Quartieri Storici a Prova di Futuro: La Scienza Segreta per Salvarli dai Disastri!

Amici miei, parliamoci chiaro: le nostre città, specialmente i nuclei storici, quei gioiellini pieni di fascino e storia, sono sempre più sotto scacco. Tra cambiamenti climatici che portano eventi estremi e i rischi legati alle attività umane, la faccenda si fa seria. E chi ne paga spesso le conseguenze più amare? Proprio loro, i quartieri più datati, quelli che io chiamo “comunità urbane anziane”. Spesso, purtroppo, non hanno la forza né la capacità di adattarsi come dovrebbero.

Ecco, è proprio qui che entro in gioco io, o meglio, la ricerca che voglio raccontarvi. Ci siamo chiesti: come possiamo dare una bella “iniezione di robustezza” a questi luoghi così preziosi? Abbiamo preso spunto dalla Teoria dei Sistemi Complessi Adattivi (CAS) – non spaventatevi, è più semplice di quanto sembri! Immaginate una comunità come un organismo vivente, che si adatta e reagisce. E poi, abbiamo guardato al concetto di resilienza comunitaria, cioè la capacità di una comunità di rialzarsi dopo una batosta.

Un Nuovo Sguardo sulla Resilienza Urbana

Il nostro obiettivo? Capire quali sono le risorse chiave che possono davvero fare la differenza. Per farlo, abbiamo messo a punto un sistema di valutazione della resilienza, una sorta di “pagella” per i nostri quartieri. E qui viene il bello: abbiamo usato un mix di due strumenti potentissimi: il metodo del peso entropico (che ci aiuta a dare il giusto peso a ogni fattore) combinato con il modello a nuvola (cloud model), perfetto per gestire l’incertezza e le sfumature che caratterizzano questi sistemi complessi. Non è finita qui! Per capire come i vari fattori si influenzano a vicenda, abbiamo tirato in ballo le mappe cognitive fuzzy (FCM), che ci permettono di simulare queste dinamiche complesse.

Cosa abbiamo scoperto? Che la bassa resilienza di questi quartieri storici dipende principalmente da alcuni “talloni d’Achille”:

• Infrastrutture che sentono il peso degli anni
• Sistemi ecologici un po’ acciaccati
• Una struttura della popolazione non sempre equilibrata
• Qualche instabilità economica
• Capacità organizzative da potenziare
• Una consapevolezza culturale sui rischi ancora limitata

Tra tutti questi, due sono emersi come i veri protagonisti: la resilienza delle infrastrutture e la consapevolezza culturale. Sono loro le chiavi di volta per un vero miglioramento.

Le città, vedete, sono come enormi ecosistemi socio-ecologici plasmati da noi umani. Con l’urbanizzazione che galoppa, il legame tra società e natura si è un po’ sfilacciato, e questo ha portato a un aumento di disastri naturali, tecnologici e causati dall’uomo. Eventi che mettono a dura prova lo sviluppo sostenibile delle nostre aree urbane, sempre più dense di persone e beni. Diventa quindi una priorità assoluta rendere le città più resilienti e preparate.

Le comunità sono le fondamenta su cui costruire città resilienti. E quelle “anziane”, con la loro storia, la loro demografia particolare, gli stili costruttivi e gli spazi unici, presentano sfide specifiche. Da un lato, sono più vulnerabili; dall’altro, non possiamo semplicemente raderle al suolo e ricostruire. Costerebbe un patrimonio, per non parlare dell’impatto ambientale, e poi hanno un valore storico e sociale inestimabile! Quindi, la strada maestra è potenziare la loro resilienza partendo da ciò che già esiste.

Finora, gli studiosi hanno fatto passi da gigante nell’analizzare la resilienza, ma spesso i metodi tradizionali faticano a cogliere la complessità dei quartieri storici. Modelli come l’AHP o la Valutazione Fuzzy Completa (FCE) si basano molto sul giudizio degli esperti, il che introduce una certa soggettività e poca adattabilità dinamica.

La Teoria dei Sistemi Complessi Adattivi (CAS) alla Riscossa

Qui entra in scena la Teoria dei Sistemi Complessi Adattivi (CAS), introdotta da Holland e sviluppata da altri geni. Questa teoria ci aiuta a capire la resilienza guardando alle interazioni non lineari e ai comportamenti auto-organizzanti dei componenti di un sistema. Pensate a una comunità: residenti, organizzazioni, infrastrutture che interagiscono dinamicamente per mantenere la stabilità di fronte ai disastri. Queste interazioni sono complesse, si evolvono, permettono di imparare e migliorare. Un vero e proprio organismo! Molti studi hanno usato la CAS, ma spesso in modo qualitativo, senza modelli quantitativi robusti, specialmente a livello di comunità.

