Barriere flessibili con rete ad anelli come protezione ... - Geobrugg AG
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<strong>Barriere</strong> <strong>flessibili</strong> <strong>con</strong> <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong><br />
<strong>come</strong> <strong>protezione</strong> <strong>con</strong>tro i flussi detritici:<br />
la soluzione e<strong>con</strong>omica.<br />
I vantaggi delle barriere pro tet tive<br />
<strong>con</strong>tro le colate detritiche della<br />
<strong>Geobrugg</strong>:<br />
- sensibile riduzione dei tempi<br />
di costruzione<br />
- risparmio del 30 – 50% sui<br />
costi rispetto alle opere in<br />
calce struzzo<br />
- soluzioni compatibili <strong>con</strong> la<br />
natura che si integrano armoniosamente<br />
nel paesaggio<br />
- testate in vera grandezza<br />
<strong>con</strong> l’Istituto federale di ricerca<br />
per la foresta, la neve e il<br />
paesaggio (WSL/FNP)<br />
- barriere singole per eventi fi no<br />
a 1‘000 m3 , barriere multiple<br />
per eventi fi no a 10’000 m3 e<br />
oltre<br />
1
2<br />
Le colate detritiche:<br />
le cause – e <strong>come</strong> <strong>con</strong>tenerne<br />
gli effetti.<br />
Un flusso detritico (debris flow) è una miscela di acqua <strong>con</strong><br />
un’elevata componente di materiali solidi (pietre, massi,<br />
detriti, legname) in rapido movimento verso valle in canali<br />
a pulsazioni successive. Tali colate di fango e detriti<br />
hanno un potenziale distruttivo paragonabile a quello<br />
delle c<strong>ad</strong>ute massi, delle valanghe e delle alluvioni.<br />
Il fronte, generalmente chiaramente definito, può raggiungere<br />
una velocità da 2 a 10 m/s. Negli eventi maggiori,<br />
possono essere trascinate a valle masse di materiale<br />
solido di fondo da diverse migliaia di m3 fino a diverse<br />
decine di miglaia di m3 . Anche le più frequenti colate detritiche<br />
fino a 1’000 m3 presentano un notevole impatto distruttivo.<br />
Acqua<br />
Legname galleggiante<br />
e materiale solido di<br />
fondo<br />
Pressione idrostatica<br />
Colata detritica<br />
Spinta del flusso detritico <strong>con</strong> carico<br />
statico e impulso dinamico<br />
fangoso granulare<br />
C<strong>ad</strong>uta massi<br />
Impatto dinamico <strong>con</strong><br />
massa e velocità<br />
Materiale fi ne Materiale a blocchi<br />
Il clima <strong>come</strong> fattore di rischio.<br />
Il riscaldamento climatico causa il disgelo del permafrost<br />
alpino d’alta quota e dei ghiacciai. Questi fenomeni liberano<br />
più materiale potenzialmente mobilitabile, il che<br />
presumibilmente determina un incremento degli eventi<br />
di debris flow. Anche le precipitazioni violente a livello<br />
regionale che si <strong>con</strong>statano <strong>con</strong> sempre maggiore frequenza<br />
possono costituire il fattore scatenante di flussi<br />
detritici. Inoltre, in alcune regioni del mondo, si verificano<br />
sempre più spesso, dopo periodi di prolungata siccità,<br />
incendi di sterpaglie (per esempio in California). Questi<br />
incendi devastano tutta la vegetazione. Se sulla superficie<br />
d’erosione c<strong>ad</strong>ono forti precipitazioni, i pendii diventano<br />
instabili: il materiale scivola negli alvei e può dare origine<br />
a flussi detritici.
