Diga

Una diga è uno sbarramento posto attraverso un corso d'acqua per bloccarlo e creare un lago artificiale. Di solito è una costruzione in muratura o in cemento armato, e può essere provvista di chiuse per regolare il flusso del fiume. Esistono due tipi principali di dighe: le dighe a gravità e le dighe ad arco. Le dighe a gravità resistono alla forza orizzontale esercitata dalla spinta dell'acqua con il peso proprio. Le dighe ad arco scaricano tale spinta soprattutto sulle spalle laterali. Esistono inoltre dighe "ibride", dette ad arco-gravità.

Requisiti geologici

La scelta del tipo di diga dipende essenzialmente dalla forma e dalla geologia della stretta del fiume e dai materiali da costruzione disponibili nelle vicinanze. Quando si incontra una valle stretta ed alta con rocce sane affioranti si pensa in primo luogo ad una diga ad arco ( che richiede ottime caratteristiche delle rocce in fondazione ). Per una valle più larga e/o con rocce fratturate si pensa ad una diga a gravità in calcestruzzo ( che richiede discrete caratteristiche delle rocce in fondazione ). Quando, invece, si incontrano strati di materiali sciolti ( argille, sabbie, ghiaie ) di grande spessore nel letto del fiume la scelta è obbligata per dighe deformabili come dighe in terra, dighe in rockfill ( pietrame ) con manto impermeabile in calcestruzzo o bituminonoso soluzioni intermedie tra le due. Lo studio della geologia/geotecnica delle fondazioni è il lavoro più importante e complesso nella progettazione di una diga. Per le dighe a gravità, ad esempio, si dice che una volta che si sono completati gli scavi raggiungendo la roccia di fondazione la diga è praticamente finita ( i.e. non ci sono più incertezze e il lavoro può andare avanti in modo "industriale" ).

Tipi di dighe

Dighe a gravità

Sono dighe in calcestruzzo caratterizzate da una struttura particolarmente semplice. I grandi blocchi di calcestruzzo di sezione triangolare stanno al loro posto solo grazie al peso. Possono anche raggiungere altezze elevate e sviluppi notevoli al coronamento. Viste dall'alto, le dighe a gravità, sono dritte o leggermente curve e la parete rivolta verso monte è quasi verticale. Queste dighe garantiscono grande stabilità, determinata in primo luogo dal loro peso, e richiedono in generale poca manutenzione. Un esempio di questo tipo di dighe è una diga svizzera, chiamata Grande Dixence alta 285 m (è terza diga più alta del mondo) e con uno sviluppo di 695 m al coronamento, costruita con un volume di 6 milioni di metri cubi di cemento. Per non parlare della diga delle tre gole a Wuhan, Cina, che ha uno sviluppo in coronamento di 2,4 km a fronte di un altezza di 185 m.

Dighe ad arco

Le dighe ad arco sono tra le strutture più affascinanti create dall'uomo. Sono strutture "forma-resistenti" che garantiscono resistenze elevatissime con volumi ridotti grazie alla propria forma geometrica.

Le dighe ad arco possono essere a curvatura semplice lavorando come una serie di archi orizzontali sovrapposti ( tipiche per le valli con "forma ad U" ) o a doppia curvatura lavorando come una cupola ( tipiche per le valli con "forma a V" ). La struttura riceve la spinta dell'acqua del serbatoio ( ed altre azioni secondarie ) e la scarica sulle sponde della vallata ,dette "spalle", come l'arco o la cupola scaricano il proprio peso e le azioni degli agenti atmosferici sulle fondazioni.

Le dighe ad arco sono realizzate in calcestruzzo generalmente non armato con le opere accessorie ( scarichi di superficie e di fondo, opera di presa, etc. ) generalmente poste nel corpo della struttura.

Gli italiani hanno realizzato nel dopoguerra una serie di dighe ad arco particolarmente ardite ( i.e. estremamente snelle ), come ad esempio la diga di Osiglietta, inventando soluzioni innovative come il "pulvino" ( un giunto speciale di collegamento tra struttura e fondazione ). Il "fattore di snellezza" di alcune di queste dighe è molto superiore a quello di un guscio d'uovo.

Recentemente diverse grandi dighe ad arco sono state realizzate in Cina ( ad esempio Ertan con altezza pari a 240 m e larghezza alla base di soli 55 m contro i 220 m che avrebbe avuto una equivalente diga a gravità ).

La recente tecnologia di posa del calcestruzzo detta "RCC" ( calcestruzzo rullato compattato, ideata originariamente dagli italiani per la diga di Alpe Gera ) ha restituito la competitività economica a questa soluzione penalizzata dai crescenti costi della mano d'opera ( i.e. una diga ad arco richiede meno volumi di calcestruzzo ma più mano d'opera di una equivalente diga a gravità ).

Dighe a contrafforti

Le dighe a contrafforti, dette anche a gravità alleggerita, sono sostanzialmente una variante delle dighe a gravità. Inclinando il paramento di monte e lasciando delle cavità nel corpo della diga si sfrutta, in estrema sintesi, il peso dell'acqua per la stabilità allo scorrimento al posto del peso del calcestruzzo. Sono state realizzate diverse centinaia di dighe nel mondo di questa tipologia fino agli anni settanta-ottanta ma oggi sono poco frequenti per l'aumento del costo della mano d'opera che non è più compensato dalla riduzione dei volumi di calcestruzzo ( rispetto alla diga a gravità ). In generale si può dire che la maggiore complessità di realizzazione ed il leggero aumento di rischio dovuto alla concentrazione delle spinte in fondazione rende ad oggi questo tipo di diga spesso meno conveniente rispetto alle altre tipologie.

Dighe a terrapieno

Sono le più semplici, e vengono realizzate costruendo uno sbarramento in terra di riporto lungo il corso di un fiume. Permettono evidentemente altezze modeste (in genere non più di 5 metri) ma, proprio per questa caratteristica, consentono spesso la navigabilità del fiume mediante l'installazione di chiuse.

Dighe in terra

Appartengono alla tipologia delle dighe in materiali sciolti, assieme agli altri tipi ( pietrame alla rinfusa, in muratura a secco). Il Regolamento Italiano Dighe impone particolari condizioni di realizzazione delle dighe in terra, prima su tutte non ammette la tracimazione attraverso l'opera stessa. La diga deve prevedere uno scarico di fondo, che permette di smaltire la portata di massima piena calcolata considerando il franco di sicurezza. Quest ultimo deve essere più alto di 1,5 metri rispetto all'altezza della semionda di massima piena presumibile. Le altezze che è possibile raggiungere al coronamento dalla base possono tranquillamente raggiungere i 150 metri purché vengano considerate tutte le particolari condizioni ambientale e soprattutto i possibili problemi legati alla realizzazione di uno sbarramento di elevate dimensioni.