Monitorare la neve per lo sviluppo sostenibile
Una delle grandi sfide dei prossimi anni, emersa con l’accordo della COP28 di Dubai, è accelerare l’impegno globale per mitigare il cambiamento climatico e ridurre le emissioni di gas serra. Lo sviluppo sostenibile richiede un uso maggiore e più efficiente delle energie rinnovabili, come l’idroelettrico, l’eolico e il solare, sempre più centrali nel mercato dell’energia.
Numeri chiave
| Indicatore | Valore |
|---|---|
| Riserve idriche che provengono dallo scioglimento delle nevi | 60–70% (valori più alti in alta montagna) |
| Neve prodotta da 1 cm di pioggia | da 2 cm (neve umida) a oltre 50 cm (neve secca e polverosa) |
| Variabili chiave per la gestione idroelettrica | Equivalente idrico della neve (SWE) e copertura nevosa |
| Fonti di dati per stimare la neve | Satellite + modelli meteorologici + misure in situ |
| Area rappresentativa della misura CRNS | raggio di oltre 20 m |
| Intervallo di misura dello SWE | 0 – 10.000 mm di equivalente in acqua |
| Limite di saturazione del sensore CRNS | tra 2.000 e 10.000 mm |
| Unità di misura fornita | mm di equivalente in acqua (dato già pronto) |
| Siti della rete SWE di ARPA Veneto | 25, la prima rete regionale italiana basata su CRNS |
| Caratteristiche della misura CRNS | Senza contatto · continua · completamente autonoma |
La risorsa idrica
La copertura nevosa è una delle risorse più importanti delle regioni montane, sia dal punto di vista economico sia da quello ecologico. Le montagne funzionano come serbatoi naturali: raccolgono la neve in inverno e la rilasciano in primavera. Tra il 60 e il 70% delle riserve idriche proviene dallo scioglimento delle nevi, con le percentuali più alte in alta montagna. Sapere quanta acqua arriverà dalla neve ogni anno è essenziale per pianificare nel breve e nel lungo periodo.
L’energia idroelettrica
L’idroelettrico produce elettricità sfruttando l’acqua dei fiumi o quella accumulata nelle dighe, che mette in moto le turbine. La produzione dipende molto dalla variabilità naturale dell’acqua disponibile. Per molte aziende elettriche l’idroelettrico è una parte importante del portafoglio: garantisce diversificazione, ma le espone anche alla variabilità della risorsa naturale.
Gran parte della produzione avviene in montagna, dove l’energia potenziale è immagazzinata nello strato di neve e ghiaccio. Per gestire gli impianti, pianificare la produzione e lo stoccaggio e valutare l’impatto sul mercato dell’energia non basta conoscere la pioggia. Serve sapere quanta acqua c’è nel manto nevoso: lo SWE (Snow Water Equivalent).
La misurazione dello SWE
Le misure in situ, combinate con i dati satellitari e i modelli meteorologici, migliorano la stima della copertura nevosa e dello SWE e riducono l’esposizione alla loro variabilità naturale. Una stima più accurata permette ai produttori di energia di gestire meglio le risorse, prevedere meglio la produzione idroelettrica e renderla più efficiente.
La sfida
Misurare l’acqua contenuta nella neve non è semplice, perché la temperatura dell’aria determina quanta acqua c’è in un centimetro di neve: 1 cm di pioggia può produrre da 2 cm di neve umida a oltre 50 cm di neve secca e polverosa. Per questo l’altezza della neve non indica direttamente l’acqua che contiene, e lo SWE è il metodo più affidabile per stimare le riserve idriche.
Lo SWE serve a diverse applicazioni:
- Gestione delle risorse idriche a scala di bacino
- Produzione di energia idroelettrica
- Monitoraggio del rischio valanghe
- Controllo strutturale di grandi edifici (carico neve)
- Ricerca nivologica e meteorologica
L’innovazione: i sensori CRNS
Il metodo più innovativo per misurare lo SWE è il sensore a raggi cosmici (CRNS, Cosmic Ray Neutron Sensing). Misura i neutroni ambientali generati dai raggi cosmici e stima lo SWE nel sito di installazione senza contatto, in modo continuo e completamente autonomo.
Come funziona
- Rilevatore di riferimento: installato sopra il manto nevoso, misura i neutroni in arrivo dallo spazio prima che interagiscano con la neve.
- Rilevatore a terra: installato al livello del suolo, leggermente interrato, quando il terreno è ancora senza neve. Una volta coperto dalla neve, conta i neutroni che hanno già attraversato il manto nevoso.
- Misura: la differenza tra i conteggi dei due rilevatori indica con precisione quanta acqua contiene il manto nevoso.
Lo SWE viene restituito direttamente in mm di equivalente in acqua, è rappresentativo di un’area ampia (raggio di oltre 20 m) e ha un limite di saturazione tra 2.000 e 10.000 mm.
Caso di studio: la rete ARPA Veneto
ARPAV, l’agenzia regionale per la protezione ambientale del Veneto, ha installato sensori CRNS in 25 siti, creando la prima rete regionale italiana di monitoraggio dello SWE basata su questa tecnologia.
L’impatto Finapp
- Misura senza contatto del contenuto d’acqua nel suolo e nella neve
- Previsioni idroelettriche più accurate e produzione più efficiente
- Gestione dell’acqua precisa e digitalizzata
- Meno sprechi, costi energetici ridotti, produttività più alta