SISTEMI DI DRENAGGIO TRADIZIONALI VS MODERNI

Il drenaggio sottosuperficiale consiste nell’allontanamento dell’acqua di falda presente nel terreno e si effettua in prossimità degli edifici e/o dei muri di sostegno per evitare fenomeni di infiltrazioni, garantirne la funzionalità e anche per ridurre le sovrappressioni idrostatiche sulle superfici verticali incidenti e le sottopressioni che possono causare il sollevamento delle pavimentazioni.

In ambito geotecnico, consiste nell’abbassamento della linea della falda freatica per consolidare i pendii.

Il metodo più comune di realizzazione di un drenaggio consiste nella realizzazione di uno scavo in trincea e nella posa in opera, a tergo del muro di sostegno, di uno strato di materiale inerte monogranulare (sabbia o ghiaia o pietrame) con diametro superiore a quello del terreno circostante rivestito completamente da strati di tessuto non tessuto per evitare l’intasamento del corpo drenante.

In un Estratto della relazione preliminare di ricerca a cura del Prof. Nicola Moraci del Dipartimento di Meccanica e Materiali Università degli Studi di Reggio Calabria – Facoltà di Ingegneria – viene messa ben in evidenza l’assoluta importanza del Geotessile di rivestimento.

Un punto importante da rimarcare, che risulta di primaria importanza, è relativo ad un aspetto geotecnico tanto fondamentale quanto trascurato: spesso accade, nella realizzazione di drenaggi realizzati classicamente, che il geotessile non riceva adeguata specifica se non quella generica del peso o grammatura minima. In realtà tale caratteristica non ha alcuna valenza tecnica e funzionale. La caratteristica più importante per un geotessile di filtrazione e separazione è la porometria o apertura caratteristica media dei pori. Questa dote permette di identificare il tipo idoneo di tessuto non tessuto per uno specifico tipo di terreno. Se non vengono attuate le scelte tecnicamente idonee ed oculate relative al tessuto non tessuto si può andare incontro a grossi problemi di resistenza meccanica che comportano strappi frequenti del tessuto (tessuto a filo continuo agugliato e termo-calandrato contro tessuto a fiocco) e durata funzionale delle trincee.

Infatti, l’esperienza e la pratica nella geotecnica applicata insegnano che se vi è una scelta sbagliata nella tipologia di tessuto non tessuto le trincee possono avere vita e funzionalità breve e possono arrivare a perdere efficienza in poco tempo (anche pochi mesi).

I fenomeni che si sviluppano a carico della superficie del tessuto di filtrazione sono quelli che in letteratura vengono definiti con il nome di Clogging (intasamento) e Blinding (accecamento). Si tratta, nel primo caso, di intasamento dei piccoli canali formati dalle fibre del tessuto non tessuto da parte di particelle che si trovano ad attraversare un’ideale ”tubicino” di sezione leggermente inferiore a quella di entrata; nel secondo caso si tratta dell’incastro di particelle di terreno all’imboccatura di un “tubicino” avente uguali dimensioni.

In sostanza si può arrivare in breve tempo ad una situazione di intasamento diffuso del tessuto esterno separatore che non permette più la filtrazione dell’acqua nel dreno.

La possibilità di poter scegliere da parte della DL, dell’Impresa e ancor prima dei Progettisti il tessuto idoneo fornisce sostanziali garanzie di durabilità ed efficienza delle trincee.

La durabilità nel tempo dei drenaggi in relazione alla scelta del geotessile di rivestimento utilizzato risulta essere, quindi, un aspetto di fondamentale importanza visto che la principale causa di perdita di funzionalità idraulica nel tempo dei sistemi drenanti, intesi in senso lato, è proprio l’intasamento del materiale che fa da filtro.

In linea teorica e generale, l’apertura caratteristica dei pori del geotessile filtro dovrebbe essere la più piccola possibile per trattenere anche le più piccole particelle di terreno ma, contemporaneamente, anche la più grande possibile per garantire il maggior afflusso d’acqua possibile verso il corpo poroso del dreno.

Poiché questi due obiettivi sono in antitesi tra loro è evidente che lo scopo del dimensionamento diventa quello di trovare il miglior compromesso tra le due esigenze in modo che entrambe siano assolte nel modo maggiormente efficiente. In letteratura sono pubblicati diversi criteri per la valutazione più corretta del filtro da impiegare che considerano come dato di input una curva granulometrica relativa ai terreni da drenare.

