Allarme acqua: la minaccia incombente delle dighe che invecchiano nel mondo

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Chi vorrebbe vivere a valle della diga di Mullaperiyar di 125 anni, annidata in una zona sismica delle montagne dei Ghati occidentali in India? Il relitto alto 176 piedi dell'ingegneria imperiale britannica si è rotto durante i terremoti minori nel 1979 e nel 2011. Secondo uno studio del 2009 degli ingegneri sismici presso l'Indian Institute of Technology, potrebbe non resistere a un forte terremoto maggiore di 6,5 della scala Richter.

Tre milioni di persone vivono a valle della diga. Ma le loro richieste di svuotamento sono ostacolate da una lunga causa legale nella Corte Suprema della nazione tra il Kerala, lo stato minacciato, e il Tamil Nadu, lo stato a monte che gestisce la diga per ottenere acqua di irrigazione e energia idroelettrica.

O che ne dici di vivere sotto la diga di Kariba, costruita dagli inglesi sul fiume Zambesi nell'Africa meridionale 62 anni fa? All'epoca era considerato l'equivalente africano della diga di Hoover. Ma nel 2015, gli ingegneri hanno scoperto che l'acqua rilasciata attraverso le sue chiuse aveva scavato un buco profondo più di 260 piedi nel letto del fiume, causando crepe e minacciando di far cadere la diga di cemento, che è alta 420 piedi e trattiene il più grande lago artificiale del mondo.

A valle ci sono circa 3,5 milioni di persone, così come un'altra gigantesca diga, la Cahora Bassa in Mozambico, che gli ingegneri temono che probabilmente si romperebbe se colpita dall'inondazione a causa di un fallimento di Kariba. Nonostante l'urgenza, i lavori di riparazione da 300 milioni di dollari non saranno terminati fino al 2023 al più presto.

La Banca Mondiale ha stimato che esistano già 19.000 grandi dighe con più di 50 anni.

Entrambe le dighe esemplificano il mix potenzialmente pericoloso di decadimento strutturale, rischio crescente e inerzia burocratica evidenziata in un nuovo studio pionieristico sui rischi crescenti delle dighe che invecchiano nel mondo, pubblicato a gennaio dall'Università delle Nazioni Unite (UNU), il braccio accademico e di ricerca delle Nazioni Unite. Avverte che una crescente eredità di dighe fatiscenti oltre la loro vita di progettazione sta causando un drammatico aumento di fallimenti di dighe, perdite e rilasci di acqua di emergenza che minacciano centinaia di milioni di persone che vivono a valle. Nel frattempo, gli ispettori della sicurezza non riescono a tenere il passo con il carico di lavoro.

Il XX secolo è stato un periodo di boom per i costruttori di dighe. Il picco, in particolare in Asia, è stato dalla metà degli anni '50 alla metà degli anni '80, quando le dighe erano in voga per generare energia idroelettrica e immagazzinare acqua per irrigare i raccolti e mantenere il flusso dei rubinetti, nonché per appianare il flusso del fiume per prevenire le inondazioni e migliorare navigazione.

Dopo un lungo boom, un futuro incerto per i grandi progetti di dighe. Leggi di più.

Ma il boom è finito. “Qualche decennio fa, ogni anno venivano costruite migliaia di grandi dighe; ora è sceso a un centinaio circa ", ha detto a Yale Environment 360 il coautore del rapporto Vladimir Smakhtin dell'Istituto di acqua, ambiente e salute dell'UNU di Hamilton, Canada. La maggior parte dei siti ricercati dagli ingegneri delle dighe, come nelle strette valli, sono stati collegati. Le dighe ora barricano la maggior parte dei fiumi del mondo e possono immagazzinare l'equivalente di un sesto del loro flusso annuale totale. Nel frattempo, sono aumentate le preoccupazioni ambientali e sociali per le inondazioni della terra e la distruzione degli ecosistemi fluviali e ci sono molte alternative per generare energia a basse emissioni di carbonio, afferma Smakhtin.

