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GIUSEPPE MATTEOTTI PIERO RUOL Università di Padova L’IMPIEGO DEI GEOSINTETICI NELLE OPERE DI INGEGNERIA MARITTIMA E COSTIERA 1. Premessa Questo tradizionale Convegno Nazionale sui Geosintetici, giunto quest’anno alla XVI edizione, ha un “antenato” nel Convegno italiano sui tessili e terreni” tenuto a Pomezia nel 1978: “antenato” perché da allora la disciplina dei geosintetici ha conosciuto uno sviluppo straordinario, a partire dai cosiddetti “tessuti non tessuti” (ora più correttamente identificati come geotessili nontessuti) ai geotessili, alle geogriglie, alle georeti, ai geocompositi, e così via, con impieghi sempre più svariati a compensare deficienze di ogni tipo, in relazione alle diverse condizioni del terreno su cui l’uomo costruisce. Agli usi iniziali, prevalentemente come separazione di materiali a diversa granulometria, se ne sono aggiunti sempre di più complessi; penso ai geotessili nontessuti impiegati come filtri, relativamente deformabili, ed al contrario alle più rigide geogriglie, con allungamenti molto limitati, che possono essere usate ad esempio nelle terre armate sotto alle dighe marittime per contrastare effetti rifluenti in terreni di fondazione molli e comprimibili. In definitiva si può dire che non v’è settore dell’ingegneria civile dove non si incontrino sistemi di presidio rappresentati dall’uso di tutti questi materiali, oggetto del nostro Convegno. A questo proposito c’è da far notare che i moderni materiali vanno a completare procedimenti noti fin dall’antichità. Già i Sumeri, che circa 5000 anni fa abitavano nel Sud della Mesopotamia, nell’eseguire quei monumenti, che noi conosciamo col nome di Ziggurat, con mattoni fatti di argilla e seccati al sole, furono i precursori della elaborazione costruttiva rappresentata dalla terra armata. Poiché gli Ziggurat tendevano ad infossarsi entro il suolo scadente e a spanciarsi per deficienza di resistenza al taglio dei terreni, i Sumeri pensarono di intercalare fra i primi corsi di mattoni, che costituivano le fondazioni dei monumenti, delle stuoie intessute con vegetali. In tale maniera fu possibile evitare l’affondamento, anticipando in tal maniera il nostro concetto di armatura. Dal che si deduce che i progressi oggi raggiunti sono sovente il frutto di una esperienza meditata degli insuccessi. In tal senso l’archeologia ci può dare insegnamenti di grande utilità per il progredire della meccanica delle terre e dell’impiego di questi relativamente recenti materiali. L’uso combinato di geotessili e griglie metalliche è stato impiegato ad esempio per la soluzione di un caso difficile nella costruzione dei moli foranei del Porto di Sibari (Calabria orientale). Questi dovevano insistere su un strato di potenza di circa 50 m di terreno coesivo poco consistente. Si è dovuto creare dapprima un precarico, costituito da un rilevato in mare di sabbia con pendenza 1:10, sotto il quale si è posta in opera una serie di dreni verticali della lunghezza di 55 m, per consolidare lo strato di argilla molle sottostante. Con una speciale attrezzatura sono stati infissi 110.000 m di dreni di sabbia del diametro nominale pari a 0,3 m, costituiti da una calza di geotessile, con effetto filtrante, ed è stata stesa una “rete idraulica” ad alta resistenza, con effetto di “haut couture” per bloccare il terreno ed evitare possibili refluimenti laterali del sottosuolo. E’ tuttavia da osservare che talvolta c’è un abuso nell’impiego dei geosintetici in costruzioni che non presentano tale necessità. C’è anche, d’altro canto, da notare che qualche volta si può riscontrare l’impiego di materiali che non hanno nulla a che vedere con i geosintetici veri e propri, caratterizzati da precise caratteristiche frutto di accurati controlli di qualità in fase di produzione. L’evoluzione di questo settore dell’Ingegneria Civile pertanto può trovarsi di fronte a materiali che sfuggono alle caratteristiche più appropriate, le quali alle volte invece si vorrebbero a quelli attribuire. Si impone in questi casi la necessità di una conoscenza attenta dei problemi ingegneristici e dei materiali idonei che si possono usare per la loro soluzione. In altre parole i progettisti e i direttori dei lavori devono avere una competenza attenta di questi materiali per il loro impiego oppure richiedere il parere di chi tale competenza già possiede. Una numerosa casistica di impiego nelle opere marittime verrà ora esposta in modo da avere una utile intelligenza dei problemi trattati, che può valere anche fuori del campo delle costruzioni marittime. 2. Generalità Nel campo degli interventi di protezione dei litorali, l’ingegneria costiera, che storicamente è sempre stata dominio di interventi “rigidi”, sta evolvendo sempre più verso soluzioni “morbide” o miste. Negli USA, da sempre all’avanguardia nel settore costiero, i costi degli interventi morbidi che negli anni ’50 ricoprivano appena il 40% degli investimenti per la protezione delle coste, dagli anni ’70 si sono di molto elevati, fino a raggiungere valori compresi tra l’80 ed il 90% delle spese totali. Molti di tali interventi, morbidi o misti, prevedono l’uso dei geosintetici. Tali opere spaziano dai ripascimenti protetti o misti, ai frangiflutti 12

