Autunno Bagnato ? Passa all’Invarianza Idraulica !
Come Ogni anno, all’arrivo delle piogge autunnali (che, a causa del Cambiamento Climatico, stanno diventando sempre di maggiore intensità in tempi brevi), assistiamo ad allagamenti di strade, sottopassi, case e cantine.
Oramai in poche ore piove la stessa quantità d’acqua che, una volta, cadeva in un mese.
I danni economici (quando non ci scappa il morto) sono sempre più pesanti.
Le reti fognarie attuali hanno una “portata di progetto”, sono cioè pensate e costruite per far confluire una certa portata d’acqua al minuto. Tale portata è stata calcolata e progettata oramai 50 anni fa, con un regime pluviometrico completamente diverso (più calmo e con meno pioggia oraria).
Quando le precipitazioni sono così intense, accade che la portata meteorica, la quantità d’acqua che si riversa al suolo e confluisce nel sistema fognario, sia maggiore della portata di progetto.
La fognatura in questo caso va in crisi, non riesce a fare defluire più acqua al minuto di quella per cui è stata progettata.
Facciamo Fognature Più Grandi: sarebbe la soluzione più ovvia ! MA SBAGLIATA !
Questo non è possibile, perché non è realizzabile una fognatura in grado di far defluire IMMEDIATAMENTE TUTTE le portate meteoriche delle piogge.
Il problema è anche poi del sottosuolo urbano, che non può ospitare delle “gallerie” al posto della normale fognatura dove far defluire le acque.
Non solo. Tubi troppo grandi, se ideali durante piogge torrenziali sarebbero in realtà poco efficienti in condizioni ordinarie, perché se troppo “vuoti” non garantirebbero il giusto defluire degli scarichi.
Non ci sono dunque possibili soluzioni?
O stiamo forse ragionando solo a Valle del problema, quando invece come spesso accade, sarebbe meglio andare a Monte dello stesso?
Il problema grosso, se vogliamo, è di tipo urbanistico.
Decenni di “consumo di suolo” (cementificazione, impermeabilizzazione, ecc.) hanno creato ampie zone fondamentalmente impermeabili, che non consentono all’acqua di filtrare nel terreno
Per darvi un’immagine immediata: pensate di essere in un prato e di avere in mano un secchio d’acqua. Ora gettate il secchio d’acqua sul prato. Cosa accade? Che l’acqua cade e bagna il prato e (se il terreno non è troppo secco) questa bagna il suolo: dopo poco filtra negli strati sottostanti.
Ora, provate ad immaginare di ripetere l’operazione, ma di stendere prima sul prato un enorme telo impermeabile che lo ricopra, lasciando solo un paio di buchi.
Rovesciate il secchio. Cosa accade? L’acqua rimane sul telo, piano piano dai due buchi passa nel terreno e solo dopo molti minuti (ore, se non ci sono 30 gradi centigradi di temperatura), defluisce o evapora.
Ecco. Quel telo è l’asfalto, i nostri condomini, i parcheggi, i marciapiedi e ogni superficie che abbiamo “sottratto” a boschi e prati. I buchi sono le caditoie, quelli che chiamiamo volgarmente “tombini”.
Più che pensare a realizzare gallerie giganti, si potrebbe mitigare il rischio idraulico aumentando le zone permeabili e la capacità di ritenzione del suolo “soluzioni che mitigano il deflusso meteorico in ambito urbano. E’ necessario pensare ad un approccio sostenibile.
Le aree verdi, oltre ad essere permeabili, captano parte dell’acqua che si riversa grazie alla superficie delle foglie e dei rami, mentre quella che giunge a terra arricchisce le falde acquifere filtrando nel sottosuolo.
I torrenti d’acqua che si sono formati sulle nostre strade sono nati perché le precipitazioni non avevano alternative alle fogne (in sofferenza in quel momento) sul dove defluire.
Così il “dilavamento superficiale” è enorme su cemento e asfalto, che sono impermeabili.
Ricordiamo, poi, che le acque scorrono più velocemente nelle aree impermeabile e, quindi, arrivano prima al fiume, torrente, ecc., che non ce la fa più a tenere queste acque ed esonda !
Una prima Soluzione è l’Invarianza Idraulica, ovvero convogliare il più possibile le acque di pioggia (che sono poco inquinate) nel sottosuolo anche nelle aree impermeabili, costruendo pozzi perdenti, trincee di dispersione, ecc.
Ma ciò non basata
La seconda Soluzione è fermare il Consumo di Suolo, ovvero “basta costruire come pazzi”, soprattutto in aree “vergini” come campi e prati. La cosa è molto difficile !!
Un’altra Soluzione è il Drenaggio Sostenibile, per le aree di strade e parcheggi come anche la De-impermeabilizzazione !
