Sustainable urban drainage and IoT monitoring for urban flood mitigation in a changing climate [Sistemi di drenaggio urbano sostenibile e IoT per la mitigazione delle inondazioni urbane in un contesto di cambiamento climatico]

L'urbanizzazione, insieme al riscaldamento globale e alla pianificazione urbana inadeguata, sta alterando il ciclo idrologico, intensificando i rischi naturali e, in particolare, le inondazioni in ambito urbano. Una gestione efficace del rischio di inondazione richiede sia misure di mitigazione strutturali che non strutturali, sottolineando il ruolo delle pratiche di gestione dei deflussi e dei Sistemi di Drenaggio Urbano Sostenibile nel migliorare la resilienza urbana. Il presente lavoro mira a sviluppare un insieme di strumenti per mitigare il rischio d inondazioni nelle aree urbane introducendo nuove metodologie e approcci in un contesto di cambiamento climatico. Nella prima parte del lavoro, il cambiamento climatico viene affrontato sviluppando una nuova metodologia per derivare curve di probabilità pluviometrica (CPP) future utilizzando l’ipotesi di invarianza di scala e le proiezioni orarie EURO-CORDEX sviluppate durante il Climate Model Intercomparison Project 5 (CMIP 5). L'approccio si basa sull'uso di fattori di cambiamento per perturbare il clima attuale e ottenere le CPP future senza la necessità di tecniche di disaggregazione temporale. Questa metodologia viene applicata ad un insieme di località in Sicilia, Italia, all'interno di tre sotto regioni climatiche indipendenti. I risultati mostrano una grande variabilità tra le diverse combinazioni di modelli. Le medie ensemble indicano un aumento delle CPP, con un incremento maggiore per gli scenari di emissione RCP4.5 rispetto agli scenari RCP8.5. Inoltre, le CPP future potrebbero corrispondere a periodi di ritorno più che raddoppiati rispetto al clima di controllo, evidenziando la variabilità climatica e sottolineando la necessità di incorporare il cambiamento climatico nella pianificazione e progettazione di infrastrutture di difesa idraulica contro le inondazioni. Successivamente, il presente lavoro valuta il comportamento idrologico futuro del sito sperimentale del tetto blu (BR) implementato presso il la Cittadella Universitaria dell’Università di Catania. Ciò comporta la caratterizzazione delle condizioni climatiche del sito sperimentale e l'applicazione del modello BR ad un insieme di eventi piovosi registrati tra settembre 2023 e giugno 2024. Il modello BR viene quindi applicato a ietogrammi sintetici consistenti con le CPP future precedentemente derivate, evidenziando i potenziali benefici del tetto blu con un'attenuazione media del picco del 58% rispetto ad una superficie impermeabile convenzionale nelle future condizioni climatiche. Infine, il lavoro di tesi si concentra sullo sviluppo di un nuovo sensore basato sull’ Internet of Things e a basso costo per il rilevamento di inondazioni in contesto urbano. Preliminarmente allo sviluppo del sensore, gli obiettivi principali e i requisiti funzionali del sensore vengono definiti, insieme alle principali tecnologie utilizzate come soluzioni a basso costo per i sistemi di preallerta contro le inondazioni. Il processo di sviluppo, compresi i dettagli dell'algoritmo e i test iniziali, viene discusso insieme alle prospettive per l'uso di questa soluzione a basso costo come misura di riduzione del rischio di inondazione nelle aree urbane. Questo approccio mira ad affrontare le complesse sfide delle inondazioni urbane e a fornire soluzioni pratiche e a basso costo per i futuri sforzi di mitigazione. Complessivamente, il presente lavoro ha enfatizzato l'importanza delle nuove metodologie sviluppate come strategie utili ed efficaci di protezione contro le inondazioni urbane previste nel futuro a causa del cambiamento climatico.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2025

Author dc:creator

• BUONACERA, GAETANO

Contributors dc:contributor

• CANCELLIERE, Antonino

• climate change
• depth duration frequency curve
• blue roof
• early warning system
• flood risk
• low cost sensor
• cambiamento climatico
• curve di probabilità pluviometrica
• tetto blu
• sistemi di preallerta
• rischio inondazioni
• sensoristica a basso costo

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

eng

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/690690

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/690690