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Ingegneria naturalistica: la radicazione profonda a crescita rapida contro l’erosione

Un esempio di contrasto dell'erosione idrica grazie a una soluzione dell'ingegneria naturalistica: la radicazione profonda a crescita rapida

© Prati Armati
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Con il termine erosione si indica un fenomeno di asportazione del terreno a causa, ad esempio, dell’incidenza dell’acqua sul pendio, in questo caso prende il nome di erosione idrica. Gli effetti indotti da questo fenomeno possono essere diretti o indiretti; nel primo caso si assiste tra gli altri all’ostruzione delle canalette o dei fossi di guardia da parte del terreno e allo scalzamento al piede delle opere di sostegno. Gli effetti indiretti corrispondono invece, ad esempio, all’interrimento dei corsi d’acqua e/o dei bacini artificiali.

Cosa accade al terreno durante l’erosione superficiale?
Il terreno, se soggetto al fenomeno di erosione, subisce un distacco ed un allontanamento delle sue particelle solide dalla superficie del suolo. L’azione diretta delle piogge rappresenta il fattore, forse, predominante mentre l’incidenza dello scorrimento delle acque in superficie corrisponde al 20% dell’entità di perdita del suolo.
Le cause dell’erosione sono molteplici e derivano dall’interazione di più fattori quali ad esempio, l’azione della pioggia e il ruscellamento della stessa sul pendio. L’aggressività della precipitazione è inoltre funzione della pendenza e della lunghezza del versante.

Se sul terreno si verificano fenomeni ascrivibili all’erosione idrica, questo subisce una/un:
– rimozione delle sostanze nutritive;
– distruzione della struttura e compattazione della superficie del suolo;
– riduzione della produttività del suolo;
– sradicamento dei vegetali.

Come si può misurare la stabilità di un pendio?
La stabilità di un pendio può essere paragonata a quella di un’opera di sostegno, per questo motivo è possibile definire un coefficiente adimensionale, detto fattore di stabilità (Fa), dato dal rapporto dei seguenti contributi:
– Numeratore: elementi che caratterizzano la resistenza del terreno, ovvero le azioni stabilizzanti (FS);
– Denominatore: elementi che caratterizzano le sollecitazioni imposte al terreno, ovvero le azioni instabilizzanti (FI).

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Tale rapporto se superiore all’unità corrisponderà ad una configurazione stabile del pendio, caso contrario se invece risulta minore di 1. Tale parametro adimensionale è funzione, tra gli altri, delle pressioni interstiziali.

Come intervenire?
Nel caso di terreni in cui Fa > 1, la soluzione può essere ricercata nell’incremento della resistenza a taglio e sotto il profilo meccanico tutte le radici provvedono ad aumentarla, il fattore discriminante circa la scelta del vegetale è il tempo che deve impiegare la radice a raggiungere la lunghezza tale per cui si ottenga l’effetto consolidante voluto.
È per questo motivo che occorre distinguerle in funzione della velocità di crescita e della profondità che può essere raggiunta. Una radicazione rapida e profonda può avere le seguenti caratteristiche (piante erbacee profonde):
– una resistenza media a trazione di circa 80 N/mm2 e massima di 200 N/mm2;
– un diametro dell’apparato radicale compreso nel seguente intervallo: 1-3 mm;
– radici omogenee su tutta la lunghezza.
I benefici che si ottengono con questo tipo di intervento sono:
1. Aumento della frazione di acqua che ruscella in superficie sopra la coltre erbacea allettata anziché sul suolo nudo;
2. Aumento della frazione di acqua che viene sottratta dal terreno tramite le radici e successivamente trasferita all’atmosfera attraverso le foglie (traspirazione fogliare);
3. Aumenta la protezione superficiale dagli sbalzi termici e di umidità che innescano crepacciamenti e fratturazioni .
I tre effetti combinati, in tempi e modi differenti, diminuiscono la quantità di acqua che si infiltra o permane nel terreno e ne omogenizzano la distribuzione.
Oltre alla funzione di protezione superficiale dall’erosione, la copertura erbacea ha quindi un effetto positivo indiretto sulle condizioni di equilibrio del pendio. Infatti la diminuzione della quantità di acqua meteorica che penetra nel pendio produce, nel lungo termine, il contenimento delle massime estensioni verso l’alto della superficie piezometrica nelle stagioni di massima piovosità, contribuendo perciò a migliorare il coefficiente di stabilità del pendio (Zarotti C., 2014).

L’importanza della foglia

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Allettamento delle foglie in funzione della pendenza del versante e dell’intensità della pioggia (Zarotti C., 2014)

La foglia rappresenta il recettore della pianta e il suo comportamento può essere paragonato a quello di una mensola incastrata all’estremità. I carichi a cui è soggetta la foglia corrispondono al peso proprio e nel caso di precipitazioni, alla pioggia stessa. L’incremento di carico dovuto all’azione accidentale provvede a incrementare la deformazione.
La coltre vegetale nel suo insieme, spessa anche molte decine di centimetri, è così compattata divenendo meno permeabile, creando un letto di scorrimento che isola il versante. In caso di precipitazioni intense, l’effetto impermeabilizzante della vegetazione erbacea è molto diverso a seconda della inclinazione del pendio:
1. se il versante è molto acclive, una frazione rilevante di acqua meteorica ruscella al di sopra della coltre vegetale allettata, defluendo verso valle, 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, lo isola quindi molto bene in caso di precipitazioni forti e prolungate;
2. se il versante è poco pendente , la vegetazione erbacea riduce soltanto l’energia cinetica delle gocce di acqua battente, ma gran parte dell’acqua raggiunge, prima o poi, il suolo (Zarotti C., 2014).
Foglie e radici si degradano ciclicamente nel tempo creando sia nel terreno (radici) sia sopra la superficie del terreno, uno strato di sostanza organica che influenza le proprietà di ritenzione e rilascio idrico del terreno.
L’humus è infatti in grado di assorbire e trattenere quantitativi d’acqua fino a 20 volte il proprio peso, creando una sorta di buffer (ossia una specie di spugna vegetale) che presenta i seguenti vantaggi:
1. Trattiene più acqua in superficie diminuendone l’infiltrazione;
2. Crea un serbatoio di acqua per la sopravvivenza della pianta nei momenti di maggiore siccità;
3. Modifica e migliora la struttura e la composizione del terreno, rendendolo oltretutto più fertile.

Alcuni esempi di intervento: la radicazione profonda a crescita rapida
Tra le diverse applicazioni delle radicazioni a crescita rapida e profonda è possibile citare alcuni interventi operati su aree che sono state poi scenario di eventi alluvionali e/o franosi (Tabella 1).

Tabella 1- Interventi mediante radicazione profonda, testati duranti eventi rilevanti

Area Periodo Evento Tipo pendio Intervento
SP 111 della Badia
(Orvieto – Fabro)
Novembre 2012 – Assenza di precipitazioni per 6 mesi
– Pioggia torrenziale (400 mm/2 gg)
– Pendio acclive
– Depositi vulcanici eterogenei
– Cunette alla base della scarpata (30 cm)
Franato nel 2004 e consolidato vegetazione a radicazione profonda
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Prima e dopo (fonte Prati Armati)

Sardegna
Pendici diga di Orgosolo
18 novembre 2013 Ciclone Cleopatra (500 mm in poche ore) – Scarpate in porfidi e graniti prospicienti Inerbimenti tra il 2008 e il 2011
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Prima -Durante- dopo (fonte Prati Armati)

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