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Dissesto idrogeologico: emergenza perenne per le infrastrutture viarie

Le frane interessano non soltanto i centri abitati, ma anche le reti viarie extraurbane: i casi dei viadotti crollati in Sicilia e in Liguria

sfondo cng

  For English version: https://www.stradeeautostrade.it/en/environment-prevention-conservation/hydrogeological-instability-a-perennial-emergency-for-roads-infrastructures/

Con l’ampio termine “dissesto idrogeologico” vengono indicati un complesso di fenomeni e danni in cui l’elemento fondamentale per il verificarsi dello stesso è costituito dalla presenza di acqua, nelle sue forme liquida o solida, e localizzata in superficie o nel sottosuolo. Fenomeni idrogeologici sono frane, alluvioni, erosioni costiere, subsidenze e valanghe.

Il fenomeno assume rilevante importanza in Italia: dai dati dell’ISPRA (2018), 7.275 Comuni (91% del totale) sono a rischio per frane e/o alluvioni, 1,28 milioni di abitanti sono a rischio frane e oltre 6 milioni di abitanti a rischio alluvioni.

Oltre al costo delle vite umane, l’impatto del dissesto idrogeologico assume un rilevante costo in termini economici sul tessuto produttivo e le sue infrastrutture.

Indagini
1. (photo credit: www.ufficiostampa.provincia.tn.it)

Storicamente, il processo ha avuto un’evoluzione negativa, le cui cause sono legate a una sottovalutazione del problema in un contesto storico in cui l’antropizzazione è cresciuta nel Paese esponenzialmente con l’espansione dei centri abitati e delle relative infrastrutture di comunicazione e contemporaneamente è avvenuto l’abbandono dei territori montani: di contro non è seguita una corretta pianificazione territoriale.

Certamente, l’orografia del territorio nazionale è penalizzante sotto questo aspetto, vista la prevalenza montano-collinare del territorio italiano (circa il 75%).

Le accresciute sensibilità ambientali – e le gravissime perdite in termini di vite umane – hanno avuto un effetto legislativo sulla politica del territorio tale che sono stati applicati, finalmente, strumenti moderni al fine di pianificare in sicurezza nel territorio e/o mitigare le aree urbanizzate e le sue infrastrutture.

Se è vero che già nel 1989 (Legge n° 183 del 18 Maggio) vengono individuate le Autorità di Bacino, è con l’emanazione del Decreto Legge n° 180 dell’11 Giugno 1998 – convertito nella L. 267/1998 – che viene impressa un’accelerazione all’individuazione, alla perimetrazione e alla classificazione delle aree a pericolosità e rischio idrogeologico per frane e alluvioni, fino all’adozione dei Piani stralcio di bacino per l’Assetto Idrogeologico (PAI).

Numerosi Autori hanno concentrato gli studi sulle frane utilizzando le due principali discipline coinvolte nel fenomeno, e cioè la geotecnica (meccanica dei terreni e meccanica delle rocce) e idraulica.

frane
2. La classificazione di Cruden & Varnes (aggiornata da Hungr, Leourell e Picarelli, 2013)

La geologia costituisce, come è ovvio intuire, la “trama” del problema: tra le decine di Autori, la classificazione di Varnes (1978) e di Cruden & Varnes (1996) (Figura 2 sopra) sembra essere quella più applicata per la sua intuitività, ma qualunque metodologia applicata non può prescindere dallo stabilire nel modo più affidabile possibile quali sono i parametri morfometrici delle frane e il probabile sviluppo nel tempo del fenomeno, per giungere a una potenziale previsione di pericolosità (e quindi una valutazione del rischio).

In contesti rocciosi, poi, la meccanica delle rocce trova la sua espressione più completa con lo studio del modello geologico e geotecnico, laddove esso diventa particolarmente impegnativo vista la natura anisotropa, discreta e discontinua dell’ammasso roccioso.

