Prevenire, proteggere e comunicare: come fronteggiare le catastrofi naturali

Grande partecipazione, lo scorso 27 maggio al Museo A come Ambiente, alla conferenza “Prevenire, proteggere e comunicare – Rischio e prevenzione delle catastrofi naturali”, organizzata dalla Casa dell’Ambiente di Torino in collaborazione con la Protezione Civile, i Dipartimenti di Fisica e Informatica dell’Università di Torino e CinemAmbiente. Il progetto è stato inoltre realizzato grazie ai fondi Otto per Mille della Chiesa Valdese. 

L’iniziativa ha richiamato un pubblico numeroso e interessato, composto da cittadini, studenti, volontari, operatori del settore e appassionati di scienza e ambiente. Un appuntamento che ha saputo coniugare divulgazione, ricerca scientifica e testimonianze operative, offrendo spunti di riflessione su come affrontare – e su come vengono attualmente affrontate – le crescenti sfide legate ai cambiamenti climatici e ai disastri naturali.

Esperti a confronto: scienza, dati e interventi sul campo

A dare il benvenuto a tutti gli ospiti del MAcA è stata la Dottoressa Rossella Lucco Navei, che durante il suo momento di saluti istituzionali, oltre a raccontare brevemente la storia del Museo, ha tenuto a sottolineare il fatto che l’ambiente è patrimonio di tutti, e che non è solo “la natura”, ma tutto ciò che è intorno a noi. Noi stessi facciamo parte dell’ambiente, ed è quindi fondamentale conoscerlo, parlarne e proteggerlo. 

A moderare la mattinata è stato il Dottor Agostino Sticozzi, referente per il volontariato della Protezione Civile torinese, che ha presentato le attività svolte quotidianamente dagli operatori: previsione, prevenzione, mitigazione dei rischi, gestione e superamento delle emergenze, studio dei vari scenari, pianificazione degli interventi, esercitazioni e addestramento. L’importanza dei volontari, sia singolarmente che come associazioni, è stata messa in primo piano. A questo si aggiunge poi il ruolo delle attività di sensibilizzazione della popolazione, in modo da poter evitare almeno quelle situazioni di pericolo e quei comportamenti scorretti derivati da una scarsa informazione.

La crisi climatica e i suoi effetti

Il primo dei relatori a prendere la parola è stato il Professor Claudio Cassardo, Vice-presidente della Società Meteorologica Italiana e docente di Meteorologia, Climatologia e Fisica dell’atmosfera all’Università di Torino. Il suo intervento mirava soprattutto ad illustrare la crisi climatica che il nostro pianeta sta affrontando, mostrando come le temperature e le precipitazioni sono cambiate nel corso degli anni, e come sono destinate a cambiare ancora. Provando a sintetizzare in poche parole il discorso del professore: con l’aumento delle temperature, anche solo di un grado, le precipitazioni sono meno frequenti ma d’intensità maggiore.

Se è vero che le temperature hanno sempre subito variazioni nel corso della storia della Terra, è anche vero che la velocità con cui si stanno alzando negli ultimi 40 anni circa è senza precedenti. Le regioni fredde sono quelle più sensibili a questi cambiamenti, e gli eventi estremi non potranno che essere in aumento. 

Secondo recenti studi, l’area Mediterranea si sta surriscaldando più velocemente della media globale, con un aumento previsto di 2,2°C ed effetti drammatici su risorse idriche, sicurezza alimentare e della popolazione, salute, livello del mare e, ovviamente, ecosistemi. La temperatura italiana si è alzata di circa 1,75°C negli ultimi 44 anni, un grado in più della media globale.

Il Professor Cassardo ha poi voluto concludere con un excursus su cosa si può fare, anche privatamente, per mitigare e/o eliminare gli effetti della crisi climatica: modificare i nostri stili di vita per renderli più sostenibili, ridurre le emissioni atmosferiche di gas-serra e inquinanti, migliorare l’efficienza energetica, adattare le normative e le strutture (su più campi) per prevenire i danni derivanti dagli eventi estremi.