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GIUSEPPE MATTEOTTI PIERO RUOL Università di Padova

L’IMPIEGO DEI GEOSINTETICI NELLE OPERE DI INGEGNERIA MARITTIMA E COSTIERA

1. Premessa

Questo tradizionale Convegno Nazionale sui Geosintetici, giunto quest’anno alla XVI edizione, ha un “antenato” nel“1° Convegno italiano sui tessili e terreni” tenuto a Pomezia nel 1978: “antenato” perché da allora la disciplinadei geosintetici ha conosciuto uno sviluppo straordinario, apartire dai cosiddetti “tessuti non tessuti” (ora più correttamente identificati come geotessili nontessuti) ai geotessili, alle geogriglie, alle georeti, ai geocompositi, ecosì via, con impieghi sempre più svariati a compensare deficienze di ogni tipo, in relazione alle diverse condizionidel terreno su cui l’uomo costruisce. Agli usi iniziali, prevalentemente come separazione dimateriali a diversa granulometria, se ne sono aggiuntisempre di più complessi; penso ai geotessili nontessutiimpiegati come filtri, relativamente deformabili, ed alcontrario alle più rigide geogriglie, con allungamenti molto limitati, che possono essere usate ad esempio nelle terre armate sotto alle dighe marittime per contrastare effetti rifluenti in terreni di fondazione molli e comprimibili. In definitiva si può dire che non v’è settore dell’ingegneria civile dove non si incontrino sistemi di presidiorappresentati dall’uso di tutti questi materiali, oggetto delnostro Convegno. A questo proposito c’è da far notare che i moderni materiali vanno a completare procedimenti noti findall’antichità. Già i Sumeri, che circa 5000 anni fa abitavano nel Sud della Mesopotamia, nell’eseguire quei monumenti, che noi conosciamo col nome di Ziggurat, conmattoni fatti di argilla e seccati al sole, furono i precursoridella elaborazione costruttiva rappresentata dalla terraarmata. Poiché gli Ziggurat tendevano ad infossarsi entro il suolo scadente e a spanciarsi per deficienza di resistenzaal taglio dei terreni, i Sumeri pensarono di intercalare fra i primi corsi di mattoni, che costituivano le fondazioni deimonumenti, delle stuoie intessute con vegetali. In tale maniera fu possibile evitare l’affondamento, anticipando in tal maniera il nostro concetto di armatura. Dal che si deduce che i progressi oggi raggiunti sono sovente il frutto di una esperienza meditata degli insuccessi. In tal senso l’archeologia ci può dareinsegnamenti di grande utilità per il progredire dellameccanica delle terre e dell’impiego di questirelativamente recenti materiali.