Per superare questi limiti, abbiamo esplorato modelli di elaborazione delle informazioni. Il modello a nuvola, proposto da Li Deyi, è fantastico per gestire l’incertezza e la “sfumatura” dei dati, ma raramente è stato integrato con la CAS per le comunità urbane anziane. E poi c’è la Mappa Cognitiva Fuzzy (FCM), flessibile e interpretabile, capace di simulare relazioni causali e meccanismi di feedback. Anche questa, poco usata per simulare l’evoluzione della resilienza in scenari specifici.

La vera novità del nostro studio è aver messo insieme questi tre approcci – CAS, modello a nuvola e FCM – in un framework integrato. La CAS ci dà l’analisi a livello di sistema, il modello a nuvola gestisce l’incertezza dei dati, e l’FCM simula le dinamiche. Un trio invincibile per una valutazione più completa e adattiva!

Ma cos’è esattamente la resilienza in questo contesto? È la capacità di queste comunità di assorbire i colpi, mantenendo le funzioni essenziali, auto-organizzandosi e adattandosi al cambiamento. Per le nostre comunità “anziane”, significa la capacità di aggiustarsi, adattarsi, imparare e innovare per sostenere le funzioni vitali e riprendersi efficacemente dai disastri.

Come Funziona il Nostro Modello?

Abbiamo sviluppato un modello basato sulla CAS specifico per le comunità urbane anziane (vedete la Figura 1 nel paper originale, è illuminante!). Immaginate un cerchio esterno che rappresenta i rischi. Un cerchio intermedio con sei dimensioni chiave della resilienza. E al centro, individui, gruppi, organizzazioni che interagiscono, si adattano. Le frecce mostrano le interconnessioni, la natura complessa ed evolutiva della resilienza.

I membri della comunità sono gli agenti adattivi fondamentali. Le loro risorse – materiali, economiche, culturali, organizzative, ecologiche, strutturali – e le loro interazioni formano il sistema di risorse per la resilienza. In Cina, la ricerca tradizionale si è spesso concentrata sulla scala urbana o su aspetti isolati. Noi, invece, abbiamo guardato alla micro-scala delle comunità e alle interrelazioni complesse. Abbiamo identificato sei dimensioni di resilienza:

• Resilienza delle infrastrutture costruite
• Resilienza dell’ambiente ecologico
• Resilienza della composizione dei membri (la popolazione)
• Resilienza delle condizioni economiche
• Resilienza organizzativa e istituzionale
• Resilienza della consapevolezza culturale

Valutare la resilienza è un giudizio qualitativo, “sfumato”. Il modello a nuvola ci aiuta proprio in questo, usando tre caratteristiche numeriche (Ex, En, He) per esprimere le proprietà matematiche dei valori linguistici. L’aspettativa (Ex) è il livello più rappresentativo, l’entropia (En) misura l’incertezza e la vaghezza, e l’iper-entropia (He) la variazione di questa incertezza. Con generatori “avanti” e “indietro”, questo modello permette una conversione efficace tra qualitativo e quantitativo.

Poiché ogni indicatore contribuisce diversamente alla resilienza, abbiamo usato il metodo del peso entropico per assegnare i pesi. Questo metodo è oggettivo: un’entropia alta significa più incertezza e quindi un peso minore, e viceversa. Il processo include la normalizzazione dei dati (per renderli confrontabili), il calcolo dell’entropia e la determinazione dei pesi.

Abbiamo combinato il metodo del peso entropico e il modello a nuvola normale per costruire il nostro modello di valutazione della resilienza. Questo prevede di stabilire il dominio dei fattori e delle valutazioni, calcolare i pesi, eseguire una valutazione monofattoriale e infine ottenere un sottoinsieme fuzzy sul dominio delle valutazioni per arrivare al risultato più completo.

Simulare il Futuro con le Mappe Cognitive Fuzzy (FCM)

E poi, le Mappe Cognitive Fuzzy (FCM), proposte da Bart Kosko. Sono grafi diretti pesati che descrivono le relazioni causali tra fattori. Perfette per sistemi complessi come la resilienza delle nostre comunità, piene di fattori interconnessi e incertezze. L’FCM simula e predice gli stati futuri del sistema, iterando sui dati iniziali. Per rendere il tutto ancora più robusto, abbiamo integrato il metodo DEMATEL per costruire la matrice di adiacenza iniziale dell’FCM, considerando anche le relazioni indirette tra i nodi indicatori. Questo ha migliorato la capacità del modello di descrivere l’incertezza nelle relazioni di influenza.

Abbiamo applicato questo super-modello a 56 comunità “anziane” a Taiyuan, una città chiave nella regione centrale della Cina. Queste comunità, costruite spesso nel secolo scorso, sono particolarmente vulnerabili. Abbiamo raccolto dati tramite visite e interviste ai residenti (ben 680 questionari validi!). L’analisi ha mostrato che i livelli di resilienza sono generalmente bassi. Molte comunità rientrano nella categoria “moderatamente bassa” o “relativamente bassa”. Quelle con resilienza più bassa si trovano spesso in aree con edifici molto vecchi, alta densità di anziani e infrastrutture carenti.

