Alperia e unibz di effettuare la simulazione numerica dei processi di erosione del suolo e di trasporto dei sedimenti alla scala del bacino.

Maurizio Righetti, docente nel corso di laurea magistrale in Ingegneria energetica e nel master di “Gestione sostenibile del rischio idro-geologico in ambienti montani".

eDNA come tracciante biologico
Dopo aver ottenuto le informazioni sui tassi di sedimentazione del serbatoio, sarà la volta della progettazione delle migliori strategie di desedimentazione in relazione all’ecosistema fluviale. Per studiare l’impatto del rilascio dei sedimenti nei corsi d’acqua a valle delle dighe, i ricercatori preleveranno campioni di eDNA nell’acqua del bacino e del fiume a valle. L’e-DNA è l’Environmental DNA o DNA ambientale: frammenti di DNA ceduti dagli organismi nell’ambiente in cui vivono e che possono essere rinvenuti in campioni ambientali di acqua o sedimenti. In base all’analisi di questi campioni, utilizzando l’eDNA come tracciante biologico, potranno dedurre la presenza o l’assenza di organismi nell’ecosistema, quindi la variazione della biodiversità.

In ultima analisi, potranno definire meglio lo stato di salute di quest’ultimo. “Sulla base dei risultati dello studio, il laboratorio sarà in grado di suggerire degli schemi di rilascio dei sedimenti che assicureranno sia la redditività a lungo termine di una diga che la minimizzazione dell’impatto ecologico sugli ecosistemi fluviali a valle”, conclude Righetti, “infine si studieranno anche misure mirate per prevenire l’erosione del suolo limitando quindi alla fonte la produzione di sedimenti e riducendo la frequenza delle operazioni di rilascio aumentandone la sostenibilità ambientale”.

 

Un'impianto di Alperia a Rio Pusteria.

“Come operatori idroelettrici, perseguiamo diversi obiettivi nella gestione dei sedimenti: in primo luogo, si tratta di garantire la sicurezza dei nostri serbatoi e delle nostre traverse fluviali rimuovendo i sedimenti a monte degli organi di scarico. A lungo termine, dal punto di vista energetico, l’obiettivo è quello di mantenere il volume di utile dei nostri serbatoi in modo che possano continuare a generare l’energia di regolazione che sta diventando ancora più preziosa con l’aumento di impianti di produzione da fonti rinnovabili”, commenta Georg Premstaller, responsabile Ambiente, Idraulica e Modellazione di Alperia, “da un punto di vista idraulico, la ritenzione e la rimozione dei sedimenti possono portare all'erosione del letto del fiume nel tempo. Per prevenire questo fenomeno, il sedimento depositato ritenuto nei serbatoi a valle dell'impianto dovrebbe essere restituito al corso d’acqua. In ogni caso è importante progettare ed eseguire queste misure di trasferimento e rimozione dei sedimenti in modo tale che l’impatto sull’habitat a valle sia mitigato il più possibile. Nell’ambito del progetto “Fusion Grant”, vorremmo creare le basi per migliorare ulteriormente la gestione dei sedimenti dei nostri impianti”.

La collaborazione e le sinergie tra università e Alperia saranno decisive per raggiungere gli obiettivi della ricerca. Da un lato, Alperia potrà beneficiare di un team di ricerca dedicato, della tecnologia, delle conoscenze e delle infrastrutture disponibili nel laboratorio di unibz al NOI Techpark. Dall’altro lato, l’ateneo potrà accedere alle attrezzature della società e alle conoscenze e competenze dei suoi tecnici.

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