Quello di cui si necessita è una visione globale che prenda anche in considerazione la progettazione urbanistica e il verde urbano.
Nel nostro piccolo possiamo operare, dove geologicamente possibile (per questo bisogna chiamare Professionisti Esperti come quelli di Foldtani), smaltendo l’acqua dei nostri tetti e dei nostri piazzali nel sottosuolo, con i pozzi perdenti, progettati secondo i criteri dell’Invarianza Idraulica.
Per risolvere gli allagamenti ed il traffico impazzito, come si fà ??
Anche in questi giorni del Maggio 2024 si assiste ad allagamenti e traffico impazzito, come si può vedere su tutti i giornali !
Già nel 20219 avevamo brevemente trattato l’argomento !
Ma come fare per risolvere il problema ?
La gamma di interventi è estremamente vasta !
In primis bisogna assolutamente fermare il CONSUMO DI SUOLO, ovvero smettere di costruire “come pazzi” !
Tutti questi fenomeni estremi, tra le varie cause, hanno anche l’eccessiva impermeabilizzazione del suolo (cemento, asfalto, ecc.), che aumenta la quantità d’acqua (prima assorbita dai terreni agricoli, prati, boschi) che si riversa nei corsi d’acqua e nelle fognature.
La Regione Lombardia, tra le altre, ha già fatto delle leggi, adesso sarebbe ora di applicarle !
La seconda soluzione è la de-impermeabilizzazione, ovvero permettere all’acqua di affluire nel sottosuolo, togliendo le barriere antropiche prima indicate.
Tra le varie soluzioni ci sono anche le Norme per l’invarianza Idraulica, in vigore anche in Regione Lombardia.
In questo caso intervengono i tecnici di Foldtani, per dare le giuste indicazioni sulla capacità di assorbire le acque piovane ed aiutare gli ingegneri nella progettazione delle varie opere necessarie
Controllo delle piogge in grandi aree
Quando si devono creare grandi aree urbanizzate è importante il controllo delle Piogge.
Altrimenti ci si trova strade, case e cantine allagate.
In primis bisogna sapere come è la capacità d’infiltrazione dell’acqua nel terreno
Successivamente bisogna dimensionare accuratamente il sistema di dispersione delle acque piovane.
Importante è affidarsi a professionisti esperti, come quelli di Foldtani
Prove Infiltrometriche a Doppio Anello
Le prove infiltrometriche a doppio anello, permettono di indagare la permeabilità dei suoli, e sono molto importanti per l’Invarianza Idraulica.
Nel caso del cilindro doppio le due lamine sono infisse alla stessa profondità ed allagate fino allo stesso livello dell’infiltrometro ad anello singolo.
Generalmente l’anello esterno ha un diametro di un metro, mentre quello interno di 28 – 30 cm; in caso di analisi di terreni fini si arriva anche ad anelli esterni con diametro di 3,0 metri ed interni di 1,50 metri.
Sono stati impiegati anche con diametro esterno di 25 cm ed interno di 12,5 cm.
Le misure del livello con prova a carico variabile, sono fatte nel cilindro interno e le formule risolutive vanno riferite a questo anello.
Il cilindro esterno assolve la funzione di zona tampone, detta anche buffer zone, per attenuare l’effetto della divergenza laterale delle linee di flusso dovuta alla tensione capillare.
Secondo Bouwer (1961a,b, 1963, 1978 e 1986), però, tale metodo di attenuazione è di scarsa efficacia.
Le differenze di livello fra il cilindro interno e quello esterno causano un errore nella misurazione della velocità d’infiltrazione, che è inversamente proporzionale al gradiente idraulico nel sottosuolo ed è direttamente proporzionale alla differenza di livello tra i due cilindri.
In generale si raccomanda, per far rientrare l’errore in valori accettabili, di infiggere a maggior profondità i cilindri nel terreno e, rispetto ai valori consigliati, di mantenere uguale il livello idrico tra l’anello interno e quello esterno; a tale proposito, secondo Bouwer (1963), piuttosto che mantenere il livello uguale, è preferibile usare un infiltrometro ad anello singolo, oppure mantenere lievemente superiore la quota idrica nell’anello interno.
Gabbani e Gargini (1990b) hanno realizzato un’infiltrometro a doppio anello che permette di eseguire prove infiltrometriche a carico costante.
Tutti i modelli visti precedentemente si basano su una prova a carico variabile, si immette cioè l’acqua nel cilindro e si misura via via la sua diminuzione.
In questo nuovo infiltrometro si ha un sistema di rabbocco automatico ed è possibile misurare velocità d’infiltrazione fino a 6 * 10-5 cm/s.