IA, tra tecnologia e responsabilità sociale

Si è poi passati a parlare di tecnologia, con l’intervento congiunto della Professoressa Rosa Meo, docente di Informatica ed esperta di Intelligenza Artificiale e Data Science dell’Università, il Dottor Gabriele Sartor, ricercatore di machine learning e remote sensing del Dipartimento di Informatica, e il Dottor Matteo Salis, dottorando in Modeling and Data Science del Dipartimento di Matematica. 

La Professoressa Meo ha introdotto il tema dell’intelligenza artificiale, sottolineandone l’importanza nell’uso e nella comprensione del contesto attuale. L’intelligenza artificiale è, in un certo senso, un termine “ombrello” sotto il quale rientrano vari concetti, come la comprensione del linguaggio, l’elaborazione delle immagini, ma anche la previsione dell’andamento futuro di fenomeni a partire da dati storici, uno dei modelli più diffusi di IA.

Il loro gruppo di ricerca è particolarmente legato all’idea di bene sociale. Non apprezzano che le grandi aziende multinazionali utilizzino l’IA esclusivamente per fini di profitto, sfruttando i nostri dati e le nostre vite per accumulare informazioni a proprio vantaggio. I servizi che offrono non sono gratuiti come sembrano: noi stessi, insieme ai nostri dati, rappresentiamo il prezzo da pagare per quegli stessi servizi.

Il loro obiettivo è dimostrare che la scienza dell’intelligenza artificiale può – e deve – essere messa al servizio del bene comune. Tra i vari progetti di ricerca portati avanti negli ultimi anni, due sono quelli illustrati da Gabriele Sartor e Matteo Salis.

L’IA per le foreste: monitoraggio sostenibile e accessibile

Il Dottor Sartor ha presentato il suo progetto di ricerca, incentrato sull’uso combinato di tecniche di osservazione terrestre e intelligenza artificiale per il monitoraggio ambientale e della deforestazione.

L’osservazione terrestre può avvenire tramite stazioni a terra (ground-based), come le basi meteorologiche, oppure tramite telerilevamento (remote sensing), con dispositivi aerei e satellitari. Ogni metodo ha risoluzioni diverse e problematiche specifiche, e va scelto in base agli obiettivi del rilevamento.

Il focus della sua ricerca è il monitoraggio della deforestazione in Costa d’Avorio, con l’obiettivo di sviluppare modelli previsionali e strumenti gratuiti, accessibili a tutti. Nonostante il Paese produca il 43% del cacao mondiale, i contadini vivono in condizioni di povertà — guadagnando circa 1 € al giorno — e spesso disboscano grandi aree per ampliare le coltivazioni, aggravando il problema insieme ai cambiamenti climatici (che causano sia piogge imprevedibili che il prosciugamento delle falde).

La soluzione proposta dal team consiste nell’uso di reti neurali per analizzare immagini satellitari, preferibilmente provenienti da fonti gratuite. Sebbene esistano database commerciali più precisi, l’obiettivo è creare strumenti open source in grado di monitorare deforestazione, scioglimento dei ghiacci e altri fenomeni ambientali che possano essere utilizzati da chiunque.

Ma come si riconosce la deforestazione da un’immagine satellitare? Attraverso l’IA, in particolare tramite le reti neurali, approfondite dopo dal Dottor Salis. Si tratta di modelli ispirati al cervello umano, capaci di “imparare” a identificare pattern nei dati. Addestrate con immagini già analizzate da esperti, queste reti sanno distinguere, ad esempio, foreste da piantagioni e rilevare anche piccoli cambiamenti nel territorio.

Il progetto, applicato sperimentalmente alla Costa d’Avorio, mira a creare un sistema gratuito e replicabile, utile a governi, ONG e comunità locali per monitorare, in tempo reale e con modelli previsionali, la perdita delle foreste tropicali.

Deep Learning e acque sotterranee: modelli predittivi per un bene a rischio

La ricerca del Dottor Salis si concentra invece sull’applicazione del deep learning allo studio dei fenomeni ambientali, con particolare attenzione alle risorse idriche sotterranee.

Bisogna innanzitutto spiegare che il deep learning è un tipo di IA che utilizza le reti neurali artificiali, ispirate al funzionamento del cervello umano, che come detto sono in grado di “imparare” a riconoscere schemi nei dati. Vengono utilizzate per replicare fenomeni complessi e sono addestrate per arrivare al risultato corretto. Più una rete è articolata, più è “profonda” — da qui il termine deep learning. Un esempio noto di applicazione di queste tecniche è ChatGPT, che rappresenta uno dei modelli di deep learning più avanzati oggi disponibili. 

