Aspetti Tecnico Scientifici

 



LE DIGHE


La diga è una barriera costruita per ostruire o deviare il corso di un fiume e raccoglierne le acque in un bacino artificiale. Generalmente le dighe vengono costruite per concentrare il salto d'acqua naturale di un fiume, in modo da sfruttarlo per generare elettricità, alimentare canali e sistemi di irrigazione e di approvvigionamento idrico, oppure per aumentare il livello dell'acqua del fiume per renderlo navigabile o controllarne il livello nei periodi di piena e siccità, o ancora per creare laghi artificiali a scopo ricreativo.

Secondo la legislazione italiana, si definiscono dighe quelle opere di sbarramento che hanno un' altezza superiore a 10 metri, qualunque sia l'invaso o che determinano l'invaso superiore a 100.000 metri cubi qualunque sia l'altezza. Tutte le altre opere di sbarramento prendono il nome di traverse.

Un aspetto molto critico della costruzione di una diga è il prosciugamento e la preparazione della fondazione. Il prosciugamento generalmente viene effettuato per mezzo di uno o più argini di contenimento, che servono a mantenere il luogo all'asciutto durante la costruzione. La struttura di contenimento può consistere in un argine di terra o in celle di lamiera d'acciaio riempite di terra. La deviazione del corso del fiume può essere effettuata costruendo argini sia a monte sia a valle del cantiere e facendo quindi passare l'acqua del fiume attraverso appositi canali di deviazione. Tali canali frequentemente vengono utilizzati per altri scopi dopo il completamento della diga, ad esempio come canali di scarico. Se le condizioni topografiche precludono la costruzione di canali, la diga può essere costruita in due fasi. In questo caso, il primo argine sbarra il corso del fiume solo per metà permettendo di costruire la prima metà della diga. Questo argine in seguito viene rimosso e se ne costruisce un secondo dalla parte opposta del cantiere. La costruzione di dighe molto grandi può durare anche anni e il rischio che nel frattempo si verifichino forti inondazioni è molto alto.

Una diga deve essere impenetrabile all'acqua e le possibili infiltrazioni vanno ridotte al minimo per evitare le eccessive perdite e prevenire l'indebolimento della struttura stessa.

Il progetto deve inoltre tenere conto delle diverse sollecitazioni cui la struttura è sottoposta, quali la gravità, la pressione idrostatica dell'acqua trattenuta, il sollevamento (le forze verticali che tendono a ridurre il peso della diga) causato dalla pressione idrostatica sulle fondamenta e le sollecitazioni trasmesse dal terreno, compresi i movimenti sismici.



SISTEMA PIAVE: LA BANCA DELL’ACQUA


Nella grandiosa architettura di capillare utilizzo delle acque del bacino plavense: dighe, condotte forzate, centrali, il lago artificiale del Vajont, a ragione della posizione geografica prossima alla pianura e della elevata quota di invaso, 722 m s.l.m., avrebbe occupato un ruolo strategico.

La stesura progettuale del 1940, e successive, lo concepirono come serbatoio di raccolta e compensazione pluristagionale di una rete d'acque, con derivazioni all'aperto e in galleria, facente sistema comunicante tra Piave-Boite-Maè-Vajont. Per tale via si sarebbero meglio garantite costanza di riserve e di alimentazione d'acqua alle centrali idroelettriche ed ai consorzi irrigui della pianura. In altri termini si sarebbe potuto riconoscere al bacino del Vajont, il titolo di: BANCA D'ACQUA. L'autorizzazione alla costruzione della diga, alta 202 m capace di trattenere 50 milioni di metri cubi d'acqua, venne concessa dal Consiglio Superiore dei Lavori pubblici, in tempi drammatici per il Paese, il 15 ottobre 1943. Al vicino lago artificiale di Val Gallina veniva demandato il ruolo di serbatoio di carico per la sottostante centrale di Soverzene, una delle maggiori d'Europa al tempo della sua entrata in esercizio nel 1950. Ad essa, tramite una derivazione in galleria in sinistra Piave lunga 25 km del diametro di m 4.50, giungono le acque del Piave provenienti direttamente dal lago di Pieve di Cadore



LA DIGA DEL VAJONT


La diga ad arco a doppia curvatura in calcestruzzo venne iniziata nel 1957 dal Gruppo S.A.D.E. - Società Adriatica di Elettricità di Venezia e venne portata a termine nel 1959.



