9 Ottobre 2023
10:51

Come ha fatto a resistere la diga del Vajont nonostante la frana?

A 60 anni dal disastro del Vajont del 9 ottobre 1963, la diga è ancora perfettamente integra. Scopriamo perché la tragica frana non l'ha fatta crollare.

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Come ha fatto a resistere la diga del Vajont nonostante la frana?
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Situata al confine tra Friuli-Venezia Giulia e Veneto, a valle del monte Toc, la diga del Vajont è un manufatto ingegneristico costruito nella seconda metà degli anni '50, progettato dall'ingegnere Carlo Semenza. Con un'altezza di oltre 261 metri, all'epoca della sua costruzione era la diga a doppio arco più alta al mondo. Faceva parte di un più grande complesso di strutture chiamato Grande Vajont, aveva il compito di utilizzare l'acqua del torrente Vajont per produrre energia elettrica, rappresentando un grande volano di sviluppo negli anni del boom economico.

La diga è ricordata principalmente a causa del disastro avvenuto 60 anni fa, il 9 ottobre 1963: una frana scesa dal monte Toc investì il bacino artificiale contenuto dalla diga, provocando un violento allagamento che causò la morte di 1917 persone. Questo storico evento è forse l’esempio più tragico di un disastro naturale innescato dall’attività dell’uomo. Fu la conseguenza di conoscenze tecniche ancora acerbe, errori di valutazione e interpretazioni sbagliate del fior fior degli ingegneri e geologi dell'epoca.

Ancora oggi persiste una errata concezione secondo cui la tragedia sia da imputare alla diga in sé, sebbene questa sia ancora in piedi. In questo articolo analizziamo da un punto di vista tecnico e ingegneristico la diga coinvolta nel disastro, spiegando perché non sia crollata.

La differenza tra una diga e il lago che questa crea

Per avere una più chiara idea del ruolo delle varie componenti che interagiscono nel disastro del Vajont, può essere utile fare una precisazione tecnica che distingua in maniera chiara la diga dal lago che questa crea.

Ingegneristicamente, viene chiamata “diga” uno sbarramento artificiale che impedisce o ostruisce il passaggio di acqua tra monte e valle. Nel settore delle costruzioni idrauliche, si parla di “diga” quando l'invaso (ovvero l'ammontare d'acqua accumulata alle spalle della diga) supera i 10 metri di altezza o i 100.000 m3 di volume; altrimenti si parla di traversa. Le dighe vengono governate artificialmente in vari modi e per svariate necessità o obiettivi. Le dighe sono importanti opere ingegneristiche che abbracciano tematiche concernenti l'idraulica, la geotecnica e l'ingegneria strutturale, sia in fase costruttiva che durante il loro mantenimento.

D'altro canto, il bacino idrico che si crea per accumulo progressivo di acqua alle spalle dello sbarramento rappresenta un lago artificiale, che esiste fintanto che la diga assolve al suo compito. L'equilibrio fisico che sussiste tra le due parti garantisce che i volumi d'acqua invasati non si riversino energicamente a valle dello sbarramento.

La diga del Vajont

Lo sbarramento artificiale del Vajont è una struttura in calcestruzzo a doppio arco incastonata nelle rocce laterali che identificavano in maniera naturale una profonda gola, estremamente adatta alla realizzazione di un lago artificiale alle spalle di quest'ultima. “Doppio arco” significa che la diga ha una forma di cupola ruotata di 90º incastrata lateralmente nella roccia. Una delle due parti di questa “cupola” è a contatto con l'invaso, condizione necessaria affinché si sfrutti appunto il funzionamento ad arco dell'opera. Fu una delle dighe in calcestruzzo più alte del mondo e, all'epoca, era la diga a doppio arco più alta al mondo. È tutt'ora presente, come manufatto, così come fu realizzata circa 60 anni fa.

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Il fatto che la diga sia a doppio arco comporta che il calcestruzzo della diga non ha una gabbia di armatura. Pertanto, gli sforzi interni presenti non inducono mai il materiale a fessurare per la sua ridotta resistenza alla trazione (quasi nulla dal momento che non esiste una gabbia di armatura). Detto in parole più semplici, la diga è sempre compressa in ogni punto della sua struttura da sforzi interni generati dai carichi esterni applicati. Nei fatti, a produrre questa compressione interna alla diga – che ne garantisce il suo corretto funzionamento – è proprio l'acqua che sta alle sue spalle, per effetto di quella che va sotto il nome di spinta idrostatica. Questo significa che una ipotetica colonna di acqua tende a spingere lateralmente le pareti in cui è contenuta con una forza pari al peso della colonna stessa. Questo si capisce anche dal fatto che, se non confinata in qualche recipiente, l'acqua di una colonna tenderebbe a “spanciare” e abbandonare la sua conformazione. Le spinte e gli sforzi interni aumentano con la profondità dell'acqua: questo è il motivo per il quale le dighe hanno delle sezioni resistenti che crescono di spessore con la profondità.

Sezione diga vajont
Sezioni trasversali della diga del Vajont. Credits: SADE.

Perché la diga non è caduta?

Il disastro del Vajont è stato causato da una porzione del monte Toc che è franata dentro il bacino artificiale, provocando un innalzamento del livello di acqua contenuto nell'invaso che ha letteralmente scavalcato la diga. Ciò ha causato il riversamento di enormi quantità di acqua a valle: particolarmente colpito fu il comune di Longarone.

Nonostante un disastro di proporzioni così importanti, nei fatti, la diga in calcestruzzo non ha subito danni. Anzi, è tuttora visitabile in completa sicurezza. Come è possibile?

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Per capire le ragioni per cui la diga non ha minimamente risentito di questo fenomeno, bisogna ricollegarsi al discorso fatto in precedenza circa la spinta idrostatica dell'acqua. Come detto prima, una diga assolve al suo compito se evita il passaggio di acqua tra monte e valle. Questo si traduce in termini meccanici come equilibrio delle forze di spinta dell'acqua sulle pareti della diga e gli sforzi (di compressione) interni al manufatto.

C'è un legame diretto tra l'entità di questi sforzi e le forze di spinta dell'acqua: se cresce la spinta, crescono gli sforzi interni. La diga quindi può rompersi soltanto se la spinta dell'acqua cresce a dismisura. Questo però è virtualmente impossibile dal momento che l'incremento di spinta è nei fatti limitato dall'altezza della diga stessa, che a sua volta limita l'accumulo di acqua: la colonna che si forma alle spalle della diga non può alzarsi più di quanto consentito dalla diga stessa.

In conclusione, la caduta dell'ammasso roccioso nel bacino ha causato un incremento di altezza di acqua ben lontano da causare un incremento di spinta idrostatica (rispetto a quella che già sollecitava la diga) al punto da mandare in crisi l'arco in calcestruzzo.

Perché l'acqua è fuoriuscita dal lago

Tuttavia, la velocità elevata della frana ha causato non solo lo spostamento di volumi di acqua, ma ha anche trasferito parte dell'energia cinetica alla massa di acqua presente, che quindi ha avuto “forza” a sufficienza per scavalcare in parte lo sbarramento e riversarsi a valle. Inoltre, la presenza di una ristretta gola a valle della diga ha fornito un ulteriore percorso ideale all'acqua per aumentare la sua velocità, rendendo inevitabile ed estremamente rapido l'epilogo che tristemente ricordiamo.

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