«Ho sognato tante volte di ricevere questo premio, uno tra i più prestigiosi a livello internazionale nel campo dell’idrologia. Anzi, a essere sincero non l’ho solo sognato, ci ho anche pensato spesso, in particolare mentre assistevo alle lecture plenarie di coloro che sono stati premiati prima di me». Alberto Guadagnini, vicerettore per la ricerca al Politecnico di Milano e docente di Idraulica presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, ammette che aggiudicarsi la Medaglia Henry Darcy 2024 dell’European Geosciences Union era una delle sue massime ambizioni. «Parliamo dell’organizzazione leader in Europa nel settore delle scienze della terra, planetarie e spaziali», dice il professore, che riceverà fisicamente l’importante riconoscimento durante l’Assemblea Generale dell’EGU, in programma dal 14 al 19 aprile prossimi a Vienna – anche se la notizia è già ufficiale. «Quando mi è stato comunicato che mi avrebbero assegnato la Darcy Medal, credevo fosse uno scherzo. Poi ho capito che era tutto vero e mi sono emozionato tantissimo: sono molte le tappe del percorso ultratrentennale – iniziato nel 1991 – che mi ha condotto sin qui, eppure mi sono reso conto di quanto il mio mestiere, lungi dal venirmi a noia, non abbia smesso di appassionarmi. Questo premio, oltre a essere un grande riconoscimento, è una grandissima responsabilità: ora mi sento ancora più motivato a portare avanti le linee di ricerca avviate negli ultimi anni».
LE LEGGI FISICHE DEL SOTTOSUOLO
I temi spaziano dall’idrologia stocastica al flusso e al trasporto multifase, dalle risorse idriche ed energetiche nel sottosuolo al trasporto reattivo. «In sostanza mi occupo di acque sotterranee e, nella fattispecie, dello stato qualitativo di acquiferi a grande scala, ossia alla scala delle singole città o regioni, e di utilizzo delle risorse energetiche nel sottosuolo. Risorse convenzionali e non, laddove per non convenzionale intendo, per esempio, la fratturazione idraulica e l’estrazione di gas. In tale contesto una delle domande di fondo è: quanto può impattare un intervento legato alle risorse energetiche nel sottosuolo – dalla geotermia al gas agli idrocarburi allo stoccaggio di anidride carbonica – sulla qualità di acquiferi la cui acqua può essere usata a scopo potabile, cioè per bere, o per l’irrigazione agricola o a fini industriali?”. Facile intuire quanto tali studi siano rilevanti per le politiche ambientali e per l’auspicata transizione ecologica, dal momento che l’utilizzo responsabile delle risorse e la preservazione della qualità dell’acqua sono fondamentali per garantire un ambiente sano e sostenibile. «Uno dei punti di rilievo – spiega Guadagnini – è quantificare i possibili rischi legati alla contaminazione delle acque sotterranee e, nel caso si verifichi un evento di contaminazione, cercare un rimedio, ovvero capire cosa fare per ripristinare il buono stato dell’acqua nel sottosuolo. Ma come? Personalmente mi sono concentrato sulle leggi fisiche che stanno alla base di questo genere di processi. Perché ritengo che solo il continuo incremento delle nostre conoscenze in questo ambito, quindi relativamente a tutto ciò che regola il comportamento e lo stato qualitativo dell’acqua in un ambiente complesso e mutevole come il sottosuolo, possa fornire un solido fondamento per la progettazione di interventi che permettano di gestire le risorse idriche nella maniera più sostenibile possibile».