L’infiltrometro ha un cilindro esterno di 57 cm di diametro ed uno interno di 30 cm; la misura della variazione di livello è data da un galleggiante posto su una asticella, entro il cilindro interno, alla quale è applicata una rondella metallica che provvede a bloccare automaticamente il rabbocco.
Per maggiori delucidazione si può leggere il Manuale Tecnico Di Colombetti & Nicolodi.
Ricordatevi di chiamare professionisti esterni, come quelli di Foldtani
Importanza Pratica delle Prove Infiltrometriche
Le Prove Infiltrometriche hanno una grande importanza pratica, in Lombardia !
Le prove di permeabilità permettono di ridurre fino al 30% il volume delle opere di laminazione da adottare per la progettazione degli interventi di invarianza idraulica e idrologica.
Come Previsto dalla RR Lombardia 7/2017 (art.11, lettera e, comma 3)!!!
Questo si traduce in un notevole risparmio economico, a fronte del piccolo costo della prova in sito, da aggiungere alla relazione che deve essere obbligatoriamente fatta !
L’importante è rivolgersi a personale esperto, come quello di Foldtani
I Pavimenti Drenanti
I pavimenti drenanti sono molto importanti per permettere contemporaneamente all’accesso carrabile agli edifici e disperdere (parzialmente) le acque.
Vanno studiati nel principio dell’Invarianza Idraulica.
I pavimenti drenanti, grazie alla loro capacità di lasciar passare nel sottosuolo gran parte della pioggia che vi cade, riducono il ruscellamento superficiale (“runoff”), evitando di dover raccogliere e smaltire le acque con appositi sistemi.
Inoltre evitano le “noiose” pozzanghere in giro per il piazzale.
Innanzitutto bisogna essere sicuri che nell’area dove andranno posati i pavimenti drenanti, non vi sia rischio di contaminazione potenziale dei terreni sottostanti e delle falde acquifere.
In pratica se si parla di pavimenti per abitazioni, rischi particolari (a parte perdite delle automobili) non sono presenti.
Diverso è il discorso per le aree industriali, soprattutto quelle che trattano-producono-depositano sostanze potenzialmente inquinanti.
In questo caso è fortemente sconsigliato (se non proibito) utilizzare pavimenti drenanti.
I Pavimenti drenanti sono sostanzialmente di tre tipi:
- Pavimenti a GIUNTI ALLARGATI: i giunti di questi pavimenti vengono riempiti con una graniglia frantumata priva di parti fini e sono posati su uno strato di allettamento dello stesso materiale di circa 5 cm di spessore steso, a sua volta, su uno strato di base con un ridotto contenuto di parti fini.
- Pavimenti GRIGLIATI : vengono usati in zone a traffico veicolare di bassa intensità. Vengono posati su sabbia e i vuoti sono riempiti con aggregati o terreno vegetale ed erba.
- Pavimenti FILTRANTI: si tratta di pavimentazioni costituite da un particolare mix-design, testato in laboratorio, del calcestruzzo, che lascia passare l’acqua. Vengono posate su sabbia e fondazione di misto granulare.
La scelta del tipo di pavimento deve essere fatta in modo accurato, in base ad un progetto specifico.
MAI partire dal prezzo dell’intervento: soluzioni economiche postano spesso a risultati molto scarsi.
La progettazione deve essere accurata e fatta da personale competente.
Sono molti i fattori che aiutano a progettare i pavimenti drenanti:
- Situazione geologica del sito
- Andamento della piovosità locale (che va calcolata sul lungo periodo)
- Situazione meteo-climatica locale (temperature, insolazione, ecc.)
- Stato agronomico dei terreni (per i pavimenti a griglia con inerbimento).
- Tipo di piazzale desiderato (per parcheggi, via di transito, deposito mezzi pesanti, ecc.)
- Economia di scala
Ricordiamo che, ovviamente, i pavimenti drenanti non disperdono il 100% dell’acqua nel sottosuolo, ma attorno al 75%; saranno da prevedere, quindi, anche piccoli sistemi di collettamento e dispersione in pozzo perdente (o invio in fognatura).
Un interessante articolo più approfondito lo potete leggere qui !
Per i calcestruzzi drenanti leggete qui !
La Prova Infiltrometrica ad anello singolo.
Le modalità operative in campo sono le seguenti: un cilindro metallico o di plexiglass (sconsigliato, tende a rompersi facilmente), con altezza di 25-30 cm e con diametro generalmente inferiore al metro (mediamente da 20 a 45 cm), viene infisso nel terreno per 15 – 20 cm.
L’altezza ed il diametro del cilindro non sono standardizzati, ne normati, ma vengono di volta in volta resi adatti alle esigenze tecniche dell’operatore in campo ed alle caratteristiche del terreno esaminato.
