Prevenzione  del dissesto idrogeologico

Cantiere di S. Vittoria D’Alba

 

Obiettivi dell’intervento tradizionale

• riprofilatura delle scarpate  mediante eliminazione porzioni di coltre superficiale instabile e delle parti in contropendenza per l’intero settore
• stabilizzazione delle aree in frana mediante drenaggi profondi collegati alla rete di smaltimento acque meteoriche
• eliminazione degli inghiottitoi mediante impermeabilizzazione localizzata dei compluvi

Obiettivi da raggiungere con i PRATI ARMATI®

• ricostruzione completa di una estesa rete di canalizzazioni superficiali in grado di intercettare le acque meteoriche  e recapitarle , per mezzo degli attraversamenti esistenti, nel canale  a valle della linea
• inerbimento delle superfici con la “tecnica prati armati®” con duplice funzione antierosiva e di isolamento del versante da forti precipitazioni:
  a) realizzazione di briglie vegetali mediante piante a radicazione profonda elastiche e non allettanti per rallentare il deflusso nelle canalette
  b) idrosemina diffusa per il blocco dell’erosione e l’isolamento del versante da forti precipitazioni

Come si presentava il cantiere prima e dopo gli interventi con i Prati Armati®

 

 

Situazione pre – intervento il cantiere si presentava con le seguenti problematiche diffuse su tutto il versante:

• ristagni di acqua di corrivazione in corrispondenza del coronamento di frana ed il sistema di canalizzazioni esistente (realizzato circa 40 anni fa) ed ormai compromesso;
• colate di materiale eroso sul binario e porzioni di coltri rilasciate ma non completamente dislocate a monte del coronamento che incombevano sui binari;
• erano presenti vari rilasci e scoscendimenti della coltre superficiale tali da impedire un corretto scorrimento dei treno che dovevano procedere a passo d’uomo;
• evidenti venute di acqua entro la scarpata naturale in corrispondenza di una scarpata di stacco tra zolle di materiale dislocato nel 1976 -1977, con significativo trasporto di materiale fine, indicativo di circolazione entro circuiti profondi, non usualmente percorsi e con parziali riempimenti;
• venute d’acqua lungo scarpate secondarie ed inghiottitoi formatisi lungo i settori sub-pianeggianti o in contropendenza presenti nel settore apicale di alcune zolle manifestatesi in seguito al dissesto del 1976 -1977
• era presente un erosione nella porzione terminale della scarpata a monte della banca, le cengie in gessi ha subito sistematiche instabilizzazioni che hanno portato allo scoscendimento o al solo scollamento di porzioni isolate da un sistema di discontinuità parallelo al pendio, in condizioni di incipiente crollo sui binari del treno.

Attuazione dell’intervento tradizionale

L’intervento tradizionale prevedeva la riprofilatura delle scarpate, realizzazione di pista per manutenzione alla base anche con funzione di area di accumulo, realizzazione sistema di drenaggi profondi.

 

Semina dei Prati Armati® e inerbimento delle canalette realizzate sul tal quale

Dopo le opere tradizionali è stata eseguita la semina con i Prati Armati ®, con funzione antierosiva e di isolamento del versante da forti precipitazioni.

E’ stata anche seminata l’intera rete di canalizzazione delle acque meteoriche superficiali. La rete di smaltimento delle acque è stata realizzata tracciando le canalette sul terreno tal quale senza l’utilizzo di nessun manufatto. Questa innovativa tecnologia consente di realizzare direttamente sul tal quale le opere di captazione e regimentazione delle acque superficiali e meteoriche, eliminando completamente l’uso di materiali e manufatti estranei al litotipo di cui è costituito il versante, quali canalette in cemento e ferro, briglie, embrici, etc. Figura 1

I vantaggi di questa soluzione, realizzata seminando direttamente sul terreno tal quale possono essere così sintetizzati:

–  le opere realizzate non sono rigide e seguono gli assestamenti dei versanti, evitando infiltrazioni nelle discontinuità del versante,
– non vengono applicati pesi concentrati sul versante,
– si evitano infiltrazioni dovute a rotture e scollamenti delle opere rigide dal litotipo sottostante, anche a seguito di dilatazioni termiche o idriche, rigonfiamenti, assestamenti differenti fra i    vari materiali Figura 1,
– si riduce, istante per istante, la velocità dell’acqua che scorre nelle canalette, con possibilità di variare in modo semplice la scabrezza del rivestimento erbaceo dovuto alla diversa struttura epigea delle piante erbacee utilizzate,
– l’energia cinetica dell’acqua, anche in presenza di elevate velocità di flusso, viene dissipata, istante per istante, per attrito attraverso la fitta coltre epigea,
– le opere idrauliche di captazione così realizzate non richiedono alcuna manutenzione,