L’uso combinato di geotessili e griglie metalliche è stato impiegato ad esempio per la soluzione di un caso difficile nella costruzione dei moli foranei del Porto di Sibari(Calabria orientale). Questi dovevano insistere su un strato

di potenza di circa 50 m di terreno coesivo pococonsistente. Si è dovuto creare dapprima un precarico, costituito da un rilevato in mare di sabbia con pendenza1:10, sotto il quale si è posta in opera una serie di dreniverticali della lunghezza di 55 m, per consolidare lo strato di argilla molle sottostante. Con una speciale attrezzaturasono stati infissi 110.000 m di dreni di sabbia del diametronominale pari a 0,3 m, costituiti da una calza di geotessile,con effetto filtrante, ed è stata stesa una “rete idraulica” adalta resistenza, con effetto di “haut couture” per bloccare il terreno ed evitare possibili refluimenti laterali del sottosuolo.E’ tuttavia da osservare che talvolta c’è un abusonell’impiego dei geosintetici in costruzioni che nonpresentano tale necessità. C’è anche, d’altro canto, da notare che qualche volta si può riscontrare l’impiego di materiali che non hanno nulla a che vedere con i geosintetici veri e propri, caratterizzati da precisecaratteristiche frutto di accurati controlli di qualità in fase di produzione.L’evoluzione di questo settore dell’Ingegneria Civile pertanto può trovarsi di fronte a materiali che sfuggono alle caratteristiche più appropriate, le quali alle volte invece si vorrebbero a quelli attribuire.Si impone in questi casi la necessità di una conoscenza attenta dei problemi ingegneristici e dei materiali idonei che si possono usare per la loro soluzione. In altre parole i progettisti e i direttori dei lavori devono avere una competenza attenta di questi materiali per il loro impiego oppure richiedere il parere di chi tale competenza già possiede.

Una numerosa casistica di impiego nelle opere marittime verrà ora esposta in modo da avere una utile intelligenza dei problemi trattati, che può valere anche fuori del campo delle costruzioni marittime.

2. Generalità

Nel campo degli interventi di protezione dei litorali, l’ingegneria costiera, che storicamente è sempre stata dominio di interventi “rigidi”, sta evolvendo sempre piùverso soluzioni “morbide” o miste. Negli USA, da sempreall’avanguardia nel settore costiero, i costi degli interventimorbidi che negli anni ’50 ricoprivano appena il 40% degli investimenti per la protezione delle coste, dagli anni ’70 si sono di molto elevati, fino a raggiungere valori compresitra l’80 ed il 90% delle spese totali. Molti di tali interventi,morbidi o misti, prevedono l’uso dei geosintetici. Tali opere spaziano dai ripascimenti protetti o misti, ai frangiflutti

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sommersi, alle difese in aderenza, ai pennelli o frangiflutti non in pietrame, alla ricostruzione di dune artificiali; a seconda del tipo di intervento, e soprattutto a secondadella funzione (idraulica o meccanica), vengono usati: geotessili, georeti, geogriglie, geotubi, geocontainers ogeocompositi derivanti dall’accoppiamento di due o più dei materiali citati. Le colmate di aree costiere o lagunari sono un ulteriore esempio di appropriato uso dei geosintetici (con funzioni di drenaggio, filtrazione e protezione).

