A seguito dell’esperienza maturata e grazie ai risultati ottenuti applicando la tecnologia dei PRATI ARMATI® su qualunque litotipo, è stato messo a punto dalla nostra società un “nuovo prodotto dedicato”, sempre con finalità prestazionali, specifico per la protezione delle scarpate in rilevato (PRATI ARMATI® PER RILEVATI) che comporta notevoli vantaggi sotto il profilo economico, tecnico ed ambientale rispetto alle soluzioni tradizionali.
Data l’impossibilità di inerbire con un’idrosemina tradizionale il materiale arido dei rilevati, è consuetudine concludere la sistemazione delle scarpate in rilevato con un riporto di spessore variabile di terreno vegetale destinato a fornire un substrato fertile per l’attecchimento delle piante.
La posa in opera di terreno vegetale comporta lunghe e costose fasi di lavorazione: prelievo di terreno vegetale da siti anche molto distanti, trasporto fino al cantiere, deposito e stesura del materiale sui rilevati.
Purtroppo, il terreno vegetale è connotato spesso da parametri geomeccanici molto scadenti e difficilmente presenta condizioni di stabilità in grado di assicurare una base sicura per la crescita della coltre vegetale destinata a rinverdire e proteggere dall’erosione.
Oltretutto appare evidente l’impossibilità di posare in opera il terreno vegetale a regola d’arte sui rilevati in quanto la superficie inclinata non si presta ad essere rullata ed inumidita a dovere, e viene quindi semplicemente compressa con il dorso della benna di escavatori meccanici, se l’altezza delle scarpate non è eccessiva per le dimensioni e la tipologia dei mezzi meccanici a disposizione.
Il risultato finale è un contrasto evidente tra la superficie arida sottostante ben compattata ed uno strato di spessore variabile di terreno vegetale instabile e non adeguatamente compattato, con una intermedia superficie di scivolamento potenziale che si attiva in occasione di eventi pluviometeorici prolungati.
Questi eventi infatti tendono ad incrementare il peso di volume del terreno vegetale, a diminuirne la coesione e a favorire la lubrificazione della superficie di contatto fra i due livelli, innescando, in tempi molto brevi, fenomeni erosivi.
Contestualmente si verificano casi di scollamento e dissesto superficiale diffuso, mettendo a rischio non solo il processo di controllo erosione e di rinverdimento, ma anche la funzionalità delle opere di regimentazione idraulica delle acque meteoriche (ad esempio gli scarichi con embrici) che solitamente vengono posate sopra i rilevati.
In alternativa al pacchetto di soluzioni tradizionali per il blocco erosione (es. terreno vegetale + georete plastica (o biostuoia) + idrosemina con sementi tradizionali, mulch, matrici di fibre di legno legate, etc.) è possibile utilizzare un nuovo prodotto, di rapida e semplice applicazione: i PRATI ARMATI® PER RILEVATI.
Il miscuglio è stato messo a punto dopo oltre 15 anni di prove e ricerche ed è specifico per il trattamento di rilevati stradali e ferroviari. Esso viene applicato direttamente sul materiale arido tal quale del corpo del rilevato, senza alcun apporto di terreno vegetale né utilizzo di altri materiali quali georeti, geocelle, biostuoie, mulch, matrici di fibre legate, etc.
E’ quindi possibile ottenere ottimi risultati di controllo erosione e rinaturalizzazione in un’unica fase di lavorazione.
Consente di assicurarsi, soltanto con un semplice intervento di idrosemina: una protezione antierosiva duratura; una riduzione dell’infiltrazione delle acque meteoriche; una completa rinaturalizzazione del rilevato; un’azione di “rincalzo” a sostegno delle opere di regimentazione (scarichi in embrici in cls, finsider, ecc.). In caso di incendio o di lunghi periodi di siccità, l’investimento non va perduto: i PRATI ARMATI® PER RILEVATI possiedono una buona capacità di ricaccio a seguito di incendi e sono in grado di resistere a periodi siccitosi estremi.
CONTROLLO EROSIONE: Le piante erbacee perenni a radicazione profonda
Le piante erbacee utilizzate sono perenni (non devono quindi essere riseminate ogni anno), sono soprattutto autoctone, e appartengono fondamentalmente alle famiglie botaniche delle graminacee e delle leguminose.
Possiedono un apparato radicale particolarmente sviluppato che le contraddistingue da tutte le altre comuni piante erbacee utilizzate nelle tradizionali idrosemine.
A pari età, i PRATI ARMATI® hanno un apparato radicale molto più profondo, fascicolato e resistente di una comune pianta erbacea, caratterizzato da:
- elevata velocità di accrescimento;
- profondità e densità elevata;
- radici sottili ed omogenee;
- elevata resistenza media a trazione (fino a 205 MPa), certificata da Università.
Le piante erbacee perenni a radicazione profonda possiedono radici profonde, sottili, omogenee e resistenti che non creano rigonfiamenti nel terreno che possono innescare distacchi e cedimenti, come accade invece per alcune specie arboree ed arbustive.
