Un Innovativo Strumento per la Gestione delle Sorgenti Italiane

Lo studio condotto dai ricercatori Francesco Maria De Filippi e Giuseppe Sappa dell’Università Sapienza di Roma ha evidenziato come il magnesio possa rappresentare uno strumento affidabile per la gestione delle captazioni dalle sorgenti carsiche[1].

La ricerca, pubblicata sulla rivista specialistica “Acque Sotterranee”, introduce una metodologia innovativa per distinguere i diversi tipi di flusso idrico che caratterizzano gli acquiferi carsici italiani.

Metodologia di Analisi Idrochimica per Acquiferi Carsici

Gli acquiferi carsici sono caratterizzati da diversi tipi di circolazione delle acque sotterranee, correlati a differenti tipologie di permeabilità dovute alla presenza simultanea di matrice rocciosa, fratture e condotti[1][2].

Il comportamento conservativo del magnesio negli acquiferi dominati da rocce calcaree permette di utilizzare questo ione come tracciante naturale della circolazione delle acque sotterranee[1][2].

I ricercatori hanno sviluppato specifici modelli di bilancio massa correlando il contenuto ionico alle portate delle sorgenti[1].

Le analisi idrogeochimiche dei campioni d’acqua sorgiva, supportate da misure di portata discrete, hanno consentito di mettere a punto questi modelli innovativi per la caratterizzazione dei sistemi carsici.

Distinzione tra Flusso Diffuso e Condotti Carsici

Il contenuto di magnesio consente una separazione affidabile del flusso di base nelle sorgenti carsiche[1].

Una volta impostato il modello locale, il comportamento conservativo del magnesio negli acquiferi prevalentemente calcarei permette di distinguere l’occorrenza del flusso nei condotti (overflow) e del flusso diffuso (baseflow) nell’uscita della sorgente, senza necessità di misure aggiuntive di portata[1][2].

Questo approccio risulta particolarmente significativo considerando che gli acquiferi carsici forniscono circa il 40% dell’acqua potabile italiana[1][3][4].

La caratterizzazione del regime di portata delle sorgenti carsiche è fondamentale per comprendere la vulnerabilità di questi sistemi, che presentano una risposta rapida agli input pluviometrici con potenziale trasporto veloce di contaminanti[1].

Sistema Carsico e Vulnerabilità degli Acquiferi

La presenza di un sistema di condotti carsici ben sviluppato determina una circolazione rapida delle acque sotterranee nell’acquifero e una risposta pulsata della portata sorgiva agli input pluviometrici[1].

Questa caratteristica comporta un potenziale trasporto veloce dei contaminanti dalla superficie del bacino idrogeologico alle zone di scarico.

La comprensione dei meccanismi di flusso nei sistemi carsici è cruciale per la gestione sostenibile delle risorse idriche sotterranee[1][5].

Gli acquiferi carsici sono particolarmente vulnerabili all’inquinamento a causa della loro scarsa capacità autodepurante e dell’elevata velocità di flusso[3][4].

Applicazione Pratica nel Territorio Italiano Centrale

La ricerca presenta i risultati ottenuti per due sorgenti localizzate nell’Italia Centrale, confermando che il monitoraggio della qualità delle acque sotterranee negli ambienti carsici rappresenta spesso la chiave per caratterizzare con successo le sorgenti e valutare la resa totale quando misure dirette non sono disponibili[1].

Negli ambienti carsici, la difficoltà nel monitorare continuamente i valori di portata delle sorgenti rende questa applicazione interessante per la gestione dello sfruttamento[1].

Il metodo basato sul magnesio offre quindi un’alternativa pratica ed economica per il monitoraggio continuo dei sistemi sorgivi carsici.

Importanza della Ricerca Idrogeologica per la Speleologia Italiana

La comunità speleologica italiana ha da sempre riconosciuto l’importanza degli studi idrogeologici per la comprensione dei sistemi carsici[6][7][8].

Le grotte possono essere considerate degli archivi naturali e laboratori per l’osservazione di particolari fenomeni geologici e idrologici[4].