E’ di fondamentale importanza la ricostruzione di tutte le soluzioni di continuità (giunti, diaclasi, faglie), sede preferenziale di scivolamento gravitazionale (purché le condizioni geometriche siano sfavorevoli cioè “a franapoggio”), tramite rilievi in corda e/o laserscanner, e le cui risultanze siano finalizzate a una delle numerose analisi numeriche in campo statico e dinamico (allo stato attuale sono molto utilizzate le analisi a elementi finiti e a elementi discreti).

Il collasso del viadotto Himera in Sicilia

Che i meccanismi che regolano i dissesti siano complessi e profondamente multidisciplinari lo dimostrano gli eventi. Un esempio per tutti è il crollo del viadotto Himera in Sicilia, lungo l’Autostrada A19 tra Palermo e Catania: l’evento del 10 Aprile 2015 ha interessato la sequenza delle pile 16-22, sei campate, del viadotto autostradale in direzione Catania comportando la chiusura del tratto autostradale per 16 km (Figure 3A e 3B).

  • Dissesto
    3A cng
    3A (photo credit: www.madoniepress.it)
  • Himera
    3B cng
    3B. (photo credit: www.mit.gov.it)

Lo scoscendimento interessa litotipi prevalentemente argillosi, facilmente modellabili e suscettibili ai movimenti gravitativi. In questo caso, un’azione determinante è avvenuta secondo un meccanismo di dissesto superficiale legato a un’azione erosiva della coltre di alterazione della formazione geologica in posto (Flysch Numidico e argille varicolori).

Le acque sotterranee, infiltrandosi negli orizzonti permeabili di dette formazioni geologiche, hanno contribuito a variare il loro peso di volume favorendo la formazione di superfici preferenziali di scivolamento.

Il “dilavamento” e “l’infiltrazione efficace” hanno dunque svolto un ruolo fondamentale, con un’azione sia di tipo laminare che di ruscellamento embrionale fino a un’erosione concentrata in solchi già stabilizzati che tendono progressivamente ad approfondirsi fino a veri e propri fenomeni di processi gravitativi.

Questi ultimi, degenerando, si sono evoluti in colamenti e scorrimenti roto-traslazionali. Gli spessori interessati non sembrano essere elevati, ma sono stati sufficienti a modificare l’assetto delle pile fondazionali, nel tratto in direzione Catania, le quali si sono “appoggiate” a quelle del viadotto adiacente.

Sono stati dunque gli effetti combinati degli agenti esogeni, soprattutto le precipitazioni meteoriche di una certa intensità con le emergenze idriche poste nelle zone di monte (“sorgenti a permeabilità sovraimposta”), che hanno generato l’imbibizione e completa saturazione della coltre d’alterazione, che in funzione della morfologia esistente sono scoscese lungo i versanti.

I sopralluoghi hanno rilevato lenti colamenti di masse terrigene superficiali della coltre alterata (soliflussi-soilcreep) e vere e proprie frane a fenomenologia diversa. 

La frana a Madonna del Monte, in Liguria

Un fenomeno simile è avvenuto domenica 24 Novembre 2019, alle ore 14.00, in corrispondenza del tratto autostradale tra l’interconnessione di Savona e lo svincolo di Altare del tronco autostradale A6 Torino-Savona, ove si è verificata una frana su un declivio a bassa suscettività che ha interessato il versante in località Madonna del Monte, nel comune di Savona (Figura 4).

Geologi
4. (photo credit: www.edilportale.com)

Il corpo di frana ha raggiunto il fondovalle, danneggiando irreparabilmente il viadotto autostradale denominato Madonna del Monte e alcune pile dell’adiacente viadotto in carreggiata Sud, il Rio Valletta, occludendo parzialmente il corso d’acqua.

Il meccanismo di dissesto si è originato inizialmente come scivolamento rotazionale di una porzione della parte sommitale del versante, che è evoluto in una colata rapida di detrito e fango a causa delle elevate pendenze.