CONTROLLO EROSIONE: Rinforzo del terreno con l’apparato radicale
Il Fattore di Sicurezza (Fs) è un valore adimensionale definito come il rapporto tra forze/momenti/sforzi resistenti (Fa) e destabilizzanti (Fb).
Nel caso di terreno armato con radici è quindi il rapporto tra tutto ciò che concorre a sostenere il pendio (coesione, attrito, resistenza delle radici, componente della forza peso normale alla superficie di scivolamento) e tutto ciò che invece concorre a creare instabilità (saturazione, componente della forza peso tangenziale alla superficie di scivolamento).
Maggiore è Fs, più il terreno risulta stabile. Ricordiamo che i PRATI ARMATI® possono essere utilizzati per bloccare l’erosione solo su pendii stabili con Fs>1.
Su un pendio stabile da un punto di vista geotecnico (Fattore di Sicurezza Fs>1) un apparato radicale fitto e resistente trasferisce al terreno la propria resistenza a trazione: aumenta così la resistenza al taglio che si traduce in un incremento della stabilità globale e quindi anche del Fattore di Sicurezza (Fs).
Le radici dei PRATI ARMATI® ®, sottili e omogenee, lavorano proprio a trazione, sfruttando così al meglio la loro resistenza meccanica.
CONTROLLO EROSIONE: Prove di trazione e modello matematico
Per valutare la resistenza a trazione delle radici delle varie specie PRATI ARMATI® sono state condotte prove di trazione presso l’Istituto di Idraulica Agraria dell’Università degli Studi di Milano avvalendosi di un’apposita apparecchiatura che ha registrato i dati di forza (poi rapportata ai diametri delle radici) e relativo allungamento.
La resistenza unitaria a trazione aumenta al diminuire del diametro delle radici.
Si sono misurati valori di resistenza a trazione delle radici di PRATI ARMATI® particolarmente elevati con valori medi fino a oltre 205 MPa con picchi di 468 MPa, pari a quella di un acciaio di media qualità.
Le prove condotte su piante comuni (salici, betulle, aceri, etc.) forniscono valori medi circa 3 volte inferiori.
CONTROLLO EROSIONE: Plasticità del sistema terreno-radici
L’intreccio delle radici lungo il versante crea un effetto di concatenamento che contribuisce ad incrementare la stabilità superficiale del pendio. Per questo motivo una corretta progettazione deve prevedere l’impiego dei PRATI ARMATI® non solo sul pendio, ma anche sulle berme.
Il sistema terreno-radici di PRATI ARMATI® è in grado di deformarsi plasticamente a seguito di sollecitazioni meccaniche. La deformazione plastica assorbe le sollecitazioni senza dar luogo a rotture fragili del terreno.
CONTROLLO EROSIONE: I PRATI ARMATI® riducono la forza erosiva della pioggia battente
La vegetazione dissipa gran parte dell’energia cinetica delle gocce di pioggia, per cui l’urto sul terreno e la conseguente forza erosiva della pioggia battente, risultano assai attenuati.
CONTROLLO EROSIONE: Impermeabilizzazione dei versanti
In caso di precipitazioni intense, l’effetto impermeabilizzante della vegetazione erbacea è molto diverso a seconda della inclinazione del pendio:
- se il versante è pendente, una frazione rilevante ruscella al di sopra delle foglie allettate, anche quando la vegetazione è disseccata, così come accade sul tetto di una capanna in paglia. Un impianto erbaceo fitto, su un versante in forte pendenza, isola quindi molto bene il versante in caso di forti e prolungate precipitazioni;
- se il versante è poco pendente (o addirittura in piano), la vegetazione erbacea diminuisce solo l’energia cinetica delle gocce, ma gran parte dell’acqua raggiunge, prima o poi, il suolo.
CONTROLLO EROSIONE: Rallentamento della velocità di ruscellamento sul terreno
La presenza di vegetazione erbacea, se dotata di particolari caratteristiche della parte epigea quali elasticità, resilienza (bassa fragilità), elevata densità, si comporta come un filtro vegetale, riducendo la velocità di ruscellamento dell’acqua al suolo.
La velocità di scorrimento dell’acqua e la conseguente capacità di trasporto su un terreno coperto di vegetazione sono molto inferiori rispetto a quelle che si hanno su suolo nudo o coperto da specie vegetali sia arboree, sia arbustive, sia erbacee che non posseggano le caratteristiche sopra descritte.
CONTROLLO EROSIONE: Riduzione della saturazione idrica dei terreni
In alcuni terreni (es. terreni coesivi) un eccesso di acqua provoca un aumento della pressione interstiziale con conseguente diminuzione della resistenza al taglio e quindi della stabilità del pendio.
Le piante assorbono, attraverso il loro apparato radicale, l’acqua dal terreno disperdendola nell’atmosfera in forma di vapore attraverso la superficie della pianta (fenomeno della traspirazione) contribuendo così ad aumentarne la resistenza al taglio e quindi la stabilità del pendio.
La presenza di vegetazione determina una riduzione della saturazione dei terreni e della pressione interstiziale sia per effetto del sigillamento del versante, sia per trasferimento di acqua – tramite l’apparato radicale – dal suolo all’atmosfera.