Il deep learning si rivela particolarmente utile quando è necessario ottenere previsioni rapide sfruttando grandi quantità di dati. È quindi particolarmente adatto allo studio dei fenomeni ambientali: una volta addestrato, il modello è in grado di fornire previsioni in pochi secondi. Nonostante esistano metodi tradizionali per comprendere fisicamente molti fenomeni naturali, alcuni restano difficili da spiegare completamente. I modelli di deep learning, accanto alle formule classiche, utilizzano anche dati storici provenienti da diverse fonti, integrandoli per realizzare previsioni il più accurate possibile. Un esempio pratico è rappresentato dai modelli di Google, capaci di fornire previsioni meteorologiche e allerte semplicemente cercando una città o impostandola come destinazione nel navigatore.

Passando dunque ad illustrare la sua ricerca, il Dottor Salis ha evidenziato che solo il 2,5% dell’acqua presente sulla Terra è dolce. Di questa, la maggior parte è intrappolata in ghiacciai e calotte polari, circa il 30% è costituito da acqua sotterranea, mentre solo l’1,2% è rappresentato da fiumi e laghi. L’acqua sotterranea risulta quindi una risorsa estremamente preziosa.

In Europa, l’acqua è impiegata principalmente per l’approvvigionamento idrico potabile e per l’irrigazione. Tuttavia, a causa dei cambiamenti climatici e dell’aumentata imprevedibilità delle precipitazioni, viene meno una fonte “stabile” di rifornimento delle falde. Questo fenomeno mette a rischio la disponibilità futura di acqua. In Italia, ben l’85% dell’acqua potabile proviene da fonti sotterranee.

Il gruppo di ricerca ha condotto uno studio sul bacino Grana-Maira (provincia di Cuneo), ricostruendo lo storico del livello di falda tramite piezometri e sviluppando previsioni settimanali a partire da dati meteorologici locali. I modelli utilizzati, basati sul deep learning, funzionano ma non incorporano equazioni fisiche o conoscenze idrogeologiche esplicite: questo può portare a una generalizzazione eccessiva e a risultati poco affidabili in condizioni estreme.

Ad esempio, durante un anno particolarmente siccitoso, il modello ha sì previsto un abbassamento della falda, ma in misura minore rispetto alla realtà, e ne ha poi sovrastimato la ripresa. Lo studio è ancora in corso e si sta estendendo ad altre aree e piezometri.

Una criticità chiave di questi modelli è la loro natura di black box: riescono a svolgere compiti complessi, ma non sono in grado di spiegare come arrivano ai risultati. Per questo motivo, cresce l’interesse verso l’Explainable AI, ovvero l’Intelligenza Artificiale spiegabile, che mira a rendere più trasparenti e interpretabili i modelli di deep learning.

Tecnologie al servizio della sicurezza: i droni e il GIS nella Protezione Civile

È intervenuto poi il Dottor Davide Ture, funzionario nell’ambito della Pianificazione e Città Resiliente della Protezione Civile della Città di Torino, illustrando due strumenti tecnologici fondamentali utilizzati per il monitoraggio del territorio: i droni e il software GIS.

I sistemi UAS (Unmanned Aircraft Systems), comunemente noti come droni, rappresentano oggi una risorsa essenziale per la raccolta dati, successivamente analizzati tramite GIS. Le immagini aeree acquisite dai droni offrono una risoluzione superiore rispetto a quelle ottenute da aerei o satelliti, anche a parità di scala, rendendole particolarmente adatte per analisi di dettaglio.

La scelta del tipo di drone e dei sensori dipende dal tipo di monitoraggio da effettuare: ogni scenario richiede strumenti con caratteristiche specifiche. I dati così raccolti vengono poi elaborati per produrre modelli bidimensionali e tridimensionali del territorio e carte tematiche ad essi associate.

Dopo un excursus tecnico sulle tipologie di sensori e sulle modalità operative, il Dottor Ture ha sottolineato che all’aumentare del rischio dell’area da monitorare aumentano anche i requisiti e le autorizzazioni necessarie, ed è pertanto obbligatorio rispettare le normative aeronautiche della zona interessata.