Un elicottero lancia sacchi di sabbia sulla diga di Toddbrook, vecchia di 188 anni, in Inghilterra, dopo che un crollo dello sfioratore ha costretto una città vicina a evacuare nel 2019.
Leon Neal / Getty Images

Quindi lo stock mondiale di grandi dighe, definite come quelle più alte di 15 metri (49 piedi), sta invecchiando rapidamente. La Banca Mondiale ha stimato l'anno scorso che ci sono già 19.000 grandi dighe con più di 50 anni, che lo studio UNU conclude è la durata tipica della vita prima che necessiti di riparazioni o rimozione importanti.

La Gran Bretagna e il Giappone hanno le dighe più antiche, con una media rispettivamente di 106 e 111 anni. Le dighe statunitensi hanno una media di 65 anni. Ma la Cina e l'India, gli epicentri della mania della costruzione di dighe della metà del XX secolo, non sono molto indietro, con un'età media delle loro 28.000 grandi dighe ora rispettivamente di 46 e 42 anni. "Entro il 2050, la maggior parte dell'umanità vivrà a valle delle grandi dighe costruite nel XX secolo" che sono "a rischio crescente di fallimento", afferma il rapporto dell'UNU.

Questa fiorente eredità di dighe che invecchiano pone rischi per la sicurezza sempre crescenti, poiché le loro strutture diventano più fragili e il cambiamento climatico aumenta lo stress su di loro aumentando i flussi fluviali estremi, afferma Smakhtin. Il rapporto rileva un forte aumento del tasso di guasti alle dighe dal 2005. Non esiste un database globale, afferma il coautore Duminda Perera, anche lui dell'UNU. Ma ha trovato segnalazioni di oltre 170 guasti tra il 2015 e il 2019, mentre prima del 2005 la media era inferiore a quattro all'anno.

Proprio il mese scorso, la diga di Kandesha in Zambia, costruita negli anni '50, è crollata a causa di forti piogge, provocando lo sfollamento di migliaia di persone. Lo scorso giugno, una diga per l'irrigazione di 55 anni nella regione cinese del Guangxi ha ceduto, dopo che il suo muro di 492 piedi è stato sommerso da forti piogge. Un mese prima, due vecchie dighe nel Michigan sono crollate durante una forte pioggia: la diga di 96 anni Edenville sul fiume Tittabawassee ha scatenato un'alluvione che ha demolito la diga di Sanford di 94 anni a valle.

Gli ingegneri della diga affermano che le maggiori minacce per i prossimi decenni sono probabilmente in Cina e in India.

Nell'agosto 2019, una delle dighe più antiche della Gran Bretagna è quasi fallita. Circa 1.500 abitanti della città di Whaley Bridge sono stati costretti a lasciare le loro case dopo che lo sfioratore della diga di Toddbrook di 188 anni, costruita per fornire acqua a un canale, è crollato a causa di forti piogge, versando acqua che ha iniziato a erodere la diga stessa, facendo temere che la struttura crollasse e inghiottisse la città.

Nel 2017, uno sfioratore è crollato presso la diga di Oroville, vecchia di 50 anni, ai piedi della Sierra Nevada in California. Ha causato l'evacuazione di circa 180.000 persone. La diga di 770 piedi è la più alta negli Stati Uniti e, dopo le riparazioni allo sfioratore, rimane fondamentale per l'approvvigionamento idrico dello stato.

Gli ingegneri della diga affermano che le maggiori minacce per i prossimi decenni sono probabilmente in Cina e in India. Entrambi i paesi hanno subito in passato guasti alle dighe che hanno ucciso decine di migliaia di persone. Nel 1979, la disintegrazione della diga di Machchhu nel Gujarat, in India, durante un'alluvione, uccise fino a 25.000 persone.

