Strumenti resistenti per la gestione sostenibile delle risorse Idriche

Un caso unico di software prodotto con fondi di ricerca, messo a disposizione di ricercatori e operatori e oggi ancora in funzione

Autore

Maria Viktoria Bittner

Data

23 Aprile 2024

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6' di lettura

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23 Aprile 2024

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Tutti noi sappiamo quanto l’acqua sia una delle risorse fondamentali del e per il nostro Pianeta: non solo supporta la vita in tutti i suoi aspetti e svolge un ruolo essenziale negli ecosistemi naturali e nella regolazione climatica, ma contribuisce anche a garantire la prosperità economica e sociale. Insomma, l’acqua è alla base dello sviluppo sostenibile. Tuttavia, i cambiamenti climatici e soprattutto le forti pressioni antropiche, tra cui anche la cattiva gestione e l’uso improprio di questa risorsa indispensabile, hanno intensificato sempre di più lo stress idrico, minacciando così tutti quegli aspetti che ne dipendono. Secondo le ultime analisi presentate alla Conferenza ONU sull’acqua del 20231, gli Obiettivi per lo Sviluppo Sostenibile (SDGs) legati all’acqua sono ben lungi dall’essere raggiunti e risulta sempre più evidente che ci troviamo di fronte a una crisi idrica mondiale. 

La Direttiva Quadro sulle Acque

Nel 2000, l’Unione Europea ha adottato la Direttiva Quadro sulle Acque (Water Framework Directive, WFD 2000/60/EC) con l’obiettivo di stabilire regole per arrestare il deterioramento dello stato dei corpi idrici e raggiungere un buono stato per fiumi, laghi e acque sotterranee all’interno dell’Unione Europea. La Direttiva promuove una politica delle acque efficace e coerente che tenga in considerazione la fragilità degli ecosistemi acquatici, il cui equilibrio precario contribuisce al benessere economico, oltre che a quello ambientale. Un punto focale è il riconoscimento della necessità di «integrare maggiormente la protezione e la gestione sostenibile delle acque in altre politiche comunitarie come la politica energetica, dei trasporti, la politica agricola, la politica della pesca, la politica regionale e in materia di turismo»2, attraverso anche un’azione a livello locale basata, tra le altre cose, sulla partecipazione dell’opinione pubblica. Vengono incentivati così un dialogo continuo e strategie volti a ottenere una maggiore integrazione tra le varie politiche, attraverso un processo ciclico che porta ogni sei anni alla revisione dei Piani di gestione dei bacini. In Italia il processo di recepimento e implementazione è stato particolarmente lungo, a causa della necessità di trasferire competenze da vari enti ai nuovi Distretti idrografici. Inoltre, la Direttiva è molto ambiziosa e richiede un approccio alla protezione e gestione delle risorse idriche integrato e olistico, all’epoca assolutamente innovativo. Grazie a diversi progetti di ricerca, sono stati sviluppati metodologie e strumenti nuovi per la sua implementazione. 

I sistemi di supporto alle decisioni (DSS)

Per una gestione sostenibile delle risorse idriche in sistemi sociali ed ecologici complessi, è necessaria una conoscenza approfondita che comprenda aspetti sia qualitativi che quantitativi, come i punti di vista delle parti interessate, le serie temporali e i dati spaziali socio-economici e climatici3. A tale scopo vengono sviluppati sistemi di supporto alle decisioni (DSS) che integrano questioni ambientali, sociali ed economiche e facilitano il coinvolgimento delle parti interessate nella formulazione delle strategie4. Ma che cosa sono i DSS? Si tratta di sistemi informativi in grado di fornire un supporto ai decision makers nel prendere decisioni più solide basate su grandi moli di dati e modelli matematici. Risultano quindi particolarmente utili nei processi decisionali non strutturati o addirittura wicked5, vale a dire difficili non solo da risolvere, ma anche da definire, in quanto offrono un ‘pacchetto completo’6 che include tecniche e modelli analitici, funzioni di gestione dei dati, regole decisionali e, in particolare, un’interfaccia semplice ed intuitiva. Nel corso degli anni – il loro esordio risale ancora agli anni Settanta – i software DSS sono stati applicati a diversi campi, tra cui quello della gestione delle risorse idriche. Infatti, l’utilizzo dei modelli permette di simulare le risorse idriche in sistemi socio-ecologici complessi sotto gli effetti del cambiamento climatico e di altri fattori socio-economici, fornendo una base analitica per simulazioni e analisi di scenari7. I software DSS possono quindi fornire una combinazione di strumenti di elaborazione dati, come per esempio modelli e sistemi informativi geografici (o GIS), abbinati ad analisi multi-criteriali o costi-benefici, all’interno di un’interfaccia utente personalizzata. Ciò permette di gestire il processo decisionale con un’adeguata considerazione delle fonti di incertezza e condurre analisi di scenario8

Il software MULINO-DSS (mDSS)

