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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

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