Dati principali:
Altezza complessiva264,6 m
Larghezza alla base27,0 m
Larghezza in sommità3,4 m
Livello di massimo722,5 m slm
Livello di massima piena462,0 m slm
Livello massimo725,5 m slm


Capacità di invaso:
Complessiva168,715 milioni di mc
Utile150,000 milioni di mc

Questo tipo di diga sfrutta gli stessi principi strutturali del ponte ad arco. La curva dell'arco è rivolta verso valle, e la maggior parte del carico d'acqua è distribuito verso le pareti laterali della stretta valle o del canyon in cui tali dighe sono costruite. Ma i siti che si prestano alla costruzione di questo tipo di struttura sono relativamente pochi. La prima diga ad arco, la diga di Pontalto, fu costruita in Austria nel 1611.




IL PROGETTO DELLA DIGA


L'allora diga più alta del mondo venne costruita molto in fretta; nel 1956 venne aperto il cantiere per i lavori e in  poco più di due anni, nell'autunno del 1958 venne ultimata anche se non del tutto rifinita. Riportiamo alcuni dati per far comprendere le dimensioni dell'impianto:

Il cantiere contava 400 operai che facevano crescere la diga di 60 centimetri al giorno. Il progetto originale prevedeva la costruzione di una diga di 200 metri sottintendente un bacino artificiale di 58.000.000 metri cubi ma nel 1957 venne proposta ed accordata dal ministro Togli una variante in corso d'opera cioè l'innalzamento della diga da 200 metri a 261,60 metri che a questo punto avrebbe sotteso un lago di 150.000.000 metri cubi.

Dal 1958 in poi la diga resisterà a tutti i collaudi dando prova della sua efficente struttura. Comunque come abbiamo visto la diga non cadde come in un primo tempo era sembrato ma resistette alla frana rimanendo lievemente lesa in cima sul versante sinistro della valle come si vede dalla foto a destra.

Finita la Grande Guerra in tutto il veneto si cercavano valli adatte alla creazione di bacini idroelettrici per poter dare un consistente contributo alla ripresa dell'economia italiana che all'epoca si trovava in ginocchio. L'ingegner Carlo Semenza ed il Geologo Dal Piaz tra gli anni 20 e gli anni 30 costruiranno numerosi impianti idroelettrici tra le dolomiti del Veneto;a loro si devono la diga di Sottocastello (Pieve di Cadore) di Valle di Cadore ed altre ancora finché nel 29 incominciarono ad interessarsi alla valle Vajont la cui stretta gola sembrava ideale per la costruzione di un bacino idroelettrico che avrebbe dovuto contenere le acque degli atri bacini idroelettrici creati sugli affluenti del Piave diventando quindi un lago di riserva da usare nelle stagioni in cui gli altri bacini non erano utilizzabili (Estate ed Inverno). La realizzazione di questo progetto, come degli altri 7 costruiti tra queste montagne, se ne sarebbe occupata la S.a.d.e. (Società adriatica di elettricità). Siamo dunque nel giugno del 1940 ed il governo boccia questo progetto poichè ha ben altri problemi :c'è una guerra in corso !La Sade per non accetta il rifiuto di un progetto che avrebbe portato alla costruzione della diga più alta del mondo e che sarebbe stata il vanto e la gloria dell'ingegneria italiana. Il 15 ottobre del 1943, pochi giorni dopo l'8 settembre di Badoglio, la Sade riuscì ad ottenere un' adunanza ed un voto della IV Sezione del Consiglio superiore dei lavori pubblici e dunque allegando una perizia geologica del 1929 il progetto Vajont venne approvato. Le acque sarebbero passate attraverso il lago di S.Croce (il secondo lago del Veneto) e attraverso il Fadalto per mezzo di una serie di cascate tutt'oggi visibili.