Ogni singolo criterio può però evidenziare risultati differenti anche a parità di condizioni analizzate. Da qui l’aleatorietà nella determinazione del filtro più idoneo e la necessità di valutare la cosa con grande attenzione evitando in ogni caso tessuti troppo chiusi (anche se il criterio di ritenzione non viene verificato) per non compromettere la permeabilità del tessuto stesso, variabile che garantisce il reale funzionamento del drenaggio a prescindere dal nucleo drenante.

Secondo uno studio sperimentale in via di perfezionamento sul comportamento nel tempo di filtri di geotessile di varia natura effettuata presso l’Università degli Studi di Reggio Calabria – Facoltà di Ingegneria – Dipartimento di Meccanica e Materiali si evincono doti prestazionali migliori dei filtri a maglia aperta da 300micron (GABBIODREN®) rispetto ai classici geotessili in tessuto non tessuto solitamente utilizzati nella realizzazione di trincee classiche o basate sull’impiego di geocompositi filtranti di altro tipo.

– Tipologia del prodotto 1: geotessile tessuto per GABBIODREN® in trama/ordito da 300micron, prelevato in sito (2011)

Geotessile di rivestimento: tessuto monofilamento 100% polietilene alta densità, apertura dei pori caratteristica O90 300 μm (EN ISO 12956), permeabilità normale al piano ≥180 l/m²sec ViH50 (EN ISO 11058), resistenza longitudinale a rottura ≥22 kN/m e trasversale ≥12 kN/m con allungamenti corrispettivi pari a 35% e 20% (EN ISO 10319).

– Tipologia del prodotto 2: tessuto nontessuto a trama caotica da 95micron (tipo Enkadrain o similari), prelevato in sito (2011)

Geotessile di rivestimento: tessuto non tessuto a filamento continuo agugliato meccanicamente 100% in polipropilene avente, apertura caratteristica dei pori O90 85μm (EN ISO 12956), permeabilità normale al piano ≥100 l/m2sec ViH50 (EN ISO 11058), resistenza a trazione longitudinale pari a 9,5 kN/m e trasversale pari a 10,5 kN/m (EN ISO 10319) e spessore minimo 1,10 mm (2kPa) (EN ISO 9863-1).

Dalle tabelle si evince che:

• la percentuale di terreno inglobato nel geotessile tessuto GABBIODREN® è circa 7 volte minore che nel tessuto nontessuto a trama caotica
• la percentuale di terreno trattenuto sul geotessile tessuto GABBIODREN® è quasi tre volte minore che nel tessuto nontessuto a trama caotica.

Questi dati sperimentali preliminari supportano in modo chiaro quanto già evidenziato dalla pratica applicativa e cioè che i tessuti utilizzati per i drenaggi GABBIODREN® conferiscono al dreno una minore capacità di intasamento dell’interfaccia di contatto e, quindi, in ultima istanza, sono garanzia di lunga vita utile per i drenaggi. La più elevata percentuale di terreno passante all’interno del dreno non costituisce un fattore penalizzante per il dreno Gabbiodren in quanto la matrice clastica si ripartisce su uno spessore del corpo dreno molto rilevante ed inoltre la parte di terreno trasportato all’interno del dreno rappresenta solo la parte in un intorno di alcuni centimetri all’interfaccia di contatto dreno/terreno. Tale migrazione e asportazione delle particelle clastiche crea un filtro ponte che autoregola la filtrazione.

Questo comportamento funzionale è ben osservabile all’interno dei pozzetti di scarico posti a valle di trincee GABBIODREN® dove si possono osservare limitate quantità di materiale clastico nelle prime settimane di funzionalità delle trincee. Tale materiale clastico va rapidamente a scomparire nei mesi successivi lasciando spazio alla percolazione di acque senza carico terrigeno.

Autori:

• Unione Montana Alta Val di Cecina (dott. Geol. Giacomo Pettorali)
• Università Mediterranea di Reggio Calabria – Dip. Meccanica dei Materiali (prof. Nicola Moraci)
• Università di Bologna – Dip. Scienze della Terra e Geologico Ambientali (prof. Alessandro Simoni)
• Officine Maccaferri Hydrogeo (dott. Geol. Massimo Salmi)