Sistemi di <strong>protezione</strong> <strong>con</strong>tro i<br />
fl ussi detritici: un <strong>con</strong>fronto tra<br />
due metodi.<br />
Le barriere fl essibili in <strong>rete</strong> <strong>ad</strong><br />
<strong>anelli</strong>…<br />
...resistono <strong>ad</strong> elevate sollecitazioni statiche e di na miche.<br />
Possono essere installate <strong>con</strong> un ridotto onere in termini<br />
di materiale e lavoro, il che <strong>con</strong>sente di risparmiare costi<br />
e tempo d’esecuzione dell‘opera.<br />
I sistemi tr<strong>ad</strong>izionali…<br />
...sono <strong>ad</strong>atti a separare l’acqua dai detriti, ma non<br />
sono <strong>flessibili</strong> e possono essere danneggiati dai massi<br />
rocciosi più grandi. Gli ancoraggi nei versanti sono complessi<br />
e costosi. I pesanti componenti richiedono fondazioni<br />
massicce che nelle zone impervie possono essere<br />
realizzati solo <strong>con</strong> notevoli difficoltà.<br />
Foto: Herzog Ingenieure <strong>AG</strong>, Davos Svizzera<br />
3
4<br />
Le nostre barriere fl essibili:<br />
due tipi di sistemi per ogni evenienza.<br />
A dipendenza della struttura dell’alveo e del progetto realizziamo<br />
le barriere protettive <strong>con</strong>tro le colate detritiche<br />
<strong>con</strong> due tipi di sistemi. In entrambi, il passaggio di base<br />
<strong>con</strong>sente, in situazioni normali, un deflusso indisturbato<br />
dell’acqua. Se la barriera è sommersa dopo l’evento, la<br />
disposizione alare delle funi portanti superiori assicura<br />
una sezione di deflusso chiaramente definita.<br />
bo = max. 15 m<br />
Protezione <strong>con</strong>tro l‘abrasione<br />
bo = max. 25 m<br />
Protezione <strong>con</strong>tro l‘abrasione<br />
Barriera VX: per alvei stretti a V.<br />
Nei torrenti più piccoli, ancoriamo la barriera protettiva<br />
<strong>con</strong>tro i flussi detritici senza montanti <strong>con</strong> ancoraggi in<br />
fune spiroidale o ancoraggi autoperforanti <strong>con</strong> teste di<br />
ancoraggio <strong>flessibili</strong> nei fianchi dell’alveo. La <strong>rete</strong> <strong>ad</strong><br />
<strong>anelli</strong> è appesa <strong>con</strong> grilli alle funi portanti superiori e inferiori<br />
dotate di asole frenanti. Questo tipo di opera di<br />
<strong>protezione</strong> è <strong>ad</strong>atto a sezioni idrauliche di ampiezza fino<br />
a 15 m e un’altezza dell’opera fino a 6 m.<br />
Barriera UX: per alvei larghi a U.<br />
La barriera protettiva <strong>con</strong>tro i flussi detritici per torrenti<br />
più grandi viene ancorata di regola tramite due montanti<br />
nel letto del torrente – anch’essa mediante ancoraggi<br />
<strong>flessibili</strong> a spirale o teste d’ancoraggio <strong>flessibili</strong>. Questo<br />
tipo di opera di <strong>protezione</strong> è <strong>ad</strong>atto a una larghezza fino<br />
a 25 m e un’altezza dell’opera fino a 6 m.
Dettagli ingegnosi che si<br />
completano nel sistema<br />
Com‘è noto, la resistenza di ogni catena è pari a quella del suo anello più debole. Per questa ragione, abbiamo sviluppato<br />
le nostre barriere <strong>flessibili</strong> <strong>con</strong> <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> <strong>come</strong> un sistema di componenti che si integrano perfettamente a<br />
livello funzionale. Le nostre barriere protettive <strong>con</strong>tro i flussi detritici sono state testate <strong>come</strong> sistema globale in prove<br />
di debris flow in scala reale dando prova di massima affidabilità.<br />
La <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> ROCCO ®<br />
L’efficacia protettiva delle reti <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> ROCCO ® in filo<br />
d‘acciaio <strong>ad</strong> alta resistenza si basa su 55 anni di <strong>con</strong>tinua<br />
ricerca. Nel suo sviluppo, si è tenuto <strong>con</strong>to delle risultanze<br />
di numerosi test in scala reale e della collaborazione <strong>con</strong><br />
istituzioni internazionali. Il risultato <strong>con</strong>vince: grazie al loro<br />
comportamento elastoplastico, le reti <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> ROCCO ® assorbono<br />
esse stesse energia, riducendo così la sollecitazione<br />
sugli ancoraggi. Una se<strong>con</strong>da <strong>rete</strong> a maglia piccola, del<br />
tipo a semplice torsione in acciaio <strong>ad</strong> alta resistenza (<strong>rete</strong><br />
TECCO ® ), puo‘ essere particolarmente indicata.<br />
L’ancoraggio in fune spiroidale<br />
Ciò che si piega, non si spezza: la testa dei nostri ancoraggi<br />
è flessibile e perciò insensibile agli urti. La fune<br />
spiroidale è formata da fili d’acciaio <strong>con</strong> una resistenza di<br />