             



LA PROVE D’INVASO


Operazione mediante la quale si controlla che un serbatoio artificiale funzioni alla perfezione. In altri termini, viene fatta fluire e successivamente estratta acqua dal serbatoio, per verificare che la diga non sia stata danneggiata.

Per la diga del Vajont vennero effettuare tre prove d'invaso, che risultarono determinanti per il franamento:


1.       1960, prima prova, durante la quale si manifestano sulle pendici instabili del monte Toc i segni di un franamento in atto. Effettivamente, il 4 novembre del '60 una frana di 700.000 mc precipita nel lago e contemporaneamente si forma una larga frattura a forma di M sul versante settentrionale del monte Toc;

2.       1962, si procede al secondo e più profondo invaso nonostante si noti un'accelerazione del movimento franoso;

3.       1963, il 22 aprile viene superata la quota di 700 m.; si ignorano le preoccupanti osservazioni del geologo Müller secondo cui il pericolo è tanto più elevato quanto più alto è il livello del serbatoio. A settembre il livello dell'acqua arriva a 710 m. e si aprono nuove fratture.

Diminuendo la quota dell'invaso iniziale, questi effetti di sovralzo e di sfioro si riducono rapidamente, e già la quota di 700 m.s.m. può considerarsi di assoluta certezza nei riguardi anche del più catastrofico prevedibile evento di frana. Sarà comunque opportuno, nel previsto proseguimento della ricerca, esaminare sul modello convenientemente prolungato gli effetti nell'alveo del Vajont ed alla confluenza nel Piave del passaggio di onde di piena di entità pari a quella sopra indicata per i possibili sfiori sulla diga. In tal modo si avranno più certe indicazioni sulla possibilità di consentire anche maggiori invasi nel lago-serbatoio, senza pericolo di danni a valle della diga in caso di frana".





Effettuato lo svaso venne creato un by-pass, una galleria di sorpasso scavata sul fondo della valle che assicurava il collegamento tra le punte estreme del lago, anche nel caso di una frana, consentendone l'esercizio. Una volta ultimata la galleria si propose di elevare l'invaso fino a quota 660, abbastanza speditamente per il primo tratto (70 centimetri al giorno da quota 635 a quota 650), più lentamente in seguito (circa 30 centimetri al giorno). A seguito di questa richiesta la Commissione di Collaudo effettuò un sopralluogo nell'ottobre del 1961 dando parere positivo. L'invaso, come al solito, era già iniziato da qualche giorno e, secondo il parere del Presidente della IV Sezione del Consiglio superiore, doveva fermarsi a quota 640. Alcune prescrizioni prevedevano l'invio di una documentazione quindicinale relativa al comportamento statico della diga, delle misure dei capisaldi di controllo, della stabilità delle sponde e delle quote dei livelli delle acque sotterranee rilevate dai piezometri installati. Questi dati vennero inviati regolarmente agli organi di competenza fintanto che il livello non raggiunse quota 640. Partì allora una successiva richiesta di portare il livello del serbatoio a quota 680, con un riempimento giornaliero pari a 30 centimetri al giorno, da effettuarsi nell'arco di quattro mesi (dicembre 1961 - aprile 1962). Nel frattempo, il 31 ottobre 1961, muore l'ing. Carlo Semenza e viene sostituito da Alberico Biadene. Il 23 dicembre il Servizio dighe acconsentì per un invaso fino a quota 655, che venne raggiunta il successivo 28 gennaio. Tre giorni dopo venne inoltrata un'altra richiesta per elevare l'invaso a quota 680 e quindi a quota 700. La richiesta era motivata dal fatto che: ".......per quanto riguarda il movimento franoso in zona Toc resta confermato, come dimostrano i diagrammi inviati negli ultimi quattro mesi, che il movimento stesso è sempre in fase di arresto e che la situazione è del tutto tranquillizzante, essendosi riscontrati soltanto degli spostamenti assolutamente irrilevanti". L'acqua dunque ricominciò a salire e fino a 690 metri non ci furono sostanziali accelerazioni del corpo franoso. Nell'ottobre del 1962, le accelerazioni ripresero con vigore, anche se erano al di sotto delle medie riscontrate nel novembre del 1960. L'effetto fu quello di riportare l'invaso a quote più basse, fin tanto che i movimenti si fossero arrestati. A quota 650 i movimenti si erano quasi annullati, ma restavano presenti gravi dissesti visibili ad occhio nudo.


