Quando si verificano delle forti inondazioni le speranze delle persone interessate sono rivolte alle dighe: se reggeranno o meno. Una rottura delle dighe come quella verificatasi durante l’alluvione del 2013 a Fischbeck (Sassonia-Anhalt) ha causato enormi danni nelle zone interne del paese che ancora oggi persistono. DeichSCHUTZ, il progetto di ricerca in corso presso l’Università di Brema, si occupa di un innovativo sistema di protezione delle dighe che potrebbe evitare cedimenti di questo genere.

Nella sola Germania, le dighe proteggono le aree vicine ai fiumi per migliaia di chilometri. Secondo l’attuale livello tecnologico le dighe vengono costruite con tre zone. Le singole zone vengono costantemente realizzate con crescente permeabilità dal lato dell’acqua verso il lato a contatto con il terreno, offrendo in questo modo un buon drenaggio del corpo della diga durante un evento alluvionale. Tuttavia, in Germania ci sono ancora tante dighe vecchie realizzate con struttura omogenea, come la diga di Fischbeck che ha ceduto nel giugno del 2013 con l’esondazione dell’Elba. A differenza delle dighe a 3 zone, le dighe costruite con il vecchio sistema sono particolarmente cedevoli nel caso di piene di lunga durata. S’infiltra l’acqua negli argini e il livello freatico continua ad aumentare nel corpo della diga con il perdurare del ristagno dell’acqua. Più il livello freatico cresce, più materiale del letto del fiume si trova sotto carico. In questo modo la diga perde il peso necessario a contrastare la pressione dell’acqua. 

La stabilizzazione di una diga a rischio cedimento richiede un dispendio di materiali e di personale enorme, richiede inoltre tempo, cosa che manca in caso di inondazioni.Sono pertanto necessarie procedure di sicurezza efficaci in termini di impiego di personale, materiali e tempo, come l’impiego di sacchi di sabbia ai lati interni della diga. 

Innovativo sistema mobile di protezione delle dighe

Christopher Massolle dell’istituto di ingegneria idraulica dell’Hochschule di Brema ha sviluppato una soluzione in grado di ridurre significativamente l’impiego di tempo e di persone. Con il progetto di ricerca DeichSCHUTZ promosso dal Ministero federale tedesco per l’Istruzione e la Ricerca (BMBF) stanno lavorando ad un innovativo sistema mobile di protezione delle dighe per stabilizzare le dighe durante eventi alluvionali. In questo progetto viene impiegata anche la tecnica di misurazione della STS.

Per collaudare il sistema mobile di protezione delle dighe è stata costruita una diga di prova nell’area della scuola tecnicaTHW a Hoya (Bassa Sassonia). È stato realizzato un bacino a forma di U con una capacità di 550 metri cubi di acqua,alla cui fine si trova una diga:

Come si può vedere dal video, sul lato sinistro della diga sono stati inseriti diversi tubi. In questi tubi si trovano sonde di livello di precisione ATM/N della STS. Nel progetto sperimentale il bacino è stato riempito con acque sotterranee. In condizioni realistiche l’acqua sale ad un’altezza di 3 metri entro 30 ore. Durante questo intervallo di tempo le sonde di livello ATM/N misurano l’evoluzione del livello freatico. Grazie ad un campo di misura della pressione da 1 a 250 mH2O su un errore totale di ≤ ± 0.30%FS (-5 fino a 50°C) il tutto avviene con una precisione al centimetro. Una volta che il livello freatico non aumenta ulteriormente, sull’argine sul lato dell’acqua viene installato il sistema mobile di protezione delle dighe per impedire un’ulteriore penetrazione delle acque freatiche. Il corpo della diga continua a prosciugarsi e l’entità della conseguente modifica della falda freatica viene misurata con le sonde di livello impiegate. Con i risultati delle misurazioni ottenuti è dunque possibile controllare la funzionalità del sistema di protezione.