1’770 N/mm2 . I nostri ancoraggi <strong>flessibili</strong> a spirale sono<br />
superiori agli ancoraggi <strong>con</strong>venzionali – non da ultimo,<br />
perché sono <strong>ad</strong>atti anche alla trasmissione di forze in<br />
direzioni di trazione che possono scostarsi di fino a 30°<br />
dall’asse del foro di trivellazione senza perdita di resistenza<br />
al carico.<br />
L’asola frenante<br />
Nelle funi portanti e di bordatura vengono integrati asole<br />
frenanti. In caso di eventi maggiori, le asole si restringono<br />
agendo da dissipatori di energie eccedenti le capacità<br />
della <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> senza danneggiare le funi. Il carico di<br />
rottura della fune non è ridotto dall’attivazione dei freni,<br />
talché è possibile sfruttare appieno la specifica caratteristica<br />
forza-corsa.<br />
Ancoraggi autoperforanti <strong>con</strong><br />
testa <strong>Geobrugg</strong> FLEX<br />
La testa FLEX assorbe forze di trazione e di flessione in<br />
base allo stesso principio della testa degli ancoraggi in<br />
fune spiroidale <strong>Geobrugg</strong>. È insensibile ai colpi e può<br />
essere montata sugli usuali ancoraggi autoperforanti in<br />
commercio.<br />
Protezione dall‘abrasione<br />
Per proteggere le funi portanti superiori <strong>con</strong>tro l’effetto<br />
abrasivo del materiale solido di fondo e dei detriti, li rivestiamo<br />
<strong>con</strong> profilati angolari in acciaio a pa<strong>rete</strong> spessa.<br />
Questi elementi protettivi sono facilmente sostituibili in<br />
caso d’usura.<br />
I montanti<br />
Per le barriere UX utilizziamo montanti di tipo HEB solidarizzati<br />
alla piastra di base mediante una cerniera:<br />
essi servono da guida alle funi a cui è appesa la <strong>rete</strong> <strong>ad</strong><br />
<strong>anelli</strong>. Per ridurre l’usura delle funi portanti, le relative<br />
guide sono arrotondate.<br />
5
6<br />
La versatilità del sistema <strong>con</strong>sente<br />
numerose possibilità d’impiego.<br />
1) Singola barriera di ritenuta di<br />
piccole colate di fango e detriti<br />
Il problema (Engler, Meiringen Svizzera):<br />
Nella zona del bacino imbrifero superiore, una vecchia<br />
zona di franamento <strong>con</strong> un sottosuolo scistoso, le attività di<br />
movimento determinano ridotti scoscendimenti e colate<br />
detritiche che minacciano i margini dell’insediamento e<br />
l’ospedale di Meiringen. Occorre sia frenare il flusso torrentizio<br />
carico d’energia nel terreno assai ripido, sia creare<br />
un volume di ritenzione per il materiale mobilitato.<br />
La soluzione <strong>Geobrugg</strong>:<br />
Verso il fondo del canale, in una zona facilmente accessibile<br />
e <strong>con</strong> debole pendenza, è stata installata una singola<br />
barriera UX <strong>con</strong> una capacità di 700 m3 in gr<strong>ad</strong>o di trattenere<br />
completamente un possibile evento. Una se<strong>con</strong>da<br />
barriera in <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> in posizione scoscesa davanti alla<br />
singola barriera frena l’energia del fronte della colata<br />
detritica.<br />
1
2) Barriera multilevel <strong>con</strong>tro<br />
grandi eventi di debris fl ow<br />
Il problema (Milibach, Meiringen Svizzera):<br />
Nel 2005 si sono mobilitati nel bacino imbrifero del Milibach<br />
ca. 13’000 m3 di materiale scistoso, accresciutosi in<br />
seguito all’effetto erosivo della colata verso valle a circa<br />
40’000 m3 . Il trasporto di sedimenti grossolano ha causato<br />
enormi danni a Reuti e Meiringen. Si trattava di installare<br />
in modo rapido e semplice una misura di <strong>protezione</strong> che si<br />
integrasse il più possibile nel paesaggio di grande interesse<br />
turistico.<br />
La soluzione <strong>Geobrugg</strong>:<br />
Installazione di 13 barriere <strong>con</strong>tro le colate detritiche disposte<br />
in sequenza nella zona del bacino imbrifero <strong>con</strong> un<br />
volume di ritenuta complessivo di ca. 12’000 m3 . La prima<br />
barriera a monte è stata equipaggiata <strong>con</strong> una <strong>rete</strong> <strong>ad</strong><br />
<strong>anelli</strong> sovr<strong>ad</strong>imensionata quale freno per le colate detritiche.<br />
Mediante accessi e luoghi di deposito è assicurato uno<br />
svuotamento efficiente e semplice dopo un evento.<br />
3) Opera di frenaggio del fronte<br />
delle colate detritiche<br />
Il problema (Engler, Hasliberg Svizzera):<br />
Anteposta a una barriera, frenare il fronte della colata<br />
detritica in un terreno scosceso senza importante ritenuta<br />
di materiale.<br />
La soluzione <strong>Geobrugg</strong>:<br />
Installazione di una barriera di <strong>protezione</strong> <strong>con</strong>tro le colate<br />