Le indagini speleologiche sono estremamente importanti per la conoscenza delle caratteristiche idrogeologiche dei massicci carsici[4].

Gli speleologi, grazie alle loro conoscenze tecniche ed esperienza, possono fornire un importante contributo alla conoscenza e protezione degli ambienti carsici[4][7].

Prospettive Future per la Gestione delle Risorse Idriche Carsiche

La metodologia sviluppata da De Filippi e Sappa rappresenta un contributo significativo per la gestione sostenibile degli acquiferi carsici italiani[1].

Considerando che il patrimonio idrico carsico italiano è stimato a circa 410 milioni di metri cubi all’anno[3][4], strumenti di monitoraggio innovativi come quello proposto assumono un’importanza strategica.

La ricerca dimostra come l’integrazione tra analisi geochimiche e misure idrologiche possa fornire informazioni preziose per la caratterizzazione dei sistemi carsici senza ricorrere a costose campagne di monitoraggio strumentale[1].

Questo approccio risulta particolarmente vantaggioso per la gestione operativa delle captazioni idriche da sorgenti carsiche.

Il metodo del magnesio come tracciante naturale si inserisce nel più ampio panorama delle tecniche di caratterizzazione idrogeologica degli acquiferi carsici, contribuendo allo sviluppo di strategie di gestione più efficaci per la protezione e l’utilizzo sostenibile delle risorse idriche sotterranee italiane[1][2][5].

Glossario sui Temi degli Acquiferi Carsici e Magnesio come Tracciante

Acquifero Carsico: Formazione geologica costituita principalmente da rocce solubili come il calcare, caratterizzata da un sistema di pori, fratture e condotti che favoriscono il rapido flusso delle acque sotterranee.

Baseflow (Flusso di base): Parte del flusso di una sorgente dovuto alla circolazione lenta e diffusa delle acque sotterranee attraverso la matrice e le fratture del massiccio roccioso.

Condotto Carsico: Ampie cavità o canali sotterranei naturali attraverso cui l’acqua sotterranea scorre rapidamente, spesso collegati a risposte immediate alle piogge.

Magnesio (Mg2+): Ione chimico conservativo utilizzato come tracciante naturale nei sistemi carsici per distinguere i diversi percorsi di flusso dell’acqua sotterranea.

Modello di Bilancio Massa: Metodo matematico che descrive la relazione tra la quantità di sostanze chimiche (come ioni) presenti nelle acque sotterranee e le portate delle sorgenti.

Overflow (Flusso nei condotti): Flusso veloce e pulsato dell’acqua nelle cavità o condotti carsici, che risponde rapidamente alle precipitazioni.

Permeabilità: Caratteristica di una roccia o terreno che indica la facilità con cui l’acqua può fluire al suo interno.

Porosità: Misura dello spazio vuoto in una roccia o terreno che può contenere acqua.

Risorsa Idraulica Carsica: Risorsa d’acqua fornita dagli acquiferi di tipo carsico, spesso utilizzata per l’approvvigionamento idrico.

Tracciante Naturale: Sostanza presente nell’ambiente che può essere usata per seguire il percorso dell’acqua sotterranea senza alterarne le proprietà chimiche.

Vulnerabilità dell’Acquifero: Grado di esposizione di un acquifero al rischio di contaminazione da parte di sostanze esterne.

