Essendo la più grande nazione arcipelagica del mondo, situata ai tropici, caratterizzata da abbondanti precipitazioni e frequenti eventi meteorologici estremi, l'Indonesia si trova ad affrontare le inondazioni come il disastro naturale più comune e distruttivo. Per affrontare questa sfida, negli ultimi anni il governo indonesiano ha promosso con vigore la costruzione di un moderno sistema di allerta precoce per le inondazioni (FEWS) basato sull'Internet delle cose (IoT) e su tecnologie di rilevamento avanzate. Tra queste tecnologie, i misuratori di portata radar, i pluviometri e i sensori di spostamento svolgono un ruolo cruciale come dispositivi di acquisizione dati fondamentali.
Di seguito è riportato un caso applicativo completo che dimostra come queste tecnologie interagiscono nella pratica.
I. Contesto del progetto: Giacarta e il bacino del fiume Ciliwung
- Posizione: la capitale dell'Indonesia, Giacarta, e il bacino del fiume Ciliwung che attraversa la città.
- Sfida: Giacarta è una città bassa ed estremamente densamente popolata. Il fiume Ciliwung è soggetto a straripamenti durante la stagione delle piogge, causando gravi inondazioni urbane e alluvioni, rappresentando una minaccia significativa per vite umane e proprietà. I tradizionali metodi di allerta basati sull'osservazione manuale non erano più in grado di soddisfare l'esigenza di allerte precoci rapide e accurate.
II. Studio dettagliato di un caso di applicazione della tecnologia
Il FEWS in questa regione è un sistema automatizzato che integra la raccolta, la trasmissione, l'analisi e la diffusione dei dati. Questi tre tipi di sensori costituiscono i "nervi sensoriali" del sistema.
1. Pluviometro: il “punto di partenza” dell’allerta precoce
- Tecnologia e funzione: i pluviometri a secchiello basculante sono installati in punti chiave del bacino idrografico superiore del fiume Ciliwung (ad esempio, nell'area di Bogor). Misurano l'intensità e l'accumulo delle precipitazioni contando il numero di volte in cui un piccolo secchiello si ribalta dopo essere stato riempito di acqua piovana. Questi dati rappresentano l'input iniziale e più critico per la previsione delle inondazioni.
- Scenario applicativo: monitoraggio in tempo reale delle precipitazioni nelle aree a monte. Le forti precipitazioni sono la causa più diretta dell'innalzamento del livello dei fiumi. I dati vengono trasmessi in tempo reale a un centro di elaborazione dati centrale tramite reti wireless (ad esempio, GSM/GPRS o LoRaWAN).
- Ruolo: fornisce avvisi basati sulle precipitazioni. Se l'intensità delle precipitazioni in un punto supera una soglia preimpostata entro un breve periodo di tempo, il sistema emette automaticamente un avviso iniziale, indicando il potenziale rischio di inondazione a valle e guadagnando tempo prezioso per gli interventi successivi.
2. Misuratore di portata radar: l'occhio vigile fondamentale
- Tecnologia e funzione: i misuratori di portata radar senza contatto (che spesso includono sensori radar di livello dell'acqua e sensori radar di velocità superficiale) sono installati su ponti o argini lungo il fiume Ciliwung e i suoi principali affluenti. Misurano con precisione l'altezza del livello dell'acqua (H) e la velocità superficiale del fiume (V) emettendo microonde verso la superficie dell'acqua e ricevendo i segnali riflessi.
- Scenario applicativo: sostituiscono i tradizionali sensori a contatto (come quelli a ultrasuoni o di pressione), che sono soggetti a intasamento e richiedono maggiore manutenzione. La tecnologia radar è immune a detriti, sedimenti e corrosione, il che la rende particolarmente adatta alle condizioni fluviali indonesiane.
- Ruolo:
- Monitoraggio del livello dell'acqua: monitora i livelli dei fiumi in tempo reale; attiva immediatamente avvisi a diversi livelli non appena il livello dell'acqua supera le soglie di attenzione.
- Calcolo della portata: in combinazione con i dati pre-programmati sulla sezione trasversale del fiume, il sistema calcola automaticamente la portata del fiume in tempo reale (Q = A * V, dove A è l'area della sezione trasversale). La portata è un indicatore idrologico più scientifico rispetto al solo livello dell'acqua, fornendo un quadro più accurato dell'entità e della potenza di un'inondazione.
