Le Città Spugna: resilienza urbana nell’era del cambiamento climatico

Un’analisi sintetica sulla genesi, sulla definizione e sulle sfide tecniche del modello “Sponge City”

Le Città Spugna rappresentano una risposta cruciale alle sfide climatiche contemporanee, trasformando le aree urbane da superfici impermeabili a ecosistemi resilienti.

Con l’aumento di eventi meteorologici estremi, questo modello non è più un’opzione, ma una necessità per gestire le acque piovane e mitigare il calore.

L’ articolo esplora come integrare infrastrutture verdi e blu per creare ambienti urbani sostenibili, sicuri e vivibili, affrontando sinteticamente sia gli aspetti tecnici che quelli economici.

Definizione di base e contesto climatico

Il concetto di “Sponge City”, ovvero della “Città Spugna” rappresenta una delle conquiste più significative degli ultimi anni nell’ambito della gestione delle risorse idriche e della pianificazione urbana.

In estrema sintesi, la Città Spugna è definibile come un sistema urbano progettato o riqualificato per simulare i processi naturali del ciclo dell’acqua, con l’obiettivo primario di assorbire, immagazzinare, depurare e rilasciare lentamente le acque piovane.

A differenza dell’approccio ingegneristico tradizionale, che si è basato per oltre un secolo sul rapido smaltimento delle acque meteoriche attraverso reti fognarie in cemento e canali artificiali (il cosiddetto approccio “grigio”), la Città Spugna adotta un approccio “verde-blu”.

Questo paradigma risponde a una necessità urgente dettata dall’attuale scenario climatico.

Il contesto in cui si inserisce questo progetto è caratterizzato da un duplice fenomeno convergente: il cambiamento climatico antropogenico e l’accelerazione del processo di urbanizzazione, visibile ormai ad ogni latitudine.

Da una parte, il riscaldamento globale sta alterando i regimi delle precipitazioni.

Si tratta di un aumento della piovosità media a livello globale, come esemplificato dalla seguente tabella:

Peraltro, questo incremento, apparentemente lieve, non presenta una distribuzione uniforme: l’aumento è più marcato in Asia Settentrionale, Oceano Indiano e Pacifico Occidentale, mentre in Amazzonia, Africa Meridionale ed aree subtropicali oceaniche si sta verificando piuttosto una riduzione della piovosità.

In generale, l’andamento generale dell’incremento della piovosità segue la teoria “wet get wetter, dry get drier”: le zone già umide diventano più piovose, quelle aride più secche.

Non si tratta però solo di un aumento della piovosità media, ma soprattutto di una maggiore variabilità ed intensità degli eventi estremi.

I modelli climatici prevedono con crescente certezza l’alternanza di periodi di siccità prolungata e tempeste concentrate di breve durata ma ad alta intensità (le cosiddette “bombe d’acqua” o “cloudbursts”).

D’altra parte, l’espansione delle aree impermeabili negli agglomerati metropolitani (asfalto, cemento, tetti) ha notevolmente ridotto la capacità di filtraggio del suolo.

Questo fenomeno aumenta il coefficiente di deflusso superficiale (“runoff coefficient”), che corrisponde al rapporto fra il deflusso (cioè il volume d’acqua che raggiunge la sezione di chiusura di un bacino) e l’afflusso (cioè l’acqua meteorica caduta sul bacino).

Come dimostrato dalla tabella:

appare evidente che i processi di urbanizzazione determinino un aumento significativo del coefficiente, trasformando le piogge intense in onde di piena rapide e distruttive che sovraccaricano i sistemi di drenaggio.

In base a questo scenario, la Città Spugna agisce quindi come un fattore di resilienza, in quanto:

• Durante gli eventi piovosi intensi, la città assorbe l’acqua in eccesso, riducendo il rischio di allagamenti.
• Durante i periodi di siccità, l’acqua immagazzinata nel sottosuolo o in bacini superficiali viene rilasciata gradualmente, mantenendo l’umidità del suolo, supportando la vegetazione urbana e mitigando l’effetto “isola di calore” (“urban heat island”), che rende le città significativamente più calde delle aree rurali circostanti.

Tale fenomeno, determinato da un complesso di cause:

mostra un trend in ascesa nel corso degli ultimi decenni in almeno il 60% delle città mondiali.