detritiche di <strong>con</strong>cezione speciale <strong>con</strong> una <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong><br />
rinforzata, funi portanti supplementari e asole frenanti<br />
per l’assorbimento mirato dell’energia del fronte della<br />
colata detritica.<br />
4) Protezione <strong>con</strong>tro l’ostruzione<br />
di tombini<br />
Il problema (Gaviota-Pass, California USA):<br />
In seguito a un’ostruzione, la str<strong>ad</strong>a del passo è stata<br />
allagata e bloccata. Il materiale del flusso detritico va<br />
trattenuto davanti al passaggio.<br />
La soluzione <strong>Geobrugg</strong>:<br />
Installazione di una barriera <strong>con</strong> <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> direttamente<br />
davanti al passaggio in gr<strong>ad</strong>o di trattenere il materiale<br />
solido e di <strong>con</strong>sentire il passaggio e il deflusso del materiale<br />
fine e dell’acqua. In occasione di tre eventi di debris flow,<br />
il materiale è stato trattenuto senza intralci al traffico in<br />
transito. Dopo l’evacuazione del materiale mediante<br />
escavatrice, la barriera è stata riutilizzata.<br />
2<br />
3<br />
4<br />
7
8<br />
5) Opera di sbocco da un bacino<br />
di raccolta di materiale<br />
Il problema (Schlucher Rüfe, Malbun Liechtenstein):<br />
Un’esistente soglia in calcestruzzo doveva essere ampliata<br />
a trattenuta di flussi detritici e materiale di fondo mediante<br />
una briglia <strong>con</strong> <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong>. Il passaggio di base<br />
deve <strong>con</strong>sentire il normale deflusso di piena e la briglia<br />
deve entrare in funzione solo in caso di flusso detritico.<br />
La soluzione <strong>Geobrugg</strong>:<br />
Innalzamento di un’arginatura sui due lati <strong>con</strong> fianchi<br />
in calcestruzzo per l’ancoraggio della barriera in <strong>rete</strong><br />
<strong>ad</strong> <strong>anelli</strong>. Grazie al passaggio di base a selezione variabile<br />
è possibile il coordinamento mirato di ritenuta del<br />
materiale e capacità di deflusso.<br />
5
6) Opera di deviazione per la correzione<br />
dell’andamento di un<br />
alveo<br />
Il problema (soglia 25, Illgraben Svizzera):<br />
I flussi detritici e le piene scorrevano attorno all’esistente<br />
briglia di calcestruzzo erodendo sempre più materiale ai<br />
fianchi della scarpata. V’era il pericolo di un’ulteriore erosione<br />
e della dislocazione del deflusso del corso d’acqua.<br />
La soluzione <strong>Geobrugg</strong>:<br />
Costruzione di una prima barriera in <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> nell’area<br />
di deflusso tra la briglia di calcestruzzo e la scarpata<br />
erosa. Dopo la colmatura naturale <strong>con</strong> materiale detritico<br />
è stata effettuata l’installazione di una se<strong>con</strong>da barriera in<br />
<strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> <strong>con</strong> andamento obliquo della fune superiore<br />
che dirige nuovamente le piene e le colate detritiche sopra<br />
la briglia di calcestruzzo.<br />
7) Protezione da sottoescavazione<br />
ed erosione<br />
Il problema (Merdenson Svizzera):<br />
Una permanente tracimazione d’acqua e di colate detritiche<br />
aveva inciso l’alveo al piede della briglia di calcestruzzo.<br />
Si trattava di proteggerla e mantenere la stabilità del<br />
muro – <strong>con</strong> un’opera in gr<strong>ad</strong>o di trattenere il materiale di<br />
flussi detritici in modo che la tracimazione d’acqua e di<br />
materiale insistesse sempre sul <strong>con</strong>oide di accumulo.<br />
La soluzione <strong>Geobrugg</strong>:<br />
Costruzione di una barriera in <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> 5 - 10 m davanti<br />
alla briglia di calcestruzzo. Dopo la ritenuta del materiale<br />
di debris flow, la <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> rimane sempre<br />
riempita di materiale nell’alveo proteggendo così la base<br />
del muro.<br />
8) Protezione dall’erosione dei<br />
fi anchi dell’alveo<br />
Il problema (Merdenson Svizzera):<br />
Erosione causata da piene e flussi detritici dell’alveo e dei<br />
suoi fianchi. Mediante due briglie si intende colmare il<br />
letto dell’alveo e stabilizzare così i fianchi.<br />
La soluzione <strong>Geobrugg</strong>:<br />
Dimensionamento specifico di due barriere <strong>con</strong> <strong>rete</strong> <strong>ad</strong><br />
<strong>anelli</strong> che restano colmate. Una <strong>protezione</strong> dall‘abrasione<br />
protegge la fune portante superiore durante la tracimazione.<br />
Con le briglie è stato raggiunto una riduzione della<br />
pendenza dell‘alveo e un innalzamento della linea d‘energia.<br />
Le briglie sono soggette a regolare monitoraggio.<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9