Fonte: https://www.acquesotterranee.net/acque/article/view/683

Fonti
[1] Le Acque di Origine Carsica: Una Risorsa Strategica da Tutelare https://www.scintilena.com/le-acque-di-origine-carsica-una-risorsa-strategica-da-tutelare/08/27/
[2] Magnesium as Environmental Tracer for Karst Spring Baseflow/Overflow Assessment—A Case Study of the Pertuso Karst Spring (Latium Region, Italy) https://www.mdpi.com/2073-4441/13/1/93/pdf
[3] Acquiferi carsici in Italia: una risorsa idrica strategica da tutelare https://www.scintilena.com/acquiferi-carsici-in-italia-una-risorsa-idrica-strategica-da-tutelare/06/05/
[4] [PDF] Dossier-Le-Acque-di-origine-carsica-una-risorsa-strategica.pdf https://www.scintilena.com/wp-content/uploads/2024/08/Dossier-Le-Acque-di-origine-carsica-una-risorsa-strategica.pdf
[5] Tracking flowpaths in a complex karst system through tracer test and hydrogeochemical monitoring: Implications for groundwater protection (Gran Sasso, Italy) https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10828060/
[6] 99 cose da sapere se abiti in un territorio carsico – Scintilena https://www.scintilena.com/come-riconoscere-se-vivi-in-un-territorio-carsico/06/06/
[7] storia e ruolo nella speleologia e tutela ambientale – Scintilena https://www.scintilena.com/75-anni-della-societa-speleologica-italiana-storia-e-ruolo-nella-speleologia-e-tutela-ambientale/06/25/
[8] Congresso Nazionale di Speleologia si parte il 2 Giugno con le … https://www.scintilena.com/congresso-nazionale-di-speleologia-si-parte-il-2-giugno-con-le-acque-sotterranee/05/31/
[9] Workshop Misure e monitoraggi delle acque sorgive – Scintilena https://www.scintilena.com/workshop-misure-e-monitoraggi-delle-acque-sorgive-appuntamento-a-bossea/05/27/
[10] Il Matese carsico e le sue acque: un patrimonio da proteggere https://www.scintilena.com/il-matese-carsico-e-le-sue-acque-un-patrimonio-da-proteggere/10/19/
[11] Acqua che berremo Archivi – Scintilena https://www.scintilena.com/category/ambiente/acqua-che-berremo/
[12] Castro (Le): Biodiversità stigofaunistica record nelle grotte del Salento https://www.scintilena.com/castro-le-biodiversita-stigofaunistica-record-nelle-grotte-del-salento/06/09/
[13] Heavy Metals in Groundwater of Southern Italy: Occurrence and Potential Adverse Effects on the Environment and Human Health https://www.mdpi.com/1660-4601/20/3/1693/pdf?version=1673954321
[14] Geochemical Characterization of Groundwater in the Confined and Unconfined Aquifers of the Northern Italy https://www.mdpi.com/2076-3417/12/15/7944/pdf?version=1659968143
[15] Disponibilidade de nutrientes no solo: decomposição e liberação de compostos orgânicos de resíduos vegetais https://www.scielo.br/j/rbcs/a/4hh4VFLnCgwvBB6PcQfHXhw/?format=pdf&lang=pt
[16] Efeito de diferentes materiais no pH do solo https://www.scielo.br/j/sa/a/4wVcP9t5mHJnkGbGqCwvnJk/?format=pdf&lang=pt
[17] Cinética de liberação de potássio e magnésio pelos minerais da fração argila de solos do Triângulo Mineiro http://www.scielo.br/pdf/rbcs/v29n4/26102.pdf
[18] Geochemical and isotopic tracers to define the aquifer’s vulnerability: the case study of the alluvial multi-aquifer system of the Friulian plain https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10232606/
[19] [PDF] Raccolta Luglio 2023 – Scintilena https://www.scintilena.com/wp-content/uploads/2023/08/2023_07_Raccolta_Scintilena_Luglio.pdf
[20] GORGAZZO – POLCENIGO 2025: – Scintilena https://www.scintilena.com/gorgazzo-polcenigo-2025/08/29/
[21] Euclid. V. The Flagship galaxy mock catalogue: a comprehensive simulation for the mission https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202450853
[22] Euclid preparation. LXXII. Three-dimensional galaxy clustering in configuration space. 1. Two-point correlation function estimation https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202553927