Storia ed evoluzione del modello

Sebbene il termine “Sponge City” sia stato formalizzato e promosso a livello di politica di stato dalla Cina a partire dal 2014, i principi idrologici su cui si basa non sono nuovi.

Le civiltà antiche, dai romani con i loro acquedotti e cisterne, alle città precolombiane con acquedotti e terrazzamenti con drenaggio, fino alle tradizionali città cinesi con stagni e canali, hanno sempre integrato la gestione dell’acqua nella struttura urbana.

Tuttavia, la rivoluzione industriale e il movimento igienista del XIX secolo hanno portato alla separazione netta tra città ed acqua, favorendo la canalizzazione e la copertura dei corsi d’acqua naturali.

La rinascita del concetto moderno si deve in gran parte al lavoro di teorici del paesaggio e urbanisti come Kongjian Yu, recentemente scomparso.

Yu, fondatore dello studio Turenscape in Cina, ha sostenuto che la lotta contro l’acqua è destinata a fallire e che bisogna “lasciare spazio all’acqua”.

La sua visione ha influenzato profondamente il governo cinese, che nel 2014, dopo uno sviluppo concettuale iniziato due anni prima a seguito della rovinosa alluvione di Pechino del luglio 2012, ha lanciato l’iniziativa nazionale “Sponge City”.

L’obiettivo era quello di trasformare il 20% delle aree urbane cinesi in zone capaci di assorbire e riutilizzare il 70% dell’acqua piovana entro il 2020, e l’80% entro il 2030.

Parallelamente, concetti simili si sviluppavano in Occidente con nomi diversi; tra questi, ma solo a titolo esemplificativo, si possono ricordare i progetti:

• Low Impact Development (LID) in Canada e negli Stati Uniti,

• Water Sensitive Urban Design (WSUD) in Australia,

• Sustainable Drainage Systems (SuDS) nel Regno Unito.

Non tutti, peraltro, hanno avuto lo stesso successo o sono stati completati e alcuni sono stati integrati o ridimensionati in corso d’opera.

Soluzioni tecniche e problematiche di realizzazione

La realizzazione di una Città Spugna non avviene attraverso un’unica opera monumentale, ma attraverso una serie di interventi diffusi, spesso di piccola scala, ma capillari.

Le soluzioni tecniche prevedono la realizzazione di una serie di manufatti, di maggiore o minore complessità di realizzazione.

Tra di esse si possono ricordare:

Le pavimentazioni drenanti

Si tratta, in buona sostanza della sostituzione dell’asfalto tradizionale con materiali porosi che permettono l’infiltrazione diretta dell’acqua nel sottosuolo.

La sfida tecnica più importante consiste, in questo caso, nella manutenzione: i pori tendono a ostruirsi con sedimenti e inquinanti, richiedendo una periodica rimozione dei materiali (sabbia, foglie, muschio, ecc.).

I tetti “verdi” (Green Roofs)

Sono sostanzialmente delle stratificazioni di vegetazione sulle coperture degli edifici; possono essere di due tipi:

• Estensivi: a substrato sottile (5 – 15 cm), sono costituiti da piante a bassa crescita e resistenti, come erbe e sedum, e con basse esigenze di manutenzione.

• Intensivi: a substrato più spesso (> 20 cm) prevedono l’utilizzo di arbusti e piccoli alberi e una manutenzione che non si discosta molto da quella di un giardino tradizionale.

Oltre a trattenere l’acqua piovana (riducendo il deflusso del 50 – 80% a seconda dello spessore del substrato), favoriscono l’isolamento termico: secondo l’Enea si otterrebbe, in estate, una riduzione della temperatura interna fino a 3° C, con un risparmio di ca. 200 Kwh per la climatizzazione estiva di un appartamento di 100 mq, considerando una temperatura di comfort dell’ambiente interno non superiore ai 26° C.

La problematica principale è il carico strutturale sugli edifici esistenti e la necessità di sistemi di impermeabilizzazione e antiradice di alta qualità, necessari soprattutto per i tetti verdi di tipo intensivo, per evitare danni alle strutture.