I geosintetici sono sempre più frequentemente usati anchenegli interventi tradizionali dell’ingegneria marittima ed in particolare nelle opere di ingegneria portuale. Tali materiali vengono impiegati come separazione (per evitare la reciproca contaminazione tra due terreni di granulometriamolto differente, posti a contatto), come filtro (per problemilegati alla filtrazione) e come rinforzo del fondale marino.Esistono poi altri settori dell’ingegneria costiera cheprevedono l’uso di geosintetici: le “panne antinquina-mento”, ad esempio, vengono sempre più spesso usate durante operazioni portuali a rischio ambientale, o durante la movimentazione di oli minerali o ancora nelle attività didragaggio/refluimento di sedimenti potenzialmente inquinati. I materassi in geocomposito che spesso vengono scelti dai progettisti per lo zavorramento dicondotte di scarico a mare o di pipelines, rappresentano un altro esempio di appropriato utilizzo dei geosintetici.Si possono infine richiamare altre applicazioni “non tradizionali” dell’ingegneria marittima e costiera che pure prevedono l’uso di geosintetici. I dreni con filtri in geotessile che vengono usati negli interventi - ancora in fase di sperimentazione - di “beach dewatering”, ossia dispeciali drenaggi delle spiagge, ne sono un primoesempio. Sempre in tale categoria possono rientrareanche alcuni sistemi di attenuazione del moto ondoso,basati sull’utilizzo di “alghe sintetiche” in zone ad elevataturbolenza dove difficilmente possono attecchire osopravvivere le alghe naturali. Le cause di degrado delle opere che prevedono l’uso di geosintetici possono essere: sottopressioni, scorrimenti, sollecitazioni del moto ondoso, scavo al piede, erosionilocalizzate per overtopping o tracimazione e collassogeotecnico.I criteri di dimensionamento debbono considerare tutti questi rischi di danneggiamento, anche se l’impiego deigeosintetici è spesso basato, se si escludono le classiche funzioni di rinforzo, filtrazione e drenaggio, su criteriempirici e su sperimentazioni ad hoc, piuttosto che susolide basi teoriche, peraltro difficili da sviluppare in relazione alla sempre crescente varietà delle caratteristiche dei prodotti immessi sul mercato.

Nei paragrafi seguenti sono descritte le principali“applicazioni tradizionali” dell’ingegneria marittima ecostiera che prevedono l’uso di geosintetici, ed alcune “applicazioni non tradizionali”. Per ciascuna applicazione sono elencate le diverse tipologie di geosintetico chepossono essere tipicamente adottate e sono illustrati alcuni interventi esemplificativi, corredati da disegni o da fotografie.

3. Applicazioni tradizionali

Le principali applicazioni tradizionali dell’ingegneria marittima e costiera che prevedono l’uso di geosintetici,possono essere sintetizzate nella seguente Tab. 1.

Applicazioni “tradizionali” Tipologia di geosintetico

SottofondazioniGeotessili, georeti, geogriglie, geocompositi

Rivestimenti – muri di sponda Geotessili, georeti, geocompositi

Colmate Geotessili, geotubi

Ripascimenti protetti Sacchi, geotubi

Barriere sommerse Sacchi, geotubi, geocontainers

Pennelli e frangiflutti Sacchi, geotubi, geocontainers

Moli Geotubi, geocontainers

Dune artificiali Sacchi, geotubi, pannelli frangivento

Drenaggi (dreni verticali in sabbia) Dreni con filtri in geotessile

Tab. 1 - Principali applicazioni “tradizionali” nellaingegneria marittima e costiera

3.1 Sottofondazioni

La più classica applicazione dei geosintetici riguarda probabilmente le sottofondazioni di opere marittime. Un emblematico esempio di tale intervento è rappresentato dalle barriere mobili olandesi (Fig. 1 e Fig. 2).

Fig. 1 – Fase di posa in opera del pacchetto digeosintetici in sottofondazioni (Olanda)

Fig. 2 – Barriere mobili in funzione (Olanda)

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L’uso dei geosintetici per la realizzazione di opere di difesadei litorali (pennelli e frangiflutti) è evidenziato nelle seguenti Fig. 3 e Fig. 4.

Fig. 3 – Fase di preparazione dei geosintetici per lamessa in opera in sottofondazioni (Veneto)

Fig. 4 – Fase di posa in opera di geosintetici insottofondazioni (Calabria)

Fig. 5 – Fase di appesantimento di geosintetici per laposa in opera in sottofondazioni (Calabria)

3.2 Rivestimenti / muri di sponda

Nelle seguenti Fig. 6 e Fig. 7 è rappresentato un esempio di un rivestimento di sponda in aderenza, con filtro non

progettato correttamente, per cui gli effetti di una violentamareggiata sono anche troppo evidenti.

Fig. 6 – Rivestimento di sponda con filtro non correttamente progettato (Calabria)

Fig. 7 – Esito di una violenta mareggiata (Calabria)

La Fig. 8 si riferisce invece alla corretta realizzazione di unrivestimento di sponda correttamente progettato.