La suzione di acqua dal suolo operata dalle piante determina un aumento della resistenza al taglio del terreno e quindi una maggiore stabilità globale del versante.
Solo a titolo di esempio, una pianta adulta di mais traspira fino a 7 l/m2/gg.
La traspirazione di un prato tradizionale di graminacee alto 12 cm, con radici profonde alcune decine di centimetri è circa 5 l/m2 al giorno nei periodi estivi in Pianura Padana (equivalenti a 50 tonnellate di acqua al giorno per ettaro).
La traspirazione dei PRATI ARMATI® non solo è maggiore di quanto sopra indicato, ma sottrae acqua lungo un maggior profilo verticale e in modo più distribuito e capillare. Questo fenomeno risulta particolarmente importante nei materiali quali le argille in cui il coefficiente di conducibilità idrica è molto basso, da 10-7 a circa 10-9 cm/s.
Oltretutto ciò consente alla pianta di sopravvivere anche in condizioni di perdurante siccità.
Le maggiori prestazioni dei PRATI ARMATI® sono, in questo caso, anche dovute a:
La traspirazione dei PRATI ARMATI® non solo è maggiore di quanto sopra indicato, ma sottrae acqua lungo un maggior profilo verticale e in modo più distribuito e capillare. Questo fenomeno risulta particolarmente importante nei materiali quali le argille in cui il coefficiente di conducibilità idrica è molto basso, da 10-7 a circa 10-9 cm/s.
Oltretutto ciò consente alla pianta di sopravvivere anche in condizioni di perdurante siccità.
Le maggiori prestazioni dei PRATI ARMATI® sono, in questo caso, anche dovute a:
- un apparato fogliare molto più sviluppato (fino a 50-150 cm d’altezza) e quindi maggiore superficie traspirante;
- una maggiore profondità, quantità e densità delle radici: anche alcuni metri di profondità contro i 30-40 cm di un prato tradizionale;
- una fisiologia particolarmente efficiente, tipica delle piante a fotosintesi C4: elevata efficienza fotosintetica e capacità di sopravvivenza anche in condizioni di forte aridità.
CONTROLLO EROSIONE: Protezione da fessurazione e crepacciamento
Su versanti in pendenza le forze e i momenti destabilizzanti rendono le deformazioni sempre più consistenti e irreversibili.
Il terreno si fessura, si apre in profondità e tende – per effetto delle forze destabilizzanti – a scivolare a valle, originando fenomeni macroscopici quali le frane.
La presenza di una coltre vegetale limita le escursioni termiche a livello del suolo che causano fessurazioni, fratture e crepe legate a fenomeni di ritiro tipici di sedimi argillosi.
CONTROLLO EROSIONE: Riduzione erosione e del rotolamento litico
Le piante intrappolano il sedimento con radici, fusti e foglie, riducendo la perdita di suolo per erosione. Un impianto di PRATI ARMATI® realizzato sulle scarpa te a monte di canalette di scolo, cunette e fossi di guardia ne evita l’intasamento.
L’impianto di PRATI ARMATI® blocca infatti l’erosione sulla scarpata ed evita così che il materiale eroso venga trasportato a valle creando intasamenti. Le opere idrauliche rimangono quindi pulite ed efficienti e non necessiteranno di alcuna manutenzione.
L’azione di imbrigliamento esercitata dalla parte epigea si estende anche a ciottoli di varie dimensioni. Questi vengono trattenuti anche in modo indiretto dalle piante che, bloccando l’erosione, impediscono che ne venga a mancare il sostegno al piede e che quindi rotolino a valle.
Ovviamente dove il fenomeno di rotolamento di ciottoli e massi è intenso e pericoloso, i PRATI ARMATI® non vanno a sostituire le reti paramassi, ma possono efficacemente essere abbinati a queste, potenziandone gli effetti protettivi e l’efficacia nel tempo.
CONTROLLO EROSIONE: Su quali litotipi si possono applicare i PRATI ARMATI® ®
Si intendono per terreni trattabili con i PRATI ARMATI® tutte le rocce sciolte (terre) e le rocce lapidee (rocce) che per fessurazione, macrostruttura, tessitura, granulometria, addensamento, ecc. consentono l’attecchimento e lo sviluppo dell’apparato radicale, quali:
- TERRE: argille, limi, sabbie, ghiaie, loro miscele in proporzioni differenti
- ROCCE: conglomerati (debolmente cementati), marne (alterate), calcareniti (debolmente cementate), flysch, piroclastici, scisti, rocce acide o basiche alterate o intensamente fratturate.
L’attecchimento è ottenibile anche su suoli che, sotto il profilo pedologico, appaiono totalmente sterili.
I PRATI ARMATI® attecchiscono anche su terreni additivati con calce fino al 5% in peso.
Le rocce devono essere alterate o più o meno fratturate e la percentuale di attecchimento è proporzionale al grado di alterazione e fratturazione.
Sulla roccia integra compatta non è possibile l’attecchimento.