10<br />
Come possono essere trattenuti<br />
1‘000 m 3 per barriera?<br />
In collaborazione <strong>con</strong> istituzioni rinomate <strong>come</strong> l’Istituto<br />
federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio<br />
WSL / FNP sono state effettuate numerose prove di laboratorio<br />
e sul campo. I test hanno dimostrato che le barriere<br />
in <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> singole della <strong>Geobrugg</strong> possono trattenere<br />
fino a 1’000 m3 .<br />
L’impianto di prova di Illgraben<br />
(Canton Vallese / Svizzera)<br />
Con una media da quattro a sei flussi detritici l’anno, l’Illgraben<br />
è uno dei canali di debris flow più attivi nelle Alpi<br />
Svizzere. Dal 2000, è sotto la sorveglianza del WSL. La velocità<br />
di avanzamento delle colate detritiche è misurata<br />
mediante geofoni. Per la determinazione dell’altezza del<br />
flusso, sono stati installati dei laser supplementari. Una bilancia<br />
per il peso dei flussi detritici fornisce informazioni sul<br />
peso e la densità delle colate. Gli impianti di videoregistrazione<br />
registrano le interazioni della colata detritica <strong>con</strong> la<br />
barriera e le celle dinamometriche rilevano la sollecitazione<br />
delle funi portanti durante l’evento di debris flow.<br />
Riempimento di barriere fl essibili<br />
in <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong>...<br />
Alla fine di aprile del 2006, nell’Illgraben è stata messa in<br />
opera nel volgere di una settimana una barriera di prova<br />
compresi i necessari lavori di sterro nell’alveo del fiume.<br />
Già il 18 maggio 2006, questa barriera ha trattenuto una<br />
colata detritica di ca. 1’000 m3 . Dopo il suo riempimento, è<br />
stata sommersa entro ottobre da altri cinque flussi detritici<br />
di diverse decine di migliaia di m3 senza subire danni (vedi<br />
sequenza di immagini a fondo pagina).<br />
...<strong>come</strong> prova per barriere in <strong>rete</strong><br />
<strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> multiple.<br />
Questi eventi di riempimento hanno dimostrato che le barriere<br />
<strong>con</strong> <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> disposte a più livelli sono in gr<strong>ad</strong>o<br />
di affrontare <strong>con</strong> successo anche cubature ben più elevate<br />
<strong>con</strong> velocità di scorrimento elevate. Questo risultato è stato<br />
<strong>con</strong>fermato anche dall’analisi di un evento di debris flow<br />
nel canale di Merdenson (Cantone Vallese / Svizzera) dove<br />
è installata una successione di tre barriere protettive <strong>con</strong>tro<br />
le colate di fango.<br />
La barriera flessibile in <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> della <strong>Geobrugg</strong> poco dopo il montaggio (in alto) e dopo la se<strong>con</strong>da colata detritica<br />
(sotto): ha superato a pieni voti la prova di sollecitazione.
Solo un suffi ciente dimensionamento<br />
assicura una funzione perfetta.<br />
Le briglie <strong>con</strong>tro le colate detritiche sono sistemi molto<br />
robusti in gr<strong>ad</strong>o di resistere alle enormi forze dei flussi<br />
detritici. Le barriere <strong>flessibili</strong> in <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> correttamente<br />
dimensionate formano un efficace sistema<br />
multifunzionale di ritenzione. Al fine di <strong>ad</strong>attarlo ai<br />
prevedibili eventi e alle <strong>con</strong>dizioni topografiche, abbiamo<br />
sviluppato, d’intesa <strong>con</strong> il WSL, due programmi:<br />
Il software di dimensionamento DEBFLOW è basato sulle<br />
esperienze e i risultati delle prove di dozzine di test in<br />
scala reale e in laboratorio.<br />
Con il software FARO, disponiamo di un programma di<br />
simulazione evoluto. Esso <strong>con</strong>sente non soltanto di simulare<br />
l’impatto di flussi detritici su una data <strong>con</strong>figurazione<br />
di sistema, ma anche di determinare la sollecitazione in<br />
seguito a c<strong>ad</strong>uta massi, valanghe o smottamenti di neve.<br />
Stato 1: la prima pulsazione colpisce la <strong>rete</strong> <strong>ad</strong><br />
<strong>anelli</strong> <strong>con</strong> passaggio di base.<br />
Il fronte del flusso detritico raggiunge la <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong><br />
installata. Sulla fune portante inferiore agis<strong>con</strong>o la pressione<br />
idrostatica (P ) e una componente dinamica che si<br />
hyd<br />
ripartisce sull’altezza del flusso (h ), dipendente dalla<br />
fl<br />
velocità, dalla densità e dalla natura del flusso detritico.<br />
Stato 2: alla prima pulsazione trattenuta si<br />