Inoltre:

• le opere di regimentazione e captazione così realizzate possono essere sovradimensionate a piacere senza incrementi di costi (sono realizzate sul tal quale mediante una semplice benna o addirittura utilizzano le preesistenti tracce scavate dall’acqua) e consentono ai progettisti di realizzare così opere in grado di sopportare eventi anche non prevedibili e del tutto eccezionali,
• eventuali fuoriuscite di acqua vengono immediatamente rallentate dalle piante a radicazione profonda distribuite su tutto il versante che diventa contemporaneamente un sistema antierosivo e di regimentazione idraulica nel suo insieme, Figura 2
• ulteriori vantaggi sono la riduzione fino a cento volte dei consumi energetici e di inquinamento e dei tempi di realizzazione rispetto all’utilizzo di tecniche tradizionali, Figura 3
• non richiedono alcuna manutenzione,
• consentono un perfetto inserimento paesaggistico, Figura 4
• consentono una rapidità di realizzazione anche cento volte superiore rispetto alle tecniche tradizionali con drastica riduzione dei tempi, dei costi, dei rischi di cantiere e di dispendio energetico e di inquinamento.

Figura 4. Canaletta inerbita realizzata direttamente su ammassi rocciosi e terre. Si noti la perfetta adattablità alla conformazione e tipologia del terreno.
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La soluzione qui proposta consente anche di modulare la resistenza idraulica delle opere di captazione e regimentazione delle acque superficiali e meteoriche in quanto è possibile variare il numero di Manning (1891), che quantifica la scabrezza di una superficie. Il numero di Manning (n= 1/ks) è definito come l’inverso del coefficiente di Strickler-Manning che è un parametro che si usa nello studio dei flussi dei condotti, dei canali e dei fiumi che quantifica la velocità media di un liquido che scorre sulla superficie libera. Le superfici inerbite possono essere caratterizzate da un intervallo molto ampio del numero di Manning come si può apprezzare dalla tabella, cosa non possibile con nessuna altra tecnologia. Ricordando che valori elevati del numero di Manning indicano una elevata scabrezza, si riportano i numeri di Manning e le variazioni possibili associate ai manufatti realizzati con materiali tradizionali, quali embrici, finsider, opere idrauliche in generale:Infatti esistono specie erbacee con la parte epigea allettante (si definisce pianta erbacea allettante un pianta erbacea in cui la parte epigea si piega facilmente sotto l’effetto di una forza e rimane piegata in quanto non presenta proprietà elastiche), altre con la parte epigea rigida ed elastica, che si possono scegliere già in fase di progettazione o di realizzazione, senza alcuna complicazione tecnica ed impiantistica ed a parità di prezzo, consentendo variazione molto significative del numero di Manning (cfr Tabella 1) (Manning, R, 1891, On the flow of water in open channels and pipe).La tecnologia consente anche di alternare varie soluzioni in un’unica opera come risulta evidente nella vasta rete di canalizzazioni eseguite su cantiere RFI di Santa Vittoria d’Alba (CU-Piemonte).

Nella foto di figura 5c) si vede come una pianta erbacea con caratteristiche di elevata rigidezza ed elasticità filtri l’acqua diminuendone l’energia cinetica trasformando la stessa per attrito in calore, diminuendone istante per istante la velocità: il vettore velocità dell’acqua cambia direzione, da tangenziale (rispetto al piano di scorrimento) a perpendicolare come accade nelle briglie idrauliche in pietra nei corsi d’acqua montani. Oltretutto tali opere non hanno limiti di inclinazione se non quelli dovuti all’angolo di attrito interno dei vari litotipi e, in quelle opere in parte su terra ed in parte su roccia, come nella fig.3, consentono un’ottimale aderenza al versante.

Dalla tabella 1 si vede come i manufatti tradizionali abbiano una modesta capacità di rallentare l’acqua istante per istante. La velocità dell’acqua assume rilevanza sempre maggiore più la pendenza è elevata e su opere poste a pendenze elevate l’acqua acquista via via velocità se non si utilizzano salti idraulici, complessi, costosi, di non facile installazione ed ancoraggio al versante, cosa invece possibile con la semplice tecnologia delle piante erbacee a radicazione profonda in grado invece di rallentare l’acqua oltretutto in modo programmabile.