Strategie di sostenibilità idrica: sistemi di rainwater harvesting e ottimizzazione delle falde per scopi industriali

The thesis addresses the issue of water security and the challenges related to water resource management at a global level. Water resources are fundamental for sustainable development, but their security is compromised by limited availability, irregular distribution, and qualitative deterioration. Critical issues include droughts, floods, and ecosystem degradation, aggravated by population growth and climate change. Despite 71% of the Earth being covered with water, only a minimal part is usable freshwater. Groundwater constitutes approximately 30% of available freshwater and is essential: some countries like Denmark depend on it for 99% of their drinking water needs. Globally, 1,000 km³ are extracted annually, destined primarily for agriculture (67%), domestic use (22%), and industry (11%). Urban water management faces growing challenges such as climate change, urban expansion, aging infrastructure, and increasingly stringent regulations. Traditional approaches, based on precise forecasts and technical solutions to well-defined problems, prove inadequate in the face of current complexity. A paradigm shift is therefore necessary to rethink the conceptual and organizational models of water management, although the transition from theory to practice remains challenging. Pressure on resources is increasing exponentially: the population grows at 1.10% annually and water demand exceeds this rate. Over 40% of the world's population suffers from water scarcity, with particular severity in arid zones. Rainwater harvesting and groundwater optimization emerge as solutions.

La tesi affronta il tema della sicurezza idrica e delle sfide legate alla gestione delle risorse idriche a livello globale. Le risorse idriche sono fondamentali per lo sviluppo sostenibile, ma la loro sicurezza è compromessa da scarsa disponibilità, distribuzione irregolare e deterioramento qualitativo. Le criticità includono siccità, alluvioni e degrado degli ecosistemi, aggravate dalla crescita demografica e dai cambiamenti climatici. Nonostante il 71% della Terra sia coperto d'acqua, solo una minima parte è acqua dolce utilizzabile. Le acque sotterranee costituiscono circa il 30% dell'acqua dolce disponibile e sono essenziali: alcuni paesi come la Danimarca ne dipendono per il 99% del loro fabbisogno potabile. Globalmente si estraggono 1.000 km³ annui, destinati principalmente ad agricoltura (67%), uso domestico (22%) e industria (11%). La gestione idrica urbana affronta sfide crescenti quali cambiamenti climatici, espansione urbana, invecchiamento delle infrastrutture e normative più stringenti. Gli approcci tradizionali, basati su previsioni precise e soluzioni tecniche a problemi definiti, si rivelano inadeguati di fronte alla complessità attuale. È quindi necessario un cambio di paradigma che ripensi i modelli concettuali e organizzativi della gestione idrica, anche se il passaggio dalla teoria alla pratica risulta ancora difficoltoso. La pressione sulle risorse aumenta esponenzialmente: la popolazione cresce dell'1,10% annuo e la domanda idrica supera questo ritmo. Oltre il 40% della popolazione mondiale soffre di scarsità idrica, con particolare gravità nelle zone aride. Come soluzioni emergono la raccolta dell'acqua piovana e l'ottimizzazione delle acque sotterranee.