[23] The INSIDE project: Innovative solutions for in-beam dosimetry in hadrontherapy http://przyrbwn.icm.edu.pl/APP/PDF/127/a127z5p06.pdf
[24] Observations of the Crab Nebula and Pulsar with the Large-sized Telescope Prototype of the Cherenkov Telescope Array https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ace89d
[25] Euclid. I. Overview of the Euclid mission https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202450810
[26] The ALEPH Collaboration https://www.semanticscholar.org/paper/bf35564bd43f18633e830b1c2cc5783c48196852
[27] Euclid preparation. LXVI. Impact of line-of-sight projections on the covariance between galaxy cluster multi-wavelength observable properties: insights from hydrodynamic simulations https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202451347
[28] Euclid preparation: 6×2 pt analysis of Euclid’s spectroscopic and photometric data sets https://www.semanticscholar.org/paper/0e185185668d4768c10713b9381d649feff724bb
[29] Euclid preparation: TBD. Cosmic Dawn Survey: evolution of the galaxy stellar mass function across 0.2 https://www.semanticscholar.org/paper/1ce3ba056d60a3860fec6404d0a3173755118dc4
[30] Euclid preparation. LXV. Determining the weak lensing mass accuracy and precision for galaxy clusters https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202452122
[31] DNA Methylation in the Diagnosis of Monogenic Diseases https://www.mdpi.com/2073-4425/11/4/355
[32] Regulatory Noncoding and Predicted Pathogenic Coding Variants of CCR5 Predispose to Severe COVID-19 https://www.mdpi.com/1422-0067/22/10/5372/pdf
[33] Extracellular Vesicles as a Potential Biomarker of Pulmonary Arterial Hypertension in Systemic Sclerosis https://www.mdpi.com/1424-8247/18/2/259
[34] Search for Dark-Matter-Nucleon Interactions via Migdal Effect with DarkSide-50. http://link.aps.org/pdf/10.1103/PhysRevLett.130.101001
[35] Search for low-mass dark matter WIMPs with 12 ton-day exposure of DarkSide-50 http://link.aps.org/pdf/10.1103/PhysRevD.107.063001
[36] Innovative Photonic Sensors for Safety and Security, Part II: Aerospace and Submarine Applications https://www.mdpi.com/1424-8220/23/5/2417/pdf?version=1677056211
[37] Automated Prototype for Bombyx mori Cocoon Sorting Attempts to Improve Silk Quality and Production Efficiency through Multi-Step Approach and Machine Learning Algorithms https://www.mdpi.com/1424-8220/23/2/868/pdf?version=1673505874
[38] Biophysical Characterization of the Binding Mechanism between the MATH Domain of SPOP and Its Physiological Partners https://www.mdpi.com/1422-0067/24/12/10138
[39] Notulae to the Italian alien vascular flora: 8 https://italianbotanist.pensoft.net/article/48621/download/pdf/
[40] Targeting the Interaction between the SH3 Domain of Grb2 and Gab2 https://www.mdpi.com/2073-4409/9/11/2435/pdf
[41] Le Acque Sotterranee scorrono e talvolta confluiscono https://www.acquesotterranee.net/index.php/acque/article/view/as-2020-493
[42] L’idrogeologia italiana in movimento: Flowpath 2012 https://www.acquesotterranee.net/index.php/acque/article/view/009-12-0021
[43] Groundwater and civil protection, what the Italian for “hydrogeological risk” should mean https://acquesotterranee.net/index.php/acque/article/view/242
[44] 2017, an excellent year for the Italian hydrogeology https://acquesotterranee.net/index.php/acque/article/view/313
[45] HRS (Hazard Ranking System).Caso studio: Area Ex-Cogne di Aosta. https://www.semanticscholar.org/paper/a170a36c1305ea6e0d052b967609525e57949f98
[46] Il congresso internazionale di Niagara Falls https://www.acquesotterranee.net/index.php/acque/article/view/021-12-0036