Quattro anni prima, la diga di Banqiao nell'Henan, in Cina, esplose, inviando un'ondata d'acqua di 7 miglia di larghezza e 20 piedi di altezza a valle a 30 miglia all'ora. Ha ucciso direttamente circa 26.000 persone, compresa l'intera popolazione della città di Daowencheng. Ben 170.000 altri morirono durante una carestia ed epidemie che seguirono. Il disastro è stato definito il fallimento strutturale più mortale della storia. È stato tenuto segreto di stato per molti anni.

L'acqua viene rilasciata dalla diga di Sanmenxia nella provincia di Henan, in Cina nel 2019 per evitare che la diga trabocchi.
Sun Meng / VCG tramite Getty Images

Entrambi questi disastri hanno coinvolto giovani dighe, rispettivamente di 20 e 23 anni. Tuttavia, la loro scomparsa suggerisce che potrebbero esserci molte altre bomba a orologeria di quell'epoca.

La Cina ha circa 24.000 grandi dighe. Molti risalgono ai giorni della Rivoluzione Culturale, quando l'ideologia maoista vinse le abilità ingegneristiche nella corsa allo sviluppo economico. Un terzo delle dighe del paese erano "considerate ad alto rischio a causa dell'obsolescenza strutturale e / o della mancanza di un'adeguata manutenzione", ha rilevato un'analisi del 2011 di Meng Yang, ora dell'Università di Scienza e Tecnologia di Huazhong.

In India, il direttore della Central Water Commission, Jade Harsha, ha avvertito nel 2019 che il paese avrebbe più di 4.000 grandi dighe di età superiore ai 50 anni entro il 2050. Più di 600 hanno già mezzo secolo. Le dighe che il primo primo ministro indiano Jawaharlal Nehru nel 1954 chiamò "i templi dell'India, dove io adoro", sono ora edifici obsoleti la cui sicurezza Harsha ora vede come "punti ciechi nelle politiche idriche dell'India".

La Banca Mondiale è d'accordo. Lo scorso dicembre, ha annunciato un prestito di 250 milioni di dollari all'India per un progetto in corso per "rafforzare la sicurezza delle dighe", con migliori ispezioni e gestione delle grandi dighe del paese, che trattengono 240 milioni di piedi acri di acqua – a partire da 120 del l'invecchiamento della flotta della diga del paese.

Martin Wieland, presidente del comitato sugli aspetti sismici della progettazione delle dighe presso la Commissione internazionale sulle dighe di grandi dimensioni con sede a Parigi, il principale organo di professionisti delle dighe, ha dichiarato a Yale e360 che "molte dighe potrebbero durare molto più a lungo di 50 o 100 anni se ben progettate , ben costruito, ben tenuto e monitorato. La più antica diga in cemento d'Europa, la diga Maigrauge [in Switzerland] fu completato nel 1872 e dovrebbe raggiungere i 200 anni. " Ma, ha detto, "la sicurezza di una diga può deteriorarsi molto velocemente". Ha suggerito che gran parte del rischio crescente era "non l'invecchiamento, ma l'aumento del numero di persone a valle".

Le dighe sono per lo più fatte di terra, muratura o cemento. Possono fallire a causa del cemento in decomposizione, crepe, infiltrazioni, fessure nascoste nelle rocce circostanti o deformazioni sotto il loro stesso peso. Possono subire cedimenti del rivestimento, terremoti, sabotaggi o essere spazzati via quando le inondazioni violano le loro creste. Le ispezioni regolari sono vitali, afferma Wieland.

Il cambiamento climatico, che sta portando inondazioni più estreme, e le dighe invecchiate minacciano di essere una combinazione letale.

Ma in tutto il mondo cresce la preoccupazione per la mancanza di ispettori in grado di valutare il rischio derivante dall'invecchiamento delle dighe, con conseguenti arretrati di ispezioni e pericoli che vengono ignorati. Un'indagine dopo il fallimento della diga di Oroville negli Stati Uniti ha rilevato che le ispezioni precedenti non erano riuscite a individuare difetti strutturali. Come afferma Wieland: "Non tutto è visibile o misurabile".