COSA ACCADE NEL CUORE DELLA TERRA? CE LO DICE LA PROBABILITÀ
L’idea è che la ricerca di base sia essenziale alla ricerca applicata, ragion per cui Guadagnini si è approcciato alla seconda senza tralasciare la prima, ossia quella da cui era partito a inizio carriera. Se non si portasse avanti la ricerca di base, quella applicata non avrebbe più idee e concetti nuovi da sfruttare per le proprie indagini mirate, in ultima istanza, alla risoluzione di problemi concreti e reali. E vale anche il contrario, visto che a sua volta la ricerca applicata può favorire la scoperta di nuovi fenomeni e stimolare ulteriormente quella di base. È un ciclo virtuoso. Entrando nel dettaglio degli studi specifici del professore originario di Verona, classe ’64, questo ha significato, in primis, partire dalla conoscenza della fisica di base sui mezzi porosi, vale a dire suoli o sistemi artificiali quali, per esempio, membrane e affini, concepiti ad hoc grazie alle tecnologie più avanzate. «Anche la nostra pelle è un mezzo poroso, sia chiaro, semplicemente io mi occupo di altre tipologie di mezzi porosi», precisa lui, che si è successivamente focalizzato sullo sviluppo di schemi teorici di tipo probabilistico. «Uno degli aspetti affascinanti dei sistemi idrici sotterranei è che sono ricchi di processi fisici, dal flusso di fluidi – non importa si tratti di sola acqua, di mix di acqua e gas, di acqua e idrocarburi o altro – all’interazione del terreno con i composti chimici disciolti all’interno di questi fluidi, composti che provocando tutta una serie di reazioni geochimiche possono finire per trasformare completamente la natura del sistema. A me interessava studiare non solo la natura di quei processi fisici, ho anche cercato di identificare questi ultimi mediante un’appropriata formulazione matematica e di comprendere come impiegare i dati così raccolti nella realtà all’interno di modelli previsionali. È qui che, visto che non si possono avere così tanti dati su ciò che accade a mille o duemila metri di profondità, interviene lo sviluppo di modelli teorici costruiti considerando il concetto di probabilità, che ci fornisce una misura della possibilità che un evento si verifichi».
RICERCA PER LA SOSTENIBILITÀ E LA TRANSIZIONE ECOLOGICA
Nel concreto, si potrebbe avere bisogno di calcolare la probabilità che in un terreno la concentrazione di una data sostanza superi un determinato livello, provocando effetti nocivi sull’ambiente. Oppure, in caso di contaminazione intorno a un pozzo da cui si estrae acqua potabile da distribuire alla popolazione, potremmo dover verificare dopo quanto tempo l’effetto contaminante potrebbe ripercuotersi sulla qualità dell’acqua estratta dal pozzo stesso. Sono solo due esempi, i progetti di ricerca che ha coordinato Guadagnini sono numerosi: si va dall’analisi delle aree di influenza dei pozzi di emungimento sotterraneo all’identificazione di modalità di protezione delle sorgenti idriche naturali, dallo studio dell’effetto combinato dei cambiamenti climatici e delle attività antropiche sulle risorse idriche sotterranee all’indagine relativa al modo in cui l’anidride carbonica immagazzinata nel sottosuolo possa influenzare quest’ultimo e la preservazione dell’acqua. «Le applicazioni della ricerca sono potenzialmente infinite. Parlando di transizione ecologica, stiamo anche studiando alcuni contaminanti emergenti che sono di fatto prodotti farmaceutici: attualmente sono alla guida di un progetto europeo connesso alla propagazione nelle acque sotterranee di particolari fluidi di contrasto usati nelle risonanze magnetiche. Questo perché tali contrast media agents, pur essendo innocui per l’organismo, quando vengono espulsi e finiscono nell’ambiente possono dare luogo a prodotti il cui effetto non è ancora chiaro».
Diplomato al liceo classico e poi iscrittosi a Ingegneria Civile «perché ho sempre provato una forte attrazione per la matematica e le scienze applicate», Guadagnini afferma che per far fronte alla forte competizione nel suo settore servono «il talento individuale, tanto impegno e un ecosistema che sostenga le attività di ricerca». Da questo punto di vista «le infrastrutture e le opportunità che offre il Politecnico di Milano sono eccezionali – osserva –, a partire dalla vitalità dell’ambiente per arrivare alla possibilità di sviluppare ricerche in completa autonomia, anche creando laboratori sperimentali supportati dall’Ateneo». E aggiunge: «Non c’è intervento dell’uomo sull’ambiente che non comporti rischi. Per come la vedo io, è importante essere consapevoli di quei rischi e saperli quantificare includendo l’incertezza associata al nostro livello di comprensione. Così che poi si possa procedere con lo sviluppo di nuove tecnologie ed eventualmente, a livello politico, compiere valutazioni informate per affrontare le sfide che di volta in volta ci si presentano davanti nel mondo reale».