Fig. 8 – Realizzazione di un rivestimento di sponda con filtro progettato correttamente (Veneto)

Sempre nella categoria delle opere in aderenza possono rientrare le protezioni al piede, talora realizzate con sacchi di geotessile (Fig. 9) o con geosintetici sovrapposti in più strati, a formare una “terra rinforzata” (Fig. 10).

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Fig. 9 – Sacchi in geotessile stabilizzato UV (Maroochi beach – Australia)

Fig. 10 – Rinforzo al piede di dune e falesie (Island Sylt – Germania)

3.3 Colmate

Un tipico esempio di una colmata, realizzata nella Laguna di Venezia con ampio uso di geosintetici, per ricreare una morfologia lagunare (velme e barene) oggi in via di scomparsa, è fornito nelle seguenti Fig. 11, Fig. 12 e Fig. 13.In Fig. 14 è invece riportato un esempio di colmata realizzato su scala molto più ampia, in Olanda.

Fig. 11 – Colmate nella laguna di Venezia (Barene di S.Erasmo)

Fig. 12 – Colmate nella laguna di Venezia (Barene di S.Erasmo)

Fig. 13 – Colmate nella laguna di Venezia (Barene di S.Erasmo)

Fig. 14 – Realizzazione di una colmata (Progetto Naviduct – Olanda)

Per la realizzazione delle colmate si usa sovente la tecnica del riempimento di geotubi con sabbia. I geotubi sono altresì adottati anche per scopi differenti da questo, ossia per la realizzazione di opere di difesa dei litorali (Fig. 15 e Fig. 16), ma la tecnica è del tutto analoga.

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Fig. 15 – Fase di installazione di geotubi (Alto Adriatico)

Fig. 16 – Fase di riempimento di geotubi (Alto Adriatico)

3.4 Ripascimenti protetti e barriere sommerse

Come accennato nelle premesse, l’orientamento odierno per le opere di difesa degli arenili è sempre più sbilanciato verso le opere “morbide” o miste, piuttosto che verso le opere “rigide” in pietrame (Fig. 17).

Fig. 17 – Ripascimenti protetti e “spiagge sospese” (Ravenna)

Tra tali opere i “ripascimenti protetti”, altrimenti noti come “spiagge sospese”, rivestono un ruolo di primario interesse perché consentono di utilizzare volumi di materiale di apporto inferiore ai ripascimenti “liberi”. In tale caso le barriere di supporto “al piede” dei ripascimenti possono essere realizzate con sacchi in geotessile riempiti di sabbia o con geotubi, pure riempiti di sabbia (Fig. 18).

Fig. 18 – Barriera sommersa ad Alassio (Liguria)

Nell’ambito delle barriere sommerse in geosintetici, le applicazioni sono molto più ampie di quelle citate; ad esempio, sono stati recentemente realizzate (in Australia e negli USA) barriere sommerse in geocontainers, il cui scopo principale (oltre a quello, fondamentale ma indiretto, della difesa della costa) è quello ricreativo, mirante a favorire la pratica del surf (Fig. 19, Fig. 20, Fig. 21).

Fig. 19 – Schema di un “artificial surfing reef” (ASR)

Fig. 20 – Esempio di realizzazione di un ASR in geocontainer (Narrownech – Australia)

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Barriera sommersain geocontainers Spiaggia

Fondale sabbioso

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Fig. 21 – Funzionamento di una ASR in geocontainer (Narrownech – Australia)

L’esempio di ASR (artificial surfing reef) riportato nelle precedenti immagini è riferito ad un recente intervento realizzato con successo in Australia.

3.5 Pennelli e frangiflutti

La realizzazione di pennelli e frangiflutti, ossia di opere tipicamente dedicate alla protezione dei litorali, può essere affidata a strutture in geosintetico, come rappresentatonelle seguenti Fig. 22, Fig. 23 e Fig. 24.