Tra gli esempi da lui portati per meglio presentare le attività pratiche, un recente intervento a Vicchio (FI), dove sono state rilevate circa quaranta frane. L’operazione ha incluso una fase iniziale di consultazione dei dati ISPRA esistenti, seguita dalla raccolta e manipolazione dei nuovi dati per la restituzione cartografica. I risultati finali dei monitoraggi vengono poi inviati a ISPRA per aggiornare la banca dati nazionale.

Un secondo caso, risalente al 2023, ha riguardato il comune di Casola Valsenio (Emilia-Romagna), dove sono state censite 481 frane, valutandone cause, tipologia e impatto su viabilità e infrastrutture.

Per quanto riguarda Torino, Ture ha mostrato una mappa GIS della collina torinese, dove risultano censite circa 1.300 frane, tra attive e quiescenti. Il software GIS (Geographic Information System) è in grado di raccogliere e analizzare una grande mole di dati, restituendoli sotto forma di mappe tematiche interattive e aggiornabili. Insieme ad altri programmi, si rivela essere un alleato prezioso non solo per monitorare il territorio, ma anche per pianificare interventi, valutare il rischio e formulare previsioni a lungo termine.

A seguire, il Dottor Federico Dellanoce, funzionario coordinatore della Drones Unit, ha approfondito ulteriormente l’uso operativo dei droni. Questi strumenti consentono di raggiungere obiettivi con maggiore rapidità e sicurezza, riducendo al contempo i costi. Le applicazioni spaziano dal monitoraggio dello stato di conservazione delle infrastrutture (senza necessità di impalcature o mezzi pesanti) alla produzione di immagini e video aerei.

In molti casi, i droni della Protezione Civile sono equiparati a velivoli di Stato, consentendo operazioni più rapide senza necessità di permessi aggiuntivi, salvo eccezioni. Resta comunque obbligatorio il rispetto delle normative aeronautiche.

Dellanoce ha portato come esempio un intervento effettuato all’interno di una cava nel Torinese. Qui il drone, volando a un’altezza costante di 45 metri, scattava una foto ogni due secondi, seguendo un reticolo che delineava la rotta di volo. Le immagini venivano poi integrate in un’unica fotografia ad alta fedeltà, molto più dettagliata rispetto a una comune immagine satellitare. Questo tipo di rilievo permette anche la ricostruzione tridimensionale dell’ambiente monitorato.

I monitoraggi ripetuti nel tempo consentono di confrontare la situazione pre e post evento, aiutando a stabilire con maggiore precisione le priorità di intervento.

Il cinema come leva per la consapevolezza

Le testimonianze hanno illustrato come la sinergia tra scienza, tecnologia e istituzioni possa rafforzare le capacità di prevenzione, analisi e risposta ai disastri ambientali, rendendo più resilienti le comunità. Ma anche il cinema può rivelarsi un utile strumento di sensibilizzazione. 

L’evento ha offerto anche un momento culturale con la proiezione del cortometraggio “Flood” di Almourad Aldeeb, ispirato all’alluvione che nel 2021 ha devastato la Valle dell’Ahr, in Germania. Il regista, interpretando il protagonista Abdo, mette in mostra la tristezza e l’impotenza di chi ha perso troppo, ma anche la rassegnazione di chi non vive i postumi di una catastrofe per la prima volta (come il regista, anche Abdo arriva dalla Siria). Un’opera potente ed evocativa, che ha stimolato la riflessione collettiva sull’impatto umano e sociale degli eventi climatici estremi.

Condivisione e dialogo nel giardino del MAcA

La giornata si è conclusa con un rinfresco nel giardino del museo, che ha permesso un confronto informale tra pubblico, relatori e organizzatori, prolungando il dialogo e stimolando nuove connessioni tra discipline, esperienze e visioni del futuro.

In un momento storico segnato da rischi ambientali sempre più evidenti, questo appuntamento ha dimostrato l’importanza di iniziative che promuovano la cultura della prevenzione e della partecipazione attiva. La Casa dell’Ambiente e i suoi partner si confermano punti di riferimento per un dialogo costruttivo tra scienza, istituzioni e cittadinanza.

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