I Giardini di pioggia (Rain gardens) e i biocanali (Bioswales)

Si tratta di depressioni vegetate progettate per raccogliere, filtrare e gestire le acque piovane provenienti da superfici impermeabili come tetti, marciapiedi e strade.

Si possono realizzare in spazi residenziali, aree condominiali, parcheggi, bordi stradali, parchi e, generalmente, in ogni spazio pubblico.

Sono strutturati come avvallamenti naturali o artificiali che raccolgono l’acqua dalla superfici impermeabili e ne permettono l’infiltrazione graduale nel terreno, trattenendo sedimenti, nutrienti e inquinanti prima che raggiungano le falde o i corsi d’acqua.

Utilizzano piante autoctone resistenti sia all’annegamento che alla siccità e strati filtranti appositamente progettati per massimizzare l’assorbimento e la filtrazione.

Tra i benefici principali, oltre alla riduzione del rischio allagamenti e del carico sulla rete fognaria, sono da considerare anche l’attività di depurazione naturale e la creazione di habitat naturali, in quanto sembra favoriscano la biodiversità urbana, attirando uccelli e insetti.

Sebbene i Giardini di pioggia e i Biocanali siano soluzioni di drenaggio urbano piuttosto simili quanto a concezione, presentano differenze sostanziali in termini di forma, funzione e applicazione, così sintetizzabili:

Si può aggiungere che, mentre i giardini di pioggia si realizzano nei giardini residenziali, nei cortili condominiali e nelle aree di scarico dei pluviali, la realizzazione dei biocanali avviene solitamente in corrispondenza dei bordi stradali o dei marciapiedi, nei corridoi verdi tra edifici o nelle grandi superfici con deflusso lineare.

Spesso, comunque, i due sistemi sono integrati.

La sfida nella loro progettazione e realizzazione è la selezione delle specie vegetali e la gestione del suolo, che deve avere una permeabilità specifica (né troppo argilloso da bloccare l’acqua, né troppo sabbioso da non filtrare gli inquinanti).

I bacini di ritenzione e di infiltrazione

Si tratta di aree dedicate, spesso parchi pubblici, che possono allagarsi temporaneamente durante le tempeste senza danneggiare le infrastrutture.

Rispetto ai giardini di pioggia e ai biocanali presentano una superficie ben più ampia (anche oltre i 5.000 mq) e una profondità maggiore (anche maggiore di 3 metri), con una ben più significativa capacità di stoccaggio.

Inoltre, il tempo di svuotamento può essere anche superiore alle 72 ore.

Di fatto, la funzione primaria dei bacini di ritenzione è lo stoccaggio temporaneo e/o l’infiltrazione massiva rispetto a quella dei giardini di pioggia che privilegiano l’infiltrazione puntuale e il trattamento delle acque.

C’è anche da sottolineare che i bacini sono realizzati con un’infrastruttura dedicata, spesso recintata e che i costi di realizzazione sono più elevati rispetto ai giardini.

Anche la loro manutenzione è più complessa, per le problematiche legate alla sicurezza, agli accessi e al continuo monitoraggio, e più onerosa dal punto di vista finanziario.

Queste soluzioni sono più indicate rispetto ai giardini di pioggia nel caso in cui si debbano gestire deflussi di acqua da aree estese (> 1 ha) o si abbia bisogno di uno stoccaggio significativo per eventi intensi o, infine, se il suolo ha una bassa permeabilità.

Le tre soluzioni (giardini di pioggia, biocanali, cisterne di ritenzione/infiltrazione) possono essere integrate vantaggiosamente in una soluzione ibrida, la “Catena di drenaggio” secondo il seguente schema:

Tetti → Giardini di pioggia (infiltrazione puntuale)

↓

Strade → Biocanali (infiltrazione lineare)

↓

Parcheggi → Bacino di Infiltrazione (infiltrazione areale)

↓

Falda / Corso d’acqua

I vantaggi di questo approccio integrato consistono essenzialmente in una gestione scalare dal punto di origine al recapito finale, in una riduzione del carico sui bacini principali e in una maggiore resilienza del sistema complessivo.

Le cisterne di recupero

Sono serbatoi progettati per immagazzinare l’acqua piovana proveniente da superfici di raccolta (tipicamente tetti) per il suo successivo riutilizzo, riducendo il consumo di acqua potabile e il deflusso nelle reti fognarie.