Fig. 22 – Pennelli, frangiflutti ed opere in aderenza in geotubi (Delta del Po)

Fig. 23 – Realizzazione di un pennello in sacchi di geotessile (Queensland – Australia)

Fig. 24 – Pennello in sacchi di geotessile (Queensland – Australia)

3.6 Moli portuali

La sempre maggior difficoltà di reperimento ed il costo talora elevato dei materiali (tout-venant e pietrame) necessari per la costruzione del nucleo di opere portuali, può suggerire l’opportunità di impiegare geocontainers in geosintetico da riempire con la sabbia presente in sito (Fig. 25, Fig. 26) appunto per la realizzazione del nucleo di tali opere.

Barriera sommersa Narrowneck

Precedente linea di erosione

Fig. 25 – Realizzazione del nucleo di una diga in geocontainers

Fig. 26 – Schema di realizzazione del nucleo di una diga in geocontainers

Le dimensioni di tali geocontainers sono assai rilevanti, come evidenziato nella Fig. 27; le fasi di confezione e di varo di tali contenitori è rappresentata nella sequenza di immagini di Fig. 28.

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Fig. 27 – Dimensioni tipiche dei geocontainers (Narrowneck – Australia)

Fig. 28 – Fasi di confezione e varo dei geocontainers (Olanda)

3.7 Dune artificiali

L’ingegneria ambientale sta sempre più valorizzando l’importanza e la funzione delle dune litoranee, per cui spesso si vede associare ad un tradizionale intervento di difesa di un arenile, la costruzione (o ricostruzione, se eliminate nel passato) o la stabilizzazione di dune in sabbia. Tale realizzazione può prevedere l’uso di geosintetici (Fig. 29) o di materassi geocompositi (Fig. 30), soprattutto quando si voglia limitare il rischio di demolizione delle dune in condizioni estreme.

Fig. 29 – Costruzione di una duna artificiale con geosintetici

Fig. 30 – Stabilizzazione di una duna con materassi geocompositi

3.8 Drenaggi verticali

Nelle costruzioni marittime può talora rendersi necessario consolidare gli strati coesivi (tipicamente argille molli) dei terreni di fondazione prima di poter costruire l’opera. In tali casi si possono utilmente impiegare serie di dreni verticali che consentono di raggiungere lo scopo in tempi relativamente brevi.Generalmente tali dreni sono realizzati: o semplicemente infiggendo nel terreno speciali dreni prefabbricati (Fig. 31) ovvero realizzando pali in sabbia con filtro esterno in geotessile; quest’ultima tecnologia è quella adottata ad esempio per la costruzione dei moli portuali di Sibari (Fig. 32)

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Fig. 31 – Infissione di dreni prefabbricati

Fig. 32 – Fase di realizzazione dei dreni a Sibari

4. Applicazioni non tradizionali

Come si è già accennato, l’ingegneria marittima e costiera sta sempre più frequentemente facendo uso dei geosintetici, e le possibili applicazioni spaziano anche in settori “non tradizionali” oppure tipici dell’ingegneria ambientale.

Certi di non aver fornito una esaustiva casistica di queste applicazioni, appunto in continua evoluzione, nella seguente Tab. 2 sono elencate alcune possibili applicazioni e sono illustrati alcuni interventi esemplificativi, corredati da immagini fotografiche.

Applicazioni “non tradizionali” Tipologia di geosintetico

Drenaggi di spiaggia Dreni con filtri in geotessile

Panne antinquinamento Geomembrane

Sistemi attenuazione moto ondoso Alghe artificiali

Zavorre per scarichi a mare e tubazioni (pipeline)

Materassi geocompositi

Materassi antierosione Tappeti filtranti zavorrati

Vasche di colmata per lagunaggio Teli impermeabili e drenaggi

Pali in sabbia/ghiaiaColonne incapsulate con geosintetici

Opere provvisionali Sacchi, geotubi, geocontainers

Tab. 2 - Applicazioni “non tradizionali” nella ingegneria marittima e costiera.

4.1 Drenaggi di spiaggia

Sono oggi in fase di sperimentazione i sistemi di drenaggio delle spiagge per favorire il ripascimento dell’arenile. Tale tecnica (Fig. 33) si basa sulla installazione di tubi drenanti con filtro esterno in geotessile nella zona più attiva dell’arenile per favorire il deposito delle sabbie trasportate dalle onde sul fronte della spiaggia stessa.