so vra ppone la se<strong>con</strong>da <strong>con</strong> un’altezza di flusso hfl.<br />
La spinta idrostatica (P ) agisce ora attraverso l’altezza<br />
hyd<br />
del livello di riempimento di 2*h . La componente dina-<br />
fl<br />
mica migra <strong>con</strong> la se<strong>con</strong>da pulsazione nel suo ambito<br />
d’influenza verso l’alto. L’aumento del carico della se<strong>con</strong>da<br />
pulsazione determina il drenaggio del materiale della<br />
prima.<br />
Stato 3: un‘altra pulsazione riempie la <strong>rete</strong>.<br />
Il numero complessivo di pulsazione fino al riempimento<br />
completo della <strong>rete</strong> dipende dall’altezza del flusso e della<br />
barriera in <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong>. Lo svolgimento dell’evento è<br />
analogo agli stati 1 e 2: la pulsazione successiva si sovrappone<br />
al materiale già trattenuto. La pressione idrostatica<br />
(P ) agisce attraverso l’altezza di riempimento e<br />
hyd<br />
la spinta dinamica tramite l’altezza di flusso (h ) della<br />
fl<br />
terza pulsazione. La pressione idrostatica diminuisce lentamente<br />
in funzione della composizione del materiale,<br />
del drenaggio e del tempo di riempimento e si avvicina<br />
alla spinta attiva della terra.<br />
Sommersione: la prossima pulsazione sommerge<br />
la <strong>rete</strong> colma. Agisce sulla <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> <strong>con</strong> il<br />
maggiore carico del flusso detritico e la sua<br />
forza di spinta T.<br />
Durante il riempimento sulla <strong>rete</strong> non agisce più alcuna<br />
onda d’urto. Il materiale trattenuto è influenzato dal<br />
peso del flusso detritico tracimante e dalla forza di taglio:<br />
la pressione idrostatica agisce <strong>con</strong> una componente<br />
supplementare derivante dalla forza di taglio e dal sovraccarico<br />
del flusso detritico ( + P ). A dipendenza<br />
hyd<br />
del comportamento di drenaggio del materiale e della<br />
durata del processo di riempimento, la pressione idrostatica<br />
può diminuire (vedi linea punteggiata azzurra).<br />
Stato 1<br />
h fl<br />
hfl<br />
Stato 2 La fune portante superiore si sposta<br />
obliquamente in avanti, la fune<br />
portante inferiore migra verso il basso<br />
Stato 3<br />
Sommersione<br />
T<br />
h fl<br />
u<br />
Materiale trattenuto,<br />
in fase di drenaggio<br />
u<br />
h fl<br />
Materiale trattenuto,<br />
in fase di drenaggio<br />
Rete <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong><br />
Acqua<br />
Rete <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong><br />
Rete <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong><br />
Acqua<br />
Acqua<br />
P hyd<br />
<strong>anelli</strong> <strong>ad</strong> <strong>rete</strong> residua<br />
Materiale trattenuto,<br />
in fase di drenaggio Altezza<br />
P hyd<br />
P hyd<br />
h fl<br />
+ P hyd<br />
P<br />
h fl<br />
h fl<br />
P<br />
P<br />
11
12<br />
Adatta anche <strong>come</strong> barriera per il legna-<br />
me galleggiante o il materiale detritico.<br />
Nella sua esecuzione più semplice – ossia senza <strong>anelli</strong><br />
frenanti – il sistema <strong>Geobrugg</strong> è ideale <strong>come</strong> barriera<br />
protettiva <strong>con</strong>tro il legname galleggiante o il materiale<br />
solido di fondo. Perché? Perché in questa forma d’impiego<br />
risulta solo un carico statico. Ciò è stato <strong>con</strong>fermato<br />
tra l’altro da test effettuati dall’Università Tecnica di<br />
Monaco di Baviera a Füssen/Germania.<br />
Prove<br />
Il dimensionamento di reti <strong>flessibili</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> per materiale<br />
solido di fondo e legname galleggiante si basa su approfondite<br />
prove su modelli e in scala reale eseguiti alla<br />
TU München (Rimböck, 2002). I 18 test sul campo sono<br />
stati effettuati sulla scorta di approfondite prove di laboratorio<br />
nella Lobenbachtal a Halblech presso Füssen. Come<br />
nelle prove per le barriere <strong>con</strong>tro i flussi detritici, le tensioni<br />
delle funi sono state misurate all’impatto e durante<br />
l‘ulteriore riempimento di legname galleggiante sciolto.<br />
Nei test sono state <strong>con</strong>siderate portate tra i 5 e 30 m3 /s.<br />
hB = altezza <strong>rete</strong><br />
hU = altezza di deflusso nell’acqua a valle<br />
WO = spinta dell’acqua a monte<br />
WU = spinta dell’acqua a valle<br />
Phyd Wo Ritenuta<br />
Rete <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong><br />
h u<br />
h B<br />
W u
Risultati<br />
Il processo di riempimento è stato osservato in dettaglio nelle<br />
prove di laboratorio. Dapprima il legno si incastra nelle<br />
funi portanti inferiori e riempie quindi la <strong>rete</strong> dal basso verso<br />