Il sistema prevede i seguenti elementi:

• Superficie di raccolta: generalmente coperture edilizie.
• Sistema di convogliamento: grondaie, pluviali, tubazioni.
• Prefiltraggio: rimozione dei solidi grossolani (foglie, sabbia).
• Cisterna di stoccaggio: serbatoio interrato o fuori terra.
• Sistema di overflow: scarico in eccesso verso rete o infiltrazione.
• Pompa e distribuzione: per l’utilizzo dell’acqua.
• Trattamento eventuale: filtrazione, disinfezione (UV, cloro).

Oltre alla diminuzione del deflusso delle acque verso gli impianti fognari, questi sistemi consentono di utilizzare l’acqua raccolta per l’irrigazione di giardini, orti, aree verdi, per il lavaggio di auto, pavimenti, superfici esterne, per gli sciacquoni dei WC, ecc.

Il vantaggio fondamentale consisterebbe quindi in una significativa riduzione del consumo di acqua potabile (fino al 50% in ambito domestico) e nella minore estrazione da falde e da corpi idrici superficiali.

Le problematiche legate alla realizzazione delle pavimentazioni drenanti, dei tetti verdi, dei giardini di pioggia, dei bacini di ritenzione e delle cisterne di recupero sono complesse.

In primo luogo, è da sottolineare il conflitto con le infrastrutture sotterranee esistenti (gas, elettricità, fibre ottiche, fognature nere), soprattutto nei centri storici e ad alta densità abitativa, dove lo spazio nel sottosuolo è saturo, rendendo difficile l’installazione di nuovi strati drenanti o cisterne.

In secondo luogo, c’è la questione dell’inquinamento delle acque di prima pioggia.

L’acqua che scorre sulle strade raccoglie idrocarburi, metalli pesanti e microplastiche: se questa acqua fosse infiltrata direttamente nel suolo senza pretrattamento (filtrazione vegetale o sedimentazione), si rischierebbe seriamente di contaminare le falde acquifere.

Pertanto, qualsiasi progetto deve necessariamente includere sistemi di fitodepurazione, più o meno complessi.

Aspetti economici e sostenibilità finanziaria

Gli aspetti economici rappresentano spesso il principale fattore ostativo all’adozione diffusa delle Città Spugna.

I costi di investimento iniziale (CAPEX, o “Capital Expenditure”) per le infrastrutture verdi sono generalmente superiori a quelli delle infrastrutture grigie tradizionali.

Ad esempio, installare una pavimentazione drenante costa significativamente di più rispetto all’asfalto bituminoso standard.

A ciò si aggiungono i costi operativi (OPEX o “Operational Expenditure”), che includono la manutenzione del verde, la pulizia dei filtri e il monitoraggio dei sistemi.

Tuttavia, un’analisi costi-benefici a lungo termine rivela un quadro diverso.

Le Città Spugna generano valore attraverso molteplici co-benefici.

In primo luogo, riducono i danni economici causati dalle alluvioni, che nelle grandi città possono ammontare a miliardi di euro per singolo evento.

In secondo luogo, migliorano la salute pubblica riducendo l’inquinamento e lo stress termico, abbattendo i costi sanitari.

In terzo luogo, riducono i costi di trattamento delle acque, poiché diminuisce il volume di acqua mista (piovana + nera) che arriva ai depuratori, evitando sovraccarichi e sversamenti in fognatura.

Infine, aumentano il valore immobiliare delle aree riqualificate: gli studi dimostrano che le proprietà vicino a parchi e infrastrutture verdi hanno un premio di valore significativo.

A titolo esemplificativo, si riporta un’analisi costo – beneficio, a 40 anni, nel contesto del Progetto Città Spugna – Città metropolitana di Milano, finanziata dal PNRR, per la realizzazione di un Tetto verde di 100 mq:

Per rendere i progetti finanziariamente sostenibili, si stanno esplorando modelli di Public – Private Partnership (PPP), cioè accordi di collaborazione tra Enti pubblici e soggetti privati, e strumenti finanziari innovativi come i Green Bonds.

La partnership pubblico – privato per la progettazione, la realizzazione e la manutenzione di infrastrutture verdi per la gestione sostenibile di acque meteoriche può essere vantaggiosa per colmare il deficit di finanziamento pubblico per interventi di adattamento climatico, attingendo a fonti di capitale privato che altrimenti non sarebbero disponibili.