Bagnasciuga

Onde Livello medio

dell’acqua

Linea di flusso

Fondale PrimaDopoDreno

Fig. 33 – Funzionamento dei drenaggi di spiaggia

Fig. 34 – Realizzazione dei dreni filtranti (Ravenna)

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Fig. 35 – Installazione dei dreni (Ravenna)

4.2 Panne o membrane antinquinamento

Le panne antinquinamento (sovente realizzate impiegando geomembrane impermeabili galleggianti) vengono usate durante operazioni portuali a rischio ambientale ed hanno lo scopo di evitare la diffusione/dispersione di inquinanti odi sedimenti inquinati verso aree limitrofe a quelle di intervento. Queste membrane possono essere confinate solamente negli strati idrici più superficiali (per limitare la dispersione di inquinanti “galleggianti” o durante una rischiosa movimentazione di oli minerali) ovvero possono raggiungere il fondale marino (per attività di dragaggio e/o refluimento di sedimenti potenzialmente inquinati) (Fig. 36,Fig. 37, Fig. 38).

Fig. 36 – Confezione delle panne (Venezia)

Fig. 37 – Esempio di posizionamento delle panne

Fig. 38 – Posizionamento di geomembrane (Venezia)

4.3 Sistemi di attenuazione del moto ondoso

Sono stati recentemente proposti e sperimentati originalisistemi di attenuazione del moto ondoso, basati sul utilizzo di “alghe sintetiche” da disporre sul fondale marino in zonead elevata turbolenza, dove difficilmente possono attecchire o sopravvivere le alghe naturali. Le alghe sono realizzate in uno speciale geosintetico (ad esempio polipropilene schiumato a cellula chiusa) con pesospecifico molto ridotto e sono quindi molto “leggere” in acqua (Fig. 39). In alcuni casi tale impiego si è dimostrato efficace, favorendo il deposito dei sedimenti trasportati da onde e correnti di marea (Fig. 40).

Fig. 39 – Confezione delle alghe artificiali

Fig. 40 – Funzionamento delle alghe artificiali

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4.4 Zavorre per scarichi a mare e pipeline

I materassi in geocomposito (Fig. 41), che spesso vengono scelti dai progettisti per il zavorramento di condotte di scarico a mare o di pipelines, rappresentano un altro esempio di appropriato utilizzo dei geosintetici (Fig. 42, Fig. 43).

Fig. 41 – Fase di varo di materassi in geocomposito

Fig. 42 – Disposizione delle zavorre per scarichi a mare

Fig. 43 – Collocazione dei materassi per cavidotti

4.5 Materassi antierosione

Nel campo dell’ingegneria costiera e portuale esistono molteplici casi per i quali può risultare preoccupante l’eventuale erosione dei fondali marini (ad esempio nelle darsene portuali, in alcuni tratti di canali navigabili o di zone costiere); per scongiurare tale pericolo, si può fare uso di speciali materassi appesantiti, costituiti da tappeti filtranti in geotessile, preconfezionati con l’inserimento di blocchetti di cls di idoneo peso (Fig. 44).

Fig. 44 – Fase di posa di tappeti filtranti zavorrati

4.6 Vasche di colmata per lagunaggio

Nel trattamento di terreni provenienti da attività di dragaggio (o di altra provenienza) si ricorre spesso alla tecnica del confinamento in vasche di colmata. La corretta progettazione di tali vasche di colmata per “lagunaggio” deve prevedere un letto drenate alla base e maglie di dreni verticali/orizzontali per accelerare l’addensamento dei sedimenti riportati. Tale tecnica si base sull’uso tappeti filtranti e di dreni talora realizzati per mezzo di tubi forati o finestrati con filtro esterno in geotessile (Fig. 45, Fig. 46).

Fig. 45 – Schemi di posizionamento dei dreni filtranti

Fig. 46 – Realizzazione di vasche di colmata per lagunaggio

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4.7 Pali in sabbia/ghiaia

La realizzazione di rilevati o di colmate su terreni comprimibili può basarsi su una recente tecnologia che prevede la realizzazione di colonne in sabbia (o ghiaia) incapsulate con robusti geosintetici caratterizzati da una elevata resistenza a trazione ed aventi funzione di contenimento e rinforzo. (Fig. 47, Fig. 48). Con tale soluzione (di cui peraltro sono stati effettuati solamente pochi interventi) non è necessario attendere l’esaurimento del processo di consolidazione nei terreni di fondazione.