3. Sensore di spostamento: il “monitoraggio della salute” dell’infrastruttura
- Tecnologia e funzionalità: fessurimetri e inclinometri sono installati su infrastrutture critiche per il controllo delle inondazioni, come argini, muri di contenimento e supporti di ponti. Questi sensori di spostamento possono monitorare la presenza di crepe, cedimenti o inclinazioni di una struttura con una precisione millimetrica o superiore.
- Scenario applicativo: la subsidenza del terreno è un problema serio in alcune zone di Giacarta, rappresentando una minaccia a lungo termine per la sicurezza delle strutture di controllo delle inondazioni, come gli argini. I sensori di spostamento sono installati nelle sezioni chiave dove è probabile che si verifichino rischi.
- Ruolo: Fornisce avvisi di sicurezza strutturale. Durante un'alluvione, i livelli elevati dell'acqua esercitano un'enorme pressione sugli argini. I sensori di spostamento possono rilevare anche piccole deformazioni nella struttura. Se la velocità di deformazione accelera improvvisamente o supera una soglia di sicurezza, il sistema emette un allarme, segnalando il rischio di disastri secondari come il cedimento della diga o frane. Questo guida le evacuazioni e le riparazioni di emergenza, prevenendo conseguenze catastrofiche.
III. Integrazione del sistema e flusso di lavoro
Questi sensori non lavorano in modo isolato, ma operano in sinergia attraverso una piattaforma integrata:
- Acquisizione dati: ogni sensore raccoglie dati in modo automatico e continuo.
- Trasmissione dati: i dati vengono trasmessi in tempo reale a un server dati regionale o centrale tramite reti di comunicazione wireless.
- Analisi dei dati e processo decisionale: il software di modellazione idrologica del centro integra dati relativi a precipitazioni, livello dell'acqua e portata per eseguire simulazioni di previsione delle inondazioni, prevedendo l'ora di arrivo e l'entità del picco di piena. Contemporaneamente, i dati dei sensori di spostamento vengono analizzati separatamente per valutare la stabilità dell'infrastruttura.
- Diffusione degli avvisi: quando un singolo punto dati o una combinazione di dati supera le soglie preimpostate, il sistema invia avvisi a diversi livelli tramite vari canali, come SMS, app mobili, social media e sirene, alle agenzie governative, ai dipartimenti di risposta alle emergenze e al pubblico nelle comunità rivierasche.
IV. Efficacia e sfide
- Efficacia:
- Tempi di risposta più rapidi: i tempi di allerta sono migliorati, passando da poche ore in passato a 24-48 ore ora, migliorando notevolmente le capacità di risposta alle emergenze.
- Decisioni scientifiche: gli ordini di evacuazione e l'allocazione delle risorse sono più precisi ed efficaci, basati su dati in tempo reale e modelli analitici.
- Riduzione delle perdite di vite umane e di proprietà: gli allarmi tempestivi prevengono direttamente le vittime e riducono i danni alle proprietà.
- Monitoraggio della sicurezza delle infrastrutture: consente un monitoraggio intelligente e di routine delle strutture di controllo delle inondazioni.
- Sfide:
- Costi di costruzione e manutenzione: una rete di sensori che copre un'area vasta richiede notevoli investimenti iniziali e costi di manutenzione continua.
- Copertura delle comunicazioni: una copertura di rete stabile resta una sfida nelle zone montuose remote.
- Sensibilizzazione del pubblico: per garantire che i messaggi di avvertimento raggiungano gli utenti finali e li spingano ad adottare le misure corrette, sono necessarie attività di formazione e di addestramento continue.
Conclusione
L'Indonesia, in particolare nelle aree ad alto rischio di alluvione come Giacarta, sta sviluppando un sistema di allerta precoce per le inondazioni più resiliente, implementando reti di sensori avanzate rappresentate da misuratori di portata radar, pluviometri e sensori di spostamento. Questo caso di studio dimostra chiaramente come un modello di monitoraggio integrato, che combina cielo (monitoraggio delle precipitazioni), terra (monitoraggio dei fiumi) e ingegneria (monitoraggio delle infrastrutture), possa spostare il paradigma della risposta ai disastri dal soccorso post-evento all'allerta pre-evento e alla prevenzione proattiva, fornendo una preziosa esperienza pratica per paesi e regioni che affrontano sfide simili in tutto il mondo.
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Data di pubblicazione: 22 settembre 2025