Le criticità, tuttavia, sono molte, e risiedono, in generale, nella complessità contrattuale, nei tempi lunghi per la loro definizione e, più specificamente, nella mancanza di standard normativi ben definiti, nella difficoltà di misurazione dei risultati e nel rischio tecnologico, tenuto conto che queste soluzioni sono meno “collaudate” di quelle tradizionali nella gestione e nello smaltimento delle acque.

I Green Bond sono strumenti finanziari di debito a reddito fisso emessi da governi, enti pubblici, istituzioni finanziarie o imprese, i cui proventi sono esclusivamente destinati al finanziamento o rifinanziamento di progetti con benefici ambientali misurabili.

La loro caratteristica distintiva è l’obbligo di tracciare e rendicontare l’allocazione dei proventi verso progetti “verdi” qualificati.

Sotto questo profilo, è da segnalare che l’Italia, dal 2021 al 2024 ha emesso BTP “Green” per oltre 52 miliardi di euro, secondo lo schema della seguente tabella, ricavata dal “Rapporto 2025 Allocazione e impatto BTP Green 25 giugno 2025” del MEF.

Al momento però, almeno secondo i dati disponibili, non sembrano essere state allocate risorse specifiche per progetti del tipo Città Spugna o similari con questa tipologia di strumenti finanziari.

Da rilevare infine che alcuni governi stanno introducendo tariffe sulle acque piovane basate sulla superficie impermeabile di ogni proprietà, incentivando i privati ad installare soluzioni drenanti per ridurre l’imposta.

Indicatori di efficacia

Per verificare l’efficacia degli interventi descritti, è necessario adottare indicatori chiave di prestazione quantitativi e qualificati.

Non basta insomma sostenere che una città è “più verde”: bisogna misurarne la performance idrologica.

I principali indicatori includono:

Il Coefficiente di deflusso (runoff coefficient)

Come già visto, è il rapporto tra il volume di acqua che defluisce superficialmente e il volume totale di pioggia caduta.

L’obiettivo di una Città Spugna mira ad abbassare questo coefficiente il più possibile, avvicinandolo a quello del suolo naturale (0,1 – 0,2) rispetto a quello asfaltato (0.9).

Il volume di ritenzione

E’ la quantità di acqua (in metri cubi o millimetri di pioggia) che il sistema è in grado di trattenere per eventi di ritorno specifici (ad esempio: pioggia decennale).

La qualità dell’acqua

E’ la misurazione della riduzione dei carichi inquinanti (solidi sospesi totali, azoto, fosforo, metalli pesanti) dopo il passaggio attraverso i sistemi di drenaggio.

La riduzione del picco di piena

E’ la capacità del sistema di ritardare e di abbassare il picco di portata nei corsi d’acqua ricettori, riducendo il rischio di esondazione a valle.

La biodiversità urbana

Si tratta, di fatto, del monitoraggio dell’aumento delle specie vegetali e animali (in particolare impollinatori e avifauna) nelle aree riqualificate.

La mitigazione termica

E’ la misurazione della riduzione della temperatura superficiale e dell’aria nelle aree interessate dagli interventi, specialmente durante le ondate di calore estive.

Questi indicatori devono essere monitorati continuamente attraverso sensori IoT (Internet of things) e stazioni di rilevamento per garantire che le prestazioni si mantengano nel tempo e per guidare la manutenzione predittiva.

Conclusione

ll modello delle Città Spugna non rappresenta una semplice tendenza architettonica, ma una direzione obbligata per l’urbanistica del XXI secolo di fronte alla crisi climatica globale.

Investire in queste soluzioni significa garantire sicurezza idraulica, migliorare la qualità della vita urbana e costruire comunità resilienti nel lungo periodo.

Il percorso è tracciato dalle evidenze scientifiche: adesso serve volontà politica, competenza tecnica e collaborazione tra settori per trasformare il cemento in risorsa vitale.

Solo attraverso un’azione concreta e continuativa potremo iniziare a rigenerare le nostre realtà locali, rendendole pronte ad affrontare le sfide di domani con consapevolezza e strumenti adeguati.