Analizzando le singole dimensioni, la resilienza delle infrastrutture costruite è risultata particolarmente deficiente. Questo è legato alla pianificazione iniziale, che non teneva conto di spazi di evacuazione adeguati, standard antisismici e antincendio. Invece, la resilienza della composizione dei membri è relativamente migliore, forse grazie alla familiarità e al senso di appartenenza nelle comunità dove i residenti vivono da molto tempo. Tuttavia, ambiente ecologico, condizioni economiche, resilienza organizzativa e consapevolezza culturale sono generalmente bassi.

I pesi assegnati dal metodo entropico hanno confermato che le dimensioni più impattanti sono la resilienza delle infrastrutture costruite (0.2828) e la resilienza della consapevolezza culturale (0.2172). Questo sottolinea che le infrastrutture sono la base per proteggere vite e proprietà, e la consapevolezza e le capacità di mutuo aiuto sono cruciali per la risposta alle emergenze.

Le Cause della Fragilità e le Strategie per il Cambiamento

Ma perché questa fragilità? Le cause principali sono:

• Infrastrutture carenti: edifici vecchi e poco resistenti, sistemi energetici obsoleti, parcheggi e strade inadeguati, mancanza di rifugi e vie di fuga, sistemi di comunicazione datati.
• Ambiente ecologico insufficiente: poca copertura verde, sistemi idrici deboli, pericoli da linee elettriche aeree.
• Composizione dei membri sbilanciata: alta percentuale di anziani e affittuari poco legati alla comunità.
• Debole resilienza economica: carenza di fondi e forniture per la mitigazione dei disastri.
• Resilienza organizzativa e istituzionale inadeguata: gestione sovraccarica, piani di emergenza generici, deboli reti di supporto.
• Limitata consapevolezza culturale: bassa percezione del rischio e scarse capacità di auto-aiuto tra i residenti.

Utilizzando i risultati della valutazione come base per la nostra Mappa Cognitiva Fuzzy, abbiamo simulato l’evoluzione del sistema di resilienza. L’FCM ci ha mostrato come, partendo dallo stato attuale, il sistema tende a stabilizzarsi a un certo livello. Poi abbiamo fatto il “gioco dei se”: cosa succede se potenziamo una specifica dimensione? Abbiamo simulato sei scenari, attivando gli indicatori di ciascuna delle sei dimensioni di resilienza. I risultati? Potenziare la resilienza delle infrastrutture costruite ha dato il miglioramento più significativo, seguito dal potenziamento della consapevolezza culturale. Questo ci dice dove concentrare gli sforzi, soprattutto se le risorse sono limitate!

Strategie Mirate per un Futuro Resiliente

Basandoci su queste scoperte, ecco alcune strategie mirate che proponiamo:

1. Ristrutturazione Verde e Vita Armoniosa: Rinforzare e rinnovare gli edifici integrando concetti di “coesistenza armoniosa uomo-natura” e sviluppo verde. Potenziare le strutture antincendio e accelerare il passaggio a una gestione formale delle proprietà, migliorando il coordinamento.
2. Pianificazione Tridimensionale per Spazi Ordinati: Risolvere i problemi di congestione e parcheggio con un approccio multi-dimensionale, come parcheggi multipiano condivisi e zone designate per veicoli non motorizzati.
3. Doppia Protezione con Monitoraggio Intelligente: Creare sistemi di approvvigionamento energetico “a rete” con ridondanza e modelli di fornitura “multi-fonte”. Sviluppare piattaforme di monitoraggio intelligente della sicurezza integrando IoT, cloud computing e IA.
4. Piattaforme Intelligenti per Comunicazione Efficiente: Sviluppare mappe di distribuzione del rischio e piani di evacuazione coinvolgendo i residenti. Creare app per la segnalazione dei rischi in tempo reale, migliorando la consapevolezza e l’efficienza della risposta.
5. Rafforzare le Capacità di Auto-Aiuto e Promuovere una Cultura della Resilienza: Istituire gruppi di auto-aiuto e mutuo soccorso tra residenti. Intensificare l’educazione pubblica sulla prevenzione dei disastri e organizzare esercitazioni regolari.

Questo studio, amici, non è solo un esercizio accademico. Offre una prospettiva nuova e strumenti pratici per rendere i nostri amati quartieri storici più sicuri e capaci di affrontare le sfide del futuro. Integrare la teoria dei Sistemi Complessi Adattivi con la simulazione FCM ci permette di capire meglio i meccanismi di miglioramento della resilienza e di fare previsioni più accurate. Rispetto ai modelli tradizionali, il nostro approccio è più oggettivo, dinamico e contestualizzato. Le strategie che proponiamo sono pratiche, adattabili e supportate da risultati solidi. Certo, c’è sempre spazio per migliorare, magari integrando altri metodi di validazione in futuro, ma la strada è tracciata. E io sono convinto che, con un po’ di scienza e tanta buona volontà, possiamo davvero fare la differenza!

Fonte: Springer