Il «mDSS è uno strumento software di facile utilizzo che aiuta i decisori a strutturare i problemi decisionali, a trovare la soluzione ottimale di diversi gruppi di interesse sulla base di vari approcci di analisi decisionale multicriterio (MCDA), per aiutare a scoprire i punti di conflitto/concordanza di questi gruppi di interesse per prendere una decisione migliore». Così viene descritto da George Cojocaru, ricercatore senior presso la Fondazione TIAMASG e vice coordinatore del progetto paneuropeo CLIMSAVE, che ha condotto in tutti questi anni lo sviluppo del codice del software. Ideato per rispondere alle sfide della Direttiva Quadro sulle Acque (WFD), il software mulino-DSS (o mDSS) è il principale prodotto del progetto europeo «MULtisectoral, Integrated and Operational Decision Support System for sustainable use of water resource at the catchment scale» (o MULINO), finanziato nell’ambito del Quinto Programma Quadro di Ricerca e Sviluppo Tecnologico e implementato tra il 2001 e il 2003. Il software si basa sull’analisi modellistica integrata (IAM), sull’analisi multi-criteriale (MCA) e sul modello concettuale causale DPSIR9 (Driving forces, Pressure, State, Impact e Response), adottato dall’Agenzia Europea dell’Ambiente (EAE). Tale modello concettuale esplicita le principali relazioni causali nei sistemi uomo-ambiente, le relative conseguenze per i sistemi socio-ecologici in questione e le risposte, ossia le soluzioni, da attuare. Risulta quindi efficace in quanto largamente adottato in Europa e, di conseguenza, familiare ai policy e decision makers europei. 

Carlo Giupponi, Programme Director del Programma sull’Adattamento ai Cambiamenti Climatici della Fondazione Eni Enrico Mattei e Professore presso l’Università Ca’ Foscari Venezia, che ha curato la progettazione delle varie versioni del software assieme ai suoi collaboratori afferma che il «mDSS è il prodotto di molti anni di ricerca, che siamo riusciti a mantenere grazie una lunga serie di progetti iniziati e ora nuovamente supportati dalla FEEM. È fonte di particolare soddisfazione sapere che mDSS è un caso quasi unico di software prodotto con fondi di ricerca, messo a disposizione dei ricercatori e degli operatori, che è ancora in funzione dopo più di vent’anni». A vent’anni dalla sua progettazione, infatti il mDSS continua a (r)esistere e a essere applicato in vari contesti inerenti la gestione ambientale integrata (non solo quindi limitatamente alle risorse idriche), grazie a una lunga di serie di progetti di ricerca che hanno permesso il mantenimento e lo sviluppo del codice. Il software risulta utile nel comprendere meglio gli attori coinvolti come per esempio esperti, responsabili politici/decisionali e altre parti interessate, individuare il problema in questione, esplorare possibili opzioni decisionali, anche nel contesto di scenari alternativi, facilitare la partecipazione del pubblico, attenuare i conflitti relativi a percorsi d’azione alternativi ed estendere la collaborazione con e all’interno di diversi gruppi di stakeholder. La possibilità di includere le funzioni di modellazione rende possibile la simulazione, e di conseguenza l’anticipazione, delle conseguenze derivanti dalle scelte potenziali, tenendo in considerazione l’influenza di fattori esogeni, come per esempio il clima e le tendenze macroeconomiche. Le tecniche di analisi decisionale basate sull’approccio a multi-criteri permettono giudizi trasparenti e imparziali e, dunque, scelte informate e razionali. Ciò risulta particolarmente cruciale in situazioni di trade-off e conflitti d’interesse, poiché fornisce l’identificazione di una soluzione preferibile all’interno di un insieme di soluzioni plausibili.

Ma perché, a differenza di molti software rimasti relegati all’interno del proprio progetto di partenza, il mDSS è sopravvissuto per due decadi dalla fine del progetto? Quali sono stati e sono, a oggi, i suoi punti di forza? Innanzitutto, il software fornisce un’interfaccia basata su un quadro concettuale semplificato e comprensibile che facilita la comunicazione con le parti interessate. Inoltre, è uno strumento flessibile in grado di affrontare un’ampia varietà di questioni decisionali e si avvale di regole decisionali relativamente semplici e comprensibili. Infine, supporta e promuove la collaborazione e il dialogo all’interno delle istituzioni competenti e tutti i portatori di interesse. 

Per contro, nelle successive versioni, il software ha perso alcune sue funzionalità, che lo collegavano con specifici strumenti modellistici e di analisi dei dati territoriali. Ciò lo ha reso non immediatamente applicabile a tutti, richiedendo delle procedure ad hoc di collegamento con altri strumenti, come modelli matematici di simulazione. La flessibilità per usi molto diversi, indotta dall’eliminazione di funzionalità specifiche, si è dimostrata un punto di forza per la sua sopravvivenza, ma lo ha anche reso di non immediata utilizzabilità da parte di un pubblico ampio (il software è sempre stato liberamente utilizzabile).