In terreni fini si potranno usare anelli con diametri maggiori del metro per compensare, con il maggior volume d’acqua contenuto, la bassa velocità d’infiltrazione, soprattutto in rapporto all’evaporazione ed alla difficoltà delle misure.
Le basi
Il principio qui illustrato va applicato anche a tutti i vari modelli di infiltrometro che verranno illustrati successivamente.
Il livello d’acqua contenuto all’interno del cilindro può essere di 15 – 25 cm, in terreni fini (limi ed argille), e superiore in quelli più grossolani (ghiaie e sabbie).
L’acqua s’infiltra attraverso la superficie di terreno racchiusa lateralmente dal cilindro ed il livello si abbassa
In questo caso si parla di prova a carico variabile.
Questa prova è preferita rispetto a quella a carico costante per la velocità d’esecuzione.
Nelle prove a carico costante invece, viene misurata la quantità d’acqua immessa nel cilindro per mantenere costante il livello idrico nell’infiltrometro.
Si possono utilizzare la Bottiglia di Mariotte, per terreni molto fini (limi ed argille), ed il serbatoio graduato con elettrovalvola, per terreni permeabili grossolani (sabbie e ghiaie).
I dati di campagna sono riportati su un apposito modulo.
La Prova
La durata della prova è molto variabile, soprattutto in relazione alla granulometria del terreno: si va da pochi minuti a qualche ora per i terreni grossolani, ad anche a diversi giorni per quelli a granulometria più fine.
Se il valore d’infiltrazione è superiore a 1 * 10-4 cm/s, corrispondente ad un abbassamento di circa 0,36 cm/h, la misura della variazione di livello entro il cilindro si può effettuare con: galleggianti, asticelle graduate immerse, tubi capillari graduati, ecc.
Per valori d’abbassamento molto lenti (1 mm ora, per esempio) diventa maggiore la rilevanza dell’errore di misurazione e dell’evaporazione (soprattutto se lavoriamo in ambienti caldi), soprattutto perché nei terreni fini i tempi di misura sono molto lunghi.
In questo caso possono essere adottati strumenti di misura con maggiore sensibilità e precisione
Per ovviare all’evaporazione si useranno infiltrometri sigillati.
Un problema molto comune è dovuto all’errore di misura relativo alla perdita laterale per sifonamento, per cui l’acqua tende a risalire lungo l’intercapedine terreno/parete esterna dell’anello.
Per impedire tutto ciò occorre sigillare questo spazio comprimendo lateralmente il terreno attorno allo strumento, fino a formare un colletto di materiale compattato.
Altri problemi pratici sono legati alla struttura stessa del terreno e delle alterazioni indotte: per esempio, operando a piano campagna o nei primi centimetri, si hanno frequenti casi di sifonamento dovuti al posizionamento dello strumento su formicai, su zone ricche di apparati radicali, vicino a tane di talpe, ecc, per cui perdite repentine dell’acqua nel terreno devono insospettire l’operatore, consigliandolo ad una verifica del sito.
Il campo di operatività va dai materiali fini, argille e limi, a quelli medio/grossolani, sabbie e ghiaie medie, in quanto per granulometrie maggiori vi sono notevoli difficoltà nell’infissione dello strumento e per il tamponamento esterno del tubo.
Sul terreno vanno effettuate un minimo di 3 prove per sito, a carico variabile.
Esistono diverse formule di calcolo per valutare la capacità d’infiltrazione e la permeabilità del terreno, rinvenibile sull’ottimo manuale “Colombetti & Nicolodi, 2007, Metodi per la determinazione del coefficiente di permeabilità K nel non saturo – Ed. Geo-Graph, Segrate”, che Foldtani segue nei suoi lavori.
Che cos’é l’invarianza idraulica
Verificare la permeabilità dei terreni
Occorre un geologo per capire se i terreni sono in grado di assorbire le acque piovane che arrivano dai nostri tetti, soprattutto con le nuove regole per l’Invarianza Idraulica (attiva in Lombardia)
Si può provare con il Pozzetto superficiale, che consiste in uno scavo in cui si versa dell’acqua e si vede in quanto tempo viene assorbita.
Si può effettuare una Prova Infiltrometrica ad Anello Singolo, che è praticamente uguale a quella prima illustrata, tranne che si usa un cilindro d’acciaio
Infine si possono fare delle prove in foro di sondaggio (di una prova penetrometrica o di un’indagine ambientale).
In realtà esistono numerosi altri metodi, ma questi sono speditivi e danno i risultati in poco tempo
Ricordatevi di chiamare un Geologo Esperto, come quelli del Team Foldtani !