Molte vecchie dighe vengono ora abbandonate poiché i loro serbatoi si riempiono di sedimenti caduti dai fiumi che barricano. Uno studio internazionale del 2014 guidato da G. Mathias Kondolf dell'Università della California, Berkeley, ha stimato che più di un quarto del flusso totale di sedimenti dei fiumi del mondo è intrappolato dietro le dighe.

Sul fiume Giallo in Cina, il fiume più limoso del mondo, la diga di Sanmenxia si è riempita in soli due anni. I bacini idrici dell'India stanno perdendo quasi 1,6 milioni di piedi acri di capacità di stoccaggio dell'acqua ogni anno a causa dell'accumulo di sedimenti, secondo i funzionari.

L'accumulo di sedimenti rende le dighe meno utili, ma a volte le rende anche più pericolose. Questo perché con uno spazio di bacino minore, le dighe corrono un rischio maggiore di essere travolte durante le forti piogge. Per salvare le loro strutture, è più probabile che gli operatori effettuino improvvisi rilasci di emergenza negli sfioratori all'altezza delle inondazioni.

Dopo che l'uragano Mitch si è abbattuto sull'America centrale nel 1998, diverse centinaia di persone sono morte nei loro letti nella capitale dell'Honduras Tegucigalpa quando un "muro d'acqua" ha attraversato le povere comunità lungo il fiume della città. Gli investigatori dello US Geological Survey hanno concluso che il "muro" è apparso quando gli operatori delle due dighe principali della città hanno effettuato rilasci di emergenza al culmine dell'alluvione. Le due dighe furono costruite solo negli anni '70, ma avevano perso gran parte della loro capacità di insabbiamento.

I lavoratori valutano i danni a seguito del crollo di uno sfioratore presso la diga di Oroville, vecchia di 50 anni, in California nel 2017.
Florence Low / California Department of Water Resources

Nel frattempo, il cambiamento climatico, che sta portando inondazioni più estreme in molti luoghi, e le dighe obsolete minacciano di essere una combinazione letale. "Le vecchie dighe sono state progettate e costruite sulla base di registri idrologici in un'era precedente al cambiamento climatico", afferma Smakhtin. "Ora le cose sono diverse e questo è preoccupante."

Cosa dovrebbe essere fatto? Alcune dighe invecchiate rimangono al sicuro, ma tutte richiederanno un'ispezione molto più rigorosa man mano che invecchiano, dicono gli esperti, spesso seguite da costose riparazioni. Molti altri dovranno essere riprogettati per far fronte a flussi fluviali estremi diversi da quelli previsti quando furono costruiti per la prima volta.

Ma il rapporto UNU indica una crescente eredità di dighe che cessano di servire a molti scopi – a causa dell'interramento o perché esistono fonti alternative di elettricità – e vengono trattenute principalmente perché rimuoverle è costoso e tecnicamente difficile. Questa è sia una minaccia per la sicurezza che una tragedia per gli ecosistemi fluviali che potrebbero essere ripristinati con la loro rimozione.

Gli Stati Uniti sono il leader mondiale nella disattivazione delle dighe, con più di mille rimosse negli ultimi 30 anni. Ma anche così, le sue dighe rimosse fino ad oggi sono state per lo più piccole, di solito meno di 16 piedi di altezza. Un'eccezione è stata la diga di Glines Canyon di 87 anni nell'Olympic Park, Washington, rimossa nel 2014. A 210 piedi, la diga è stata la più grande mai demolita. Il compito ha richiesto due decenni per essere pianificato ed eseguito. Ma è probabile che altre migliaia di tali rimozioni saranno necessarie per prevenire un'ondata di disastri delle dighe, afferma Smakhtin.

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"Alcune dighe sono così grandi che è difficile immaginare come affrontare il problema", dice. “Guarda la diga di Kariba. È assolutamente enorme e entro la metà del secolo avrà cent'anni. Si spera che a quel punto ci sarà la tecnologia per disattivarlo. Ma in questo momento non sappiamo come farlo. "

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