         




STUDI SUL MODELLO DELLA CATASTROFE


L'ing. C. Semenza, preoccupato dagli eventi succedutesi dopo la frana del novembre 1960, ordinò uno studio che portasse alla determinazione degli effetti della frana sul circondario. Si trattava di riprodurre in scala adeguatamente ridotta le valli del Vajont e del Piave per un tratto interessato di diversi chilometri. Il modello poteva quindi essere di dimensione enormi (lungo fino a quaranta metri) e non facilmente riproducibile senza sollevare interessamento dell'opinione pubblica.

Il tutto doveva quindi essere fatto con il massimo riserbo nei riguardi delle fonti di informazione per evitare strumentalizzazioni tecniche o politiche di quanto si andava sperimentando. Il compito venne affidato all'Istituto di Idraulica e Costruzioni Idrauliche dell'Università di Padova. I proff. Ghetti e Marzolo, docenti universitari, sotto il finanziamento e il controllo dell'ufficio studi della società SADE, operarono al Centro Modelli Idraulici (C.I.M.) di Nove di Vittorio Veneto, considerato luogo ideale per il fatto di essere un po' fuori dalle grandi arterie di comunicazione. In una prima riunione si decise di approfondire i seguenti effetti: 1) Azioni dinamiche sulla diga. 2) Effetti d'onda nel serbatoio ed eventuali pericoli per le località vicine, con particolare attenzione al paese di Erto. 3) Ipotesi di una parziale rottura della diga e conseguente esame dell'onda di rotta e della sua propagazione lungo l'ultimo tratto del Vajont e lungo il Piave, fino a Soverzene ed oltre. Lo studio del punto 1 venne comunque eseguito in un laboratorio di Bergamo, mentre per gli altri fu costruito un modello in scala 1:200. Tale modello però si presentò alquanto approssimativo nelle sue fattezze. Non comparivano né i paesi rivieraschi del comune di Erto e Casso; addirittura la montagna di destra venne ricostruita fino a quota 750 m., appena una trentina di metri al di sopra del livello di massimo invaso, avvalorando di fatto l'ipotesi che l'onda non potesse interessare quote superiori. Per il materiale usato, dopo un primo fallimentare uso della sabbia che si impastava facilmente arrestandosi durante lo scorrimento a valle, si scelse la ghiaia, ingabbiata in reti di canapa mosse da un trattore.




LA DIGA PIU’ ALTA DEL MONDO RESSE ALLA FRANA


Contrariamente a quanto capita di sentire, la diga resse mirabilmente alle tremende sollecitazioni conseguenti allo sprofondamento nel lago di 260 milioni di mc di frana ed alla dislocazione violenta di 70-80 milioni di mc d'acqua. Ciò grazie alla saldezza della roccia su cui era stata impostata (non coinvolta nel movimento franoso) e, certamente, per la perizia progettuale e costruttiva riversata nella realizzazione. Concepito secondo le conoscenze tecniche più avanzate, il progetto della diga fu sottoposto a varie prove su un modello alto oltre 7 metri. Una estesa rete di controllo e misure facente capo a 350 strumenti venne installata nel manufatto e nella roccia. Furono inoltre eseguite opere di impermeabilizzazione e consolidamento quali lo schermo principale di tenuta; ideale prolungamento della diga nella roccia. Il cedimento della diga avrebbe comportato il trascinamento verso la valle del Piave di una incalcolabile quantità di materiale franato con effetti ancor più catastrofici.



Relazione di:

Accaroli Lorenzo; Biasioli Luca; Bovolenta Joshua; Franzon Alberto;

Panno Marco; Quaglia Gabriele; Samadello Andrea.