[47] Multivariate Analysis Applied to Aquifer Hydrogeochemical Evaluation: A Case Study in the Coastal Significant Subterranean Water Body between “Cecina River and San Vincenzo”, Tuscany (Italy) https://www.mdpi.com/2076-3417/11/16/7595/pdf
[48] A Relevant Characterization and Compatibility for Reuse the Sediments from Reservoirs in Southern Italy https://www.mdpi.com/2076-3417/14/2/727/pdf?version=1705316139
[49] Combined Discharge and Thermo-Salinity Measurements for the Characterization of a Karst Spring System in Southern Italy https://www.mdpi.com/2071-1050/12/8/3311/pdf
[50] A Hydrometeorological Study of Groundwater Level Changes during the COVID-19 Lockdown Year (Salento Peninsula, Italy) https://www.mdpi.com/2071-1050/14/3/1710/pdf?version=1644301053
[51] Notulae to the Italian native vascular flora: 10 https://italianbotanist.pensoft.net/article/60743/download/pdf/
[52] Relevance and Scale Dependence of Hydrological Changes in Glacierized Catchments: Insights from Historical Data Series in the Eastern Italian Alps https://www.mdpi.com/2073-4441/11/1/89/pdf?version=1546932241
[53] Servizi ecosistemici, servizio idrico integrato e componenti tariffarie: l’opportunità dei Payments for Ecosystem Services https://fupress.com/redir.ashx?RetUrl=13932.pdf
[54] L’applicazione di tecniche innovative nel monitoraggio costiero degli habitat prioritari https://fupress.com/redir.ashx?RetUrl=14825.pdf
[55] The LIFE STREAMS Project for the Recovery of the Native Mediterranean Trout in Six Italian Pilot Areas: Planning and Adoption of Conservation Actions https://www.mdpi.com/2079-7737/14/5/573
[56] Notulae to the Italian native vascular flora: 11 https://italianbotanist.pensoft.net/article/68048/download/pdf/
[57] Hydrogeology of continental southern Italy https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/17445647.2018.1454352?needAccess=true
[58] Notulae to the Italian alien vascular flora: 13 https://italianbotanist.pensoft.net/article/85863/download/pdf/
[59] Metodi di monitoraggio dei corsi d’acqua: direttiva Europea e Italiana https://www.authorea.com/users/288043/articles/413874-metodi-di-monitoraggio-dei-corsi-d-acqua-direttiva-europea-e-italiana?commit=2206cb642b32456ae091843e0d2065bd15b94241
[60] Ischia, la prima Carta dei complessi idrogeologici dell’isola svela i … https://www.scintilena.com/titolo-ischia-la-prima-carta-dei-complessi-idrogeologici-dellisola-svela-i-segreti-delle-sue-acque-sotterranee/05/02/
[61] Luigi Casati riceve il Premio Duilio Marcante 2025 – Scintilena https://www.scintilena.com/luigi-casati-riceve-il-premio-duilio-marcante-2025/02/17/
[62] Rivoluzione nella ricerca speleologica: tomografia elettrica 3D per … https://www.scintilena.com/rivoluzione-nella-speleologia-italiana-tomografia-elettrica-3d-per-decifrare-i-segreti-dei-sinkhole/08/19/
[63] Scopri i Segreti Sottomarini: Workshop di Speleologia Subacquea a … https://www.scintilena.com/scopri-i-segreti-sottomarini-workshop-di-speleologia-subacquea-a-nardo/02/18/
[64] Speleo2025: acque e grotte senza frontiere a Gorizia il 14-15 giugno https://www.scintilena.com/speleo2025-acque-e-grotte-senza-frontiere-a-gorizia-il-14-15-giugno/06/02/
[65] SPELEO2014 – INCONTRO DELLA SPELEOLOGIA DEL FRIULI … https://www.scintilena.com/speleo2014-incontro-della-speleologia-del-friuli-venezia-giulia/11/06/
[66] Il convegno di speleologia umbra. Il programma definitivo – Scintilena https://www.scintilena.com/il-convegno-di-speleologia-umbra-il-programma-definitivo/12/17/
[67] La SSI al Trento Film Festival – Rilancio della causa montana https://www.scintilena.com/la-ssi-al-trento-film-festival-rilancio-della-causa-montana-il-ruolo-della-speleologia/04/26/
[68] On line l’archivio PDF degli articoli di Novembre 2021 di Scintilena … https://www.scintilena.com/on-line-larchivio-pdf-degli-articoli-di-novembre-2021-di-scintilena/12/01/