l’alto. Parallelamente si forma in senso orizzontale uno<br />
strato uniforme del legname galleggiante (verso corrente a<br />
monte). Il legname trattenuto rappresenta un ostacolo per la<br />
corrente, motivo per cui alla <strong>rete</strong> si forma una ritenuta dell‘altezza<br />
h . B<br />
I carichi statici sono stati determinati nelle prove dopo il costipamento<br />
di tutto il legname galleggiante e al termine di<br />
tutti i dislocamenti. Un possibile modello di calcolo della<br />
forza della <strong>rete</strong> è rappresentato nella figura a lato tramite la<br />
differenza delle pressioni idrostatiche nell’acqua a monte<br />
(W ) e nell’acqua a valle (W ). Nel <strong>con</strong>fronto <strong>con</strong> i valori di<br />
O U<br />
misurazione delle prove in scala reale il tasso di dimensionamento<br />
– in <strong>con</strong>siderazione della permeabilità della <strong>rete</strong><br />
<strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> – risulta superiore alla sollecitazione effettivamente<br />
misurata. Inoltre, le prove in scala reale hanno <strong>con</strong>fermato<br />
che i carichi dinamici nell’impatto del legname sono ridotti<br />
rispetto agli elevati carichi statici dell’intasamento di legname<br />
e dell‘acqua che vi scorre attraverso: nei test, sono<br />
risultati cinque volte minori rispetto a quelli statici.<br />
13
14<br />
Lunga durata<br />
e facilità di manutenzione:<br />
due aspetti decisivi.<br />
Durata…<br />
Le barriere <strong>flessibili</strong> <strong>con</strong> <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong> sono collocate<br />
nell’alveo e offrono uno spazio di ritenuta sufficiente per<br />
trattenere grandi quantità di materiale di debris flow.<br />
Poiché in questa «fase d’attesa» non scorre né acqua né<br />
materiale solido di fondo sopra o attraverso le briglie, la<br />
loro durata è per principio analoga a quella di opere di<br />
<strong>protezione</strong> <strong>con</strong>tro la c<strong>ad</strong>uta massi o di premunizione<br />
<strong>con</strong>tro le valanghe.<br />
…grazie all’eccellente <strong>protezione</strong><br />
<strong>con</strong>tro la corrosione…<br />
Al fine di garantire un‘elevata durata e resistenza <strong>con</strong>tro<br />
la corrosività locale, forniamo tutte le componenti d‘acciaio<br />
zincate a fuoco. Le funi e le reti sono dotate dello<br />
speciale rivestimento in zinco/alluminio GEOBRUGG<br />
SUPERCOATING ® . Questo trattamento aumenta la durata<br />
di almeno tre volte rispetto a funi e fili <strong>con</strong> zincatura<br />
<strong>con</strong>venzionale.<br />
…e <strong>con</strong>tro l’abrasione.<br />
Per assicurare che in caso d’evento franoso la barriera<br />
possa trattenere le masse e non venga danneggiata in<br />
caso di tracimazione, dotiamo le funi portanti superiori di<br />
profilati di <strong>protezione</strong> <strong>con</strong>tro l’abrasione. Essi evitano<br />
l’abrasione delle funi portanti e delle reti. I nostri profili<br />
sono fabbricati in acciaio a pareti spesse. Inoltre, sono di<br />
facile sostituzione poiché modulari.<br />
Se le briglie restano colme per un periodo prolungato,<br />
occorre accertarsi che l’acqua, il materiale solido di fondo<br />
e altri flussi detritici defluiscano unicamente attraverso<br />
parti protette <strong>come</strong> i profilati di <strong>protezione</strong> <strong>con</strong>tro l’abrasione.<br />
In ogni caso, è necessario ispezionare periodicamente<br />
le briglie.<br />
Dopo un evento franoso…<br />
Le barriere che hanno trattenuto una colata detritica devono<br />
essere ispezionate, svuotate e revisionate per ripristinare<br />
il volume di ritenzione. Occorre pianificare in<br />
particolare lo sgombero e il deposito del materiale, poi-<br />
ché è ciò che determina il maggior dispendio di tempo e i<br />
costi più elevati. Dall’esperienza risulta per <strong>con</strong>tro che un<br />
eventuale smontaggio e rimontaggio della briglia incide<br />
in misura molto minore.<br />
…occorre svuotare e revisionare<br />
l’impianto.<br />
Solitamente il materiale dietro la barriera si presenta<br />
coeso essendo stato compattato durante l’evento franoso.<br />
Lo svuotamento è più semplice se il <strong>con</strong>oide di deposito è<br />
accessibile dal lato a monte: è così possibile dragare il<br />
materiale senza smontare la briglia. Se ciò non fosse possibile,<br />
si potrebbe procedere a uno smontaggio a tappe<br />
della barriera, all’estrazione del materiale mediante<br />
un’escavatrice e alla ricostruzione della briglia.<br />
I principali elementi di manutenzione sono le asole frenanti:<br />
esse vanno ispezionate dopo un evento e, se è il<br />
caso, sostituite. Inoltre, raccomandiamo di verificare la<br />
funzionalità di reti e funi.
