Piogge intense e alluvioni: il modello di IA li prevede 6 ore prima

Le alluvioni rappresentano una delle catastrofi naturali più devastanti. Anche quest’anno, stanno causando enormi perdite umane ed economiche. Il disastroso nubifragio a Valencia, le alluvioni in Emilia-Romagna e nelle Marche, la siccità e le piogge intense in Sicilia. Sono tutti segnali evidenti che il clima è profondamente cambiato e non ci resta che mitigarne l’impatto. Un aiuto potrebbe arrivare dalla tecnologia più evoluta, l’intelligenza artificiale, già in grado di identificare tumori da migliaia di immagini, eseguire operazioni chirurgiche, scoprire nuovi antibiotici, analizzare le tendenze di mercato e ottimizzare i processi industriali.

Prevedere alluvioni con un anticipo di 6 ore

Un team italiano, composto da ricercatori dell’Università di Pisa in collaborazione con il Consorzio di Bonifica Toscana Nord, ha sviluppato un modello basato sull’intelligenza artificiale per prevedere alluvioni con un anticipo fino a sei ore.

Questo sistema è stato progettato per affrontare le alluvioni provocate da fiumi minori e torrenti, quei corsi d’acqua che bagnano molte città e comuni italiani e che sono difficili da gestire e monitorare a causa della loro variabilità e rapidità di deflusso. Lo studio, pubblicato su Scientific Reports del gruppo Nature, utilizza algoritmi avanzati basati su dati pluviometrici e idrometrici della Regione Toscana, analizza le previsioni delle piogge, i livelli di umidità del suolo e i tassi di flusso dei fiumi per creare previsioni accurate delle inondazioni.

La capacità di anticipare questi eventi, infatti, è utile in contesti di precipitazioni intense concentrate in brevi periodi, come lo sono stati i recenti disastri climatici in Emilia-Romagna, Toscana e Spagna. Potrebbe risultare determinante in tutte quelle situazioni di calamità che distruggono edifici e vite umane.

L’area dello studio e i vantaggi della IA

L’area di studio è situata nell’Italia centrale, nei pressi di Carrara, caratterizzata da una complessa rete fluviale, dal lago di Massaciuccoli e da zone umide. L’area è soggetta a elevate precipitazioni annue tra le più elevate del Mediterraneo, a volte molto intense. Inoltre, a causa della presenza delle Alpi Apuane, si verificano spesso fenomeni idrogeologici come alluvioni, colate detritiche e frane. In questa parte d’Italia vivono circa 300.000 abitanti, 3 milioni nel periodo estivo. I sistemi carsici rendono difficile da prevedere le dinamiche fluviali, anche per i ripidi pendii delle montagne che provocano rapidi tempi di deflusso.

I modelli di IA sono stati addestrati con il data base pluviometrico e idrometrico fornito del Servizio Idrologico Regionale della Toscana. Da qui, lo sviluppo di un software semplificato utilizzabile dagli operatori per conoscere le criticità dei corsi d’acqua in seguito a piogge a carattere alluvionale e quindi mitigare i danni.

“L’intelligenza artificiale si è rivelata uno strumento prezioso per dare preallerta in piccoli bacini anche con sei ore di anticipo in 8 punti di monitoraggio, ma resta fondamentale che le decisioni operative siano sempre supervisionate da esperti”, ha sottolineato Marco Luppichini, primo autore dell’articolo. Nello specifico, i modelli di deep learning utilizzati hanno commesso solo errori molto piccoli, sbagliando di pochi centimetri e con diverse ore di previsione. Per ridurre eventuali danni da alluvioni, l’applicazione dei modelli diventerà sempre più importante con lo sviluppo dell’Internet of Things, l’utilizzo di sensori che forniranno sempre più informazioni a livello temporale e spaziale.