L’area in dissesto, nonostante abbia un bacino idrografico inferiore a 0,1 km2, ha una superficie stimata di circa 14.000 m2 e ha movimentato, dalle prime analisi, sino a 30.000 m3 di materiale, parte del quale è ancora sospeso sul versante.

È scesa velocemente da un’altezza di 300 m lungo il versante a circa 20 m al secondo, con un impatto sui piloni devastante; le prime stime hanno calcolato inoltre che altri 15.000 m3 di terreni sono in un fase “quiescente” e che dunque possono staccarsi in futuro.

Il meccanismo è originato dalla grande quantità di pioggia caduta nei mesi precedenti a provocare lo smottamento di un terreno agricolo e abbandonato in una zona considerata a rischio da moderato a basso.

Al cosiddetto “dissesto idrogeologico” in senso lato vengono inoltre attribuite problematiche in cui l’Idraulica e l’Idrogeologia svolgono ruoli predominanti.

L’Idraulica e l’Idrologia contemplano gli effetti indotti sul territorio dal superamento dei livelli idrometrici critici (possibili eventi alluvionali) dell’acqua all’interno degli alvei, mentre l’Idrogeologia ricostruisce le interazioni e le dinamiche tra le acque di precipitazione di origine meteorica ruscellanti con il suolo e quelle infiltratesi all’interno di esso tramite porosità del sedimento e/o sistemi fratturativi.

Un modello idraulico e idrogeologico affidabile permette, anche in questo caso come in quello delle frane, di ipotizzare l’evenienza di un’alluvione secondo diverse ipotesi di regimi pluviometrici e dunque di intervenire progettando correttamente le sezioni idrauliche dei ponti, le opere di difesa, le dimensioni delle aree golenali, le distanze di rispetto dei vincoli di inedificabilità lungo i corsi d’acqua.

A corollario degli interventi appena accennati, deve essere innescato un virtuoso sistema di sorveglianza (ad esempio tramite interferometria SAR dei versanti) e manutenzione del territorio, oltre che la necessità di un monitoraggio “esperto” delle infrastrutture attraverso presìdi costituiti da tecnici formati ad hoc per la valutazione dell’evoluzione degli scenari di rischio in un ambito significativo dal punto di vista geomorfologico, in un’ottica di prevenzione.

Ciò permetterà di agire secondo i criteri di prevenzione che, se fossero finora stati rigorosamente applicati, avrebbero certamente permesso un risparmio di vite umane e risorse economiche… ma questa è un’altra storia.

Scillato
5. Il cantiere delle indagini geognostiche presso Scillato (PA) (photo credit: D. Causapruno)

Bibliografia

[1]. ANAS SpA – A.A.V.V.: Autostrada A19 Palermo-Catania – ricostruzione della carreggiata dir. Catania del viadotto Himera I tra le pile n° 16 e n° 22”, Progetto preliminare, Nov. 2015.

[2]. A. Trigila, C. Iadanza, M. Bussettini, B. Lastoria – “Dissesto idrogeologico in Italia: pericolosità e indicatori di rischio”, ISPRA (1) Dip. per il Servizio Geologico d’Italia, (2) Dip. per il monitoraggio e la tutela dell’ambiente e per la conservazione della biodiversità, edizione 2018.

[3]. D.M. Cruden, D.J. Varnes – “Landslides: investigation and mitigation”, Chapter 3 – Landslide types and processes, Transportation Research Board special report, vol. 247, 1996.

[4]. Informativa urgente del Ministro delle Infrastrutture e dei Trasporti De Micheli alla Camera dei Deputati sul crollo del viadotto sulla A6 Savona-Torino.

[5]. David M. Cruden, Varnes David J., Landslides – “Investigation and mitigation. Chapter 3 – Landslide types and processes”, Transportation Research Board, special report, vol. 247, 1996.

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