Argomenti <strong>con</strong>vincenti per<br />
committenti, progettisti e imprese.<br />
Montaggio semplice e facile<br />
- Il materiale è fornito pre<strong>con</strong>fezionato e può essere<br />
trasportato in zone impervie in elicottero.<br />
- L’installazione non richiede pesanti macchine di cantiere.<br />
- Per l’ancoraggio sono sufficienti una leggera slitta di<br />
perforazione e ancoraggi <strong>flessibili</strong> di peso ridotto.<br />
- Di regola non occorre sbarrare o deviare il corso d’acqua.<br />
- Non è necessaria una pista d’accesso.<br />
Compatibilità ambientale<br />
- L’intervento costruttivo e l’impatto visivo nella natura<br />
è minimo e poco visibile da una certa distanza rispetto<br />
<strong>ad</strong> opere massicce.<br />
- Il bilancio CO è nettamente migliore rispetto alle<br />
2<br />
opere in calcestruzzo.<br />
- La <strong>protezione</strong> delle acque è assicurata durante la fase<br />
di costruzione.<br />
E<strong>con</strong>omicità<br />
- L’investimento è compensato da una sostanziale<br />
riduzione del danno in caso d’evento.<br />
- La fornitura e il montaggio sono dal 30 al 50% più<br />
<strong>con</strong>venienti rispetto alle opere in calcestruzzo.<br />
Prova delle prestazioni / dimensionamento<br />
ingegneristico<br />
- Il WSL ha determinato i parametri d’entrata <strong>con</strong> un<br />
progetto di ricerca <strong>con</strong> eventi di debris flow reali e una<br />
serie di test di laboratorio.<br />
- Il nostro programma di dimensionamento DEBFLOW<br />
<strong>con</strong>sente una progettazione in funzione del rischio e<br />
del progetto specifico e il programma FARO permette<br />
una simulazione realistica dell’evento <strong>con</strong>creto.<br />
Elevata durata<br />
- Il <strong>con</strong>cetto di <strong>protezione</strong> <strong>con</strong>tro la corrosione<br />
GEOBRUGG SUPERCOATING ® /ULTRACOATING ®<br />
per funi e reti <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong>, la zincatura a caldo di<br />
montanti, piastre di base e asole frenanti nonché<br />
la <strong>protezione</strong> dall‘abrasione sostituibile assicurano<br />
una lunga durata.<br />
Manutenzione semplice dopo un<br />
evento<br />
- I detriti e il materiale solido di fondo accumulati<br />
possono essere dragati senza difficoltà o sgomberati<br />
manualmente dopo la deposizione della <strong>rete</strong> <strong>ad</strong> <strong>anelli</strong>.<br />
- Una barriera colmata può eventualmente rimanere in<br />
opera <strong>come</strong> soglia.<br />
15
Panoramica delle varianti del sistema<br />
<strong>Barriere</strong> protettive <strong>con</strong>tro i fl ussi detritici senza montanti<br />
Tipo VX060L-H4 VX080-H4 VX140-H4 VX100-H6 VX160-H6<br />
Altezza dell‘opera 2 - 4 m 2 - 4 m 2 - 4 m 5 - 6 m 5 - 6 m<br />
Ampiezza fino a 10 m fino a 15 m fino a 15 m fino a 15 m fino a 15 m<br />
<strong>Barriere</strong> protettive <strong>con</strong>tro i fl ussi detritici <strong>con</strong> montanti<br />
Tipo UX100-H4 UX160-H4 UX120-H6 UX180-H6<br />
Altezza dell‘opera 2 - 4 m 2 - 4 m 5 - 6 m 5 - 6 m<br />
Ampiezza fino a 25 m fino a 25 m fino a 25 m fino a 25 m<br />
VX/UX 060-180 …=<br />
VX/UX … H4/H6 =<br />
resistenza <strong>con</strong>tro la spinta del flusso detritico e l’impulso durante il processo di<br />
trattenuta, riempimento e sommersione<br />
altezza massima dell’opera in metri<br />
<strong>Geobrugg</strong>, un partner affi dabile<br />
Obiettivo dei nostri ingegneri e partner è analizzare<br />
<strong>con</strong>giuntamente a voi e in collaborazione <strong>con</strong> gli studi<br />
d’ingegneria locali il problema in dettaglio e individuare<br />
soluzioni. Un’accurata progettazione non è però<br />
la sola prestazione che vi offre <strong>Geobrugg</strong>: poiché<br />
disponiamo di stabilimenti di produzione in tre <strong>con</strong>tinenti,<br />
possiamo garantire altresì tragitti e termini di<br />
<strong>con</strong>segna brevi nonché un’assistenza perfetta sul posto.<br />
Per assicurare un’esecuzione spedita, forniamo in cantiere<br />
i componenti del sistema pre<strong>con</strong>fezionati e chiaramente<br />
identificati. Se lo desiderate, vi prestiamo sul<br />
posto la nostra assistenza tecnica dall’installazione<br />
fino al collaudo dell’opera.<br />
Sul tema «responsabilità del<br />
produttore»<br />
La c<strong>ad</strong>uta massi, gli scoscendimenti, le colate di fango<br />
e le valanghe sono eventi naturali e quindi imprevedibili.<br />
Pertanto, non è possibile determinare e garantire<br />
<strong>con</strong> mezzi scientifici una sicurezza assoluta per persone<br />
e cose. Per garantire lo standard di <strong>protezione</strong> auspicato,<br />
sono necessari regolari e <strong>ad</strong>eguati interventi di<br />
sorveglianza e manutenzione dei sistemi di <strong>protezione</strong>.<br />
Inoltre, gli eventi che eccedono la capacità di assorbimento<br />
del sistema calcolata dagli ingegneri, l’utilizzo di<br />
parti non originali e la corrosione (per esempio in seguito<br />
all’inquinamento dell’ambiente o <strong>ad</strong> altre influenze<br />
esterne) possono ridurre il gr<strong>ad</strong>o di <strong>protezione</strong>.<br />
<strong>Geobrugg</strong> Italia SrL<br />
Geohazard Solutions<br />
Via C.Battisti, 17 IT-20097 San Donato Milanese (MI)<br />
Tel. +39 02 518 77 240 Fax +39 02 518 77 241<br />
www.geobrugg.it info@geobrugg.it<br />
Una Società del Gruppo BRUGG<br />
Certifi cato se<strong>con</strong>do ISO 900<br />
1.103.01.IT-IT.1006/800