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L'uso dei fanghi di depurazione nei tetti verdi

I tetti verdi possono avere una certa funzionalità per quanto riguarda il sequestro di CO2 atmosferica e per la fornitura di fonti di cibo alternative in città, oltre ad avere altri numerosi benefici.
Per fornire questi vantaggi, però, la corretta progettazione è il fattore fondamentale. Una recente ricerca cinese ha dimostrato come la scelta del tipo e della profondità del substrato siano i caratteri che più possono influire sulla capacità della struttura di sequestrare carbonio atmosferico.
In Cina l'urbanizzazione progredisce a velocità impressionanti e con questa anche la necessità di fornire risposte su come compensarne gli svantaggi. Quanto la cementificazione influisce sul cambiamento climatico? Le città saranno tutte soggette a diventare “isole di calore”? La mancanza di verde in ambiente urbano peggiora la salute dei cittadini? L'aumento della popolazione genera un forte incremento di fanghi di depurazione, come possono essere smaltiti?

Un approccio innovativo.  Questi quesiti hanno fatto rispolverare il concetto di “Garden City”, teorizzato per la prima volta da Ebenezer Howard nel 1898. Adattandolo alla difficile realtà cinese è necessario inventarsi spazi inusuali di coltivazione e di impianto di aree verdi, come i tetti. I risultati di diverse ricerche mostrano che, se costruiti correttamente, i tetti verdi possono ridurre il rumore e l'inquinamento dell'aria (Oberndorfer et al., 2007), ridurre l'effetto “isola di calore urbana” di 1-2 °C, migliorare la qualità del deflusso delle acque piovane  e alleviare i carichi di gestione dei sistemi di regimazione idrica (Oberndorfer et al., 2007;MacIvor & Lundholm, 2011), aumentare la longevità delle membrane per tetti e ridurre il consumo energetico dell'edificio (Oberndorfer et al., 2007). È importante sottolineare come i substrati e le piante sui tetti verdi abbiano una grande capacità di sequestro del carbonio (Getter et al., 2009), che ha un effetto positivo sulla mitigazione del cambiamento climatico.
Negli ultimi anni, alcuni studi hanno dimostrato che i fanghi di depurazione comunali possono essere usati come substrato per tetti verde nei paesi sviluppati, con un certo potenziale di applicazione in ambito urbano. I fanghi di depurazione e altri materiali di scarto sono stati usati nell'impianto di tetti verdi nel Regno Unito (Molineux et al., 2009), questa tecnica è sostenuta da diversi studi che affermano come le piante possano essere trattate con l'utilizzo di acque reflue urbane.
Al fine di fornire informazioni di base per la costruzione di una nuova struttura nella città di Chengdu gli obiettivi di questo studio sono stati i seguenti:
  • selezionare piante autoctone e fanghi di depurazione per la costruzione e valutazione dei diversi tetti verdi;
  • analizzare il sequestro di carbonio di ogni abbinamento pianta-substrato.
Il metodo. Per portare a termine lo studio è stato selezionato un tetto sulla parte superiore del Collegio di Ingegneria Civile, presso la Sichuan Agricultural University nella città di Dujiangyan.
Le temperature medie mensili variano dai 4,5°C a gennaio fino ai 24,7°C in luglio con precipitazioni annuali sono intorno ai 1200 mm.
Per la ricerca sono stati usati fanghi di depurazione stoccati per 20 giorni in un deposito liquami, non digeriti e non disidratati. Dal momento che questi fanghi contengono grandi quantità di metalli e di organismi patogeni, sono stati mixati con terreno naturale locale prima dell'utilizzo in rapporto 1:1.
Le performance di questo substrato (MSSS) sono state confrontate con quelle del solo suolo naturale (LNS).
Le piante utilizzate appartengono a tre specie: 180 piante di Ligustrum vicaryi, 216 di Neottia auriculata e 405 di Liriope spicata.
Oltre a presentare diverse differenze per struttura e livello di metalli presente, il substrato MSSS evidenzia un quantitativo di umidità doppio rispetto a LNS.
Il tetto in esame è stato diviso in due parti, una per ogni substrato. Queste sono state ulteriormente divise in tre sezioni con differenti altezze di coltivazione (30 cm, 25 cm, 20 cm). Le sezioni del substrato MSSS sono state denominate M1, M2 e M3; quelle con LNS L1, L2 e L3.
Lo studio si è svolto dal luglio 2012 al luglio 2013, periodo nel quale sono state effettuate misure sugli incrementi di biomassa, sulle quantità di carbonio presenti nelle piante e nei substrati (indicate come Carbonio Totale e Carbonio Organico) e calcoli per il sequestro dell'anidride carbonica.
Il materiale fangoso locale si è rivelato molto semplice da installare econ costi molto bassi, entrambe importanti fattori che ne incoraggiano l'utilizzo. La limitata conoscenza sulle capacità di sequestro di questi substrati rendono questo studio molto interessante.

Gli importanti risultati. Le diverse altezze utilizzate hanno fatto emergere, come ci si aspettava, valori diversi per quanto riguarda la cattura dell'anidride carbonica atmosferica. I substrati più profondi generano valori più alti per entrambe i caratteri citati.
Il sequestro operato dal substrato MSSS è risultato essere di 3,81 Kg/m2/anno, valore molto vicino ai 3,89  Kg/m2/anno registrati per LNS.
Analizzando la densità di carbonio totale MSSS fornisce un dato di 13,5 Kg/m2: 3,38 volte superiore rispetto a quello di LNS.
In definitiva i due substrati presentano la stessa capacità di sequestro ma il MSSS ha una maggiore densità di carbonio al suo interno, rendendolo globalmente un terreno più fertile per la crescita delle piante. Questo dato, unito al basso costo di impianto e al fatto che questo utilizzo genera una valida alternativa allo smaltimento, rende i fanghi di depurazione una promettente opzione per la creazione di tetti verdi in ambienti fortemente urbanizzati.

Dalla Cina una nuova scoperta che promette interessanti applicazioni pratiche per una gestione sostenibile di queste nuove tipologie di verde

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