Il processo decisionale

I sistemi di supporto alle decisioni non possono esprimere le loro potenzialità se non si inseriscono in un processo decisionale metodologicamente solido. Vediamo quindi ora nel dettaglio l’articolazione di questo processo, consistente in sei principali fasi (figura 1). 

La fase 0 riguarda i fattori scatenanti dell’intero processo. Vengono infatti identificati i fattori istituzionali e normativi – caso specifico – determinanti la necessità di implementare il processo volto ad individuare le opzioni decisionali preferite, come per esempio le prescrizioni di un Piano Nazionale di Adattamento. La fase 1 invece si concentra sull’impostazione del processo e sull’esplorazione del problema decisionale in questione, inclusa la strategia per il coinvolgimento delle parti interessate sin dalle fasi iniziali. A questo punto (fase 2), vengono individuati i principali attori da coinvolgere, come per esempio esperti, policy makers e portatori di interesse in generale, attraverso un’attenta analisi degli stakeholder, come richiesto dalla Direttiva Quadro sulle Acque10, e si iniziano a progettare le attività partecipative che possono essere metodologicamente valide. Attraverso le attività di workshop, viene sviluppato un modello concettuale condiviso e raccolte le preferenze dei singoli attori riguardo le possibili soluzioni, i criteri decisionali e la loro relativa importanza o peso. Il terzo passo dell’approccio (fase 3) si concentra sull’analisi del problema e lo sviluppo di scenari, basandosi sul modello concettuale causale DPSIR11, già citato in precedenza, che permette a decisori e portatori di interesse di esplorare le complesse connessioni tra le attività antropiche multisettoriali e le relative conseguenze sull’ambiente. Nella fase 4, tali conseguenze vengono valutate in maniera dinamica attraverso modelli di valutazione inquadrati all’interno del DPSIR. Ciò porta alla fase 5, nella quale vengono analizzate le soluzioni possibili che permettono di risolvere il problema e, allo stesso tempo, raggiungere gli obiettivi dichiarati. Infine, la fase 6 porta all’implementazione e al monitoraggio degli effetti delle soluzioni adottate. Sono previsti dei cicli interni ogniqualvolta emerga la necessità di rivedere i risultati intermedi, oltre a possibili successivi cicli di iterazione che potrebbero portare all’implementazione della gestione adattiva.

Figura 1 – Sequenza di fasi per l’implementazione delle strategie di adattamento al cambiamento climatico proposte dall’approccio NetSyMoD, secondo le linee guida EU CCA. Adattato da Giupponi (2014).

Applicazioni e possibili usi futuri

Attualmente la Fondazione Eni Enrico Mattei sta lavorando a una nuova versione del software che sarà messo a disposizione attraverso un sito web dedicato. Presenterà nuove funzionalità e sarà aggiornato per poter servire al meglio le decisioni in campo ambientale dei prossimi anni, con un occhio particolare ai processi di adattamento locale ai cambiamenti climatici.

Note

  1. UN, Follow-up to the United Nations conference on the midterm comprehensive review of the implementation of the objectives of the international decade for action, “Water for Sustainable Development”, 2018– 2028, United Nations A/77/L.106.
  2. EC. Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the council of the 23 October 2000 establishing a framework for community action in the field of water policy. European Commission. Official Journal L327, 1-73, 2000 (https://eur-lex.europa.eu/resource.html?uri=cellar:5c835afb-2ec6-4577-bdf8-756d3d694eeb.0006.02/DOC_1&format=PDF).
  3. C. Giupponi, Decision Support Systems for implementing the European Water Framework Directive: The MULINO approach, in «Environmental Modelling and Software», vol. 22, febbraio 2007, pp. 248-258.
  4. Ibid
  5. H.W.J. Rittel, M.M. Webber, Dilemmas in a general theory of planning, in «Policy Sciences», vol. 4, 1973, pp. 155-169.
  6. C. Giupponi, P. Balabanis, G. Cojocaru, J.F. Vázquez, J. Mysiak, Decision support tools for sustainable water management: Lessons learned from two decades of using MULINO-DSS, in «Cambridge Prisms: Water», 2e4, gennaio 2024, pp. 1-12.
  7. C. Giupponi, Decision Support for Mainstreaming Climate Change Adaptation in Water Resources Management, in «Water Resources Management», vol. 28, 2014, pp. 4795-4808.
  8. X. Yueping, T. Yeou Koung, Decision-making in water management under uncertainty, in «Water Resources Management», vol. 22, 2008, pp. 535–550.
  9. EEA-European Environment Agency, Environmental Indicators: Typology and Overview, EEA Technical Report N. 25, Copenhagen 1999. https://www.eea.europa.eu/publications/92-9167-059-6-sum/page002.html
  10. EC-European Commission, Common Strategy for the Water Framework Directive (200/60/EC), Guidance Document No. 11: Planning Process, Office for the Official Publications of the European Communities, Luxemburg 2003.
  11. EEA-European Environment Agency, Environmental Indicators: Typology and Overview, cit.
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