Fig. 47 – Realizzazione di colonne in sabbia con filtro esterno in geosintetico (Foce Elba, Germania)

Fig. 48 - Esempio di realizzazione di pali in sabbia (Germania)

4.8 Opere provvisionali

Per concludere la presentazione sulle applicazioni non tradizionali che prevedono l’uso di geosintetici, si possono citare numerosi casi di interventi provvisionali o di somma urgenza.La realizzazione di una barriera provvisionale anti-ingressione marina, ne è un chiaro esempio (Fig. 49, Fig. 50). La economica e rapida realizzazione di tale opera può

consentire infatti la esecuzione in sicurezza di interventi o la costruzione di opere nella zona così protetta.Ma anche un’opera dettata da condizioni di “somma urgenza”, può efficacemente far uso di tali materiali essendo di rapida costruzione ed agevolmente rimovibile (Fig. 51).

Fig. 49 – Geotubi provvisionali a protezione dal moto ondoso (Venezia)

Fig. 50 – Geotubi provvisionali a protezione dal moto ondoso (Venezia)

Fig. 51 – Opera provvisionale in sacchi di geotessile Stockton beach - Australia).

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Ringraziamenti

Si ringraziano collettivamente le varie ditte ed i vari colleghi che hanno cortesemente fornito parte delle immagini contenute nel presente lavoro.

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RIASSUNTO

L’impiego dei geosintetici nelle opere di ingegneria marittima e costiera

Nel presente articolo si è cercato di fornire una numerosa ed esaustiva casistica sui possibili impieghi dei geosintetici nella disciplina dell’ingegneria marittima e costiera, in modo da avere una utile intelligenza dei problemi trattati, che può valere anche fuori del campo delle costruzioni marittime.Sono state dapprima descritte le principali applicazioni tradizionali dell’ingegneria marittima e costiera che prevedono appunto l’uso di geosintetici, che comprendono: le sottofondazioni, i rivestimenti ed i muri di sponda, le colmate, i ripascimenti artificiali, le barriere sommerse, le opere di difesa rigide (pennelli e frangiflutti), i moli portuali, le dune in sabbia ed i drenaggi. Sempre con riferimento all’uso dei geosintetici, sono poi state presentate alcune applicazioni “non tradizionali”, quali: drenaggi di spiaggia, panne antinquinamento, sistemi di attenuazione del moto ondoso, materassi antierosione, vasche di colmata per lagunaggio, pali in sabbia ed opere provvisionali. Per entrambe le categorie di applicazioni sono stati forniti numerosi esempi, corredati da foto e disegni esplicativi.Le tipologie di geosintetici che tali interventi impiegano sono principalmente: geotessili, georeti, geogriglie, geotubi, geocontainers e geocompositi derivanti dall’accoppiamento di due o più dei materiali citati.

ABSTRACT

The use of geosynthetics in maritime and coastal engineering

The paper presents a large series of cases on possible uses of geosynthetics in the maritime and coastal engineering, aiming at giving a useful basis of treated arguments, clearly related to others than the maritime structures fields of application. In the beginning, the “traditional” coastal and maritime applications involving the use of geosynthetics have been dealt, including: foundations, revetments and sea walls, land reclaiming, artificial nourishments, submerged structures, groins and detached breakwaters, jetties, sand dunes and vertical drains. Later some “non traditional” coastal and maritime applications were treated, like: beach dewatering drains, anti-pollution curtains, wave reduction devices, anti-erosion mattresses, reclaimed areas, sand piles and provisional works, again referring to the proper use of geosintetics.For both the categories of applications a large number of examples was given, including pictures and drawings. The types of geosynthetics involved in the described applications range among: geotextiles, geonets, geogrids, geotubes, geocontainers and geocomposites deriving from the coupling of two or more of these materials.

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