Erosione dei litorali e Opere di difesa

Erosione dei Litorali e Opere di Difesa

Un regime di erosione dei litorali si instaura in condizione di deficit sedimentario, ovvero quando l’output di materiali verso mare è maggiore dell’input in entrata al sistema. In molte zone ormai il trend generale è erosivo. In Italia, Liguria e Emilia Romagna sono leaders nella gestione delle coste: in particolare il liturale ligure è caratterizzato da montagne sul mare con quindi una breve zona pianeggiante che può essere urbanizzata.

Le cause principali dell’erosione dei litorali sono: costruzione di dighe e sbarramenti, che riducono l’apporto dei sedimenti alla foce dei fiumi per lo sfruttamento soprattutto idroelettrico; riduzione degli apporti solidi dei fiumi; estrazione dei materiali in cava lungo i fiumi per costruzioni edilizie; cementificazione dei litorali (tutte le opere antropiche e infrastrutture comprese le strade); fattori naturali, di lenta risalita del livello del mare dovuto ad una fase relativamente più calda; costruzione ed allargamento di porti e villaggi turistici.

Il 4 luglio 1907 fu erogata la prima legge per la difesa degli abitati contro l’erosione costiera. Iniziarono quindi gli interventi dello Stato per salvaguardare gli abitati dalla minaccia dell’erosione con opere strutturali (hard). Erano tre le possibilità di intervento:
_ Pennelli, strutture ortogonali alla costa che possono essere sia hard che soft.
_ Scogliere Frangiflutti che possono essere più o meno parallele alla costa e sia aderenti che ad una certa distanza da essa, emerse o sommerse.
_ Moli frangiflutti, ortogonali alla costa vengono fatti in corrispondenza di sbocchi fluviali e porti.

Al tempo, le opere erano tutte dure (hard) in cemento mentre oggi, come vedremo, si adoperano anche opere soft in altri materiali più soffici come per esempio sacchi di geotessile riempiti di sabbia. In quel periodo la finalità della protezione costiera era soprattutto rivolta alla protezione della ferrovia quando questa corre proprio lungo la costa. Ricordiamo che al tempo non c’era autostrada e la ferrovia era il più importante mezzo di trasporto.

DIFESE ADERENTI

Possono essere permeabili, soft, o impermeabili, hard.

- A gradini in calcestruzzo. Le scogliere hanno il problema della forte riflessione delle onde per cui col tempo vengono scalzate al piede. A volte le scogliere possono essere aderenti alla costa e orrende. Possono poi essere protette da una successiva scogliera esterna, che mitiga l’impatto delle onde. Lo scalzamento viene anche ridotta facendo l’opera verso mare meno ripida e più graduale per smorzare l’effetto della riflessione delle onde. Un muro perfettamente verticale è più facilmente erodibile. Per questo i gradoni sono abbastanza efficaci.

- Sacchi in polietilene o geotessile riempiti di sabbia (soft). Sono spesso utilizzati anche per fare pennelli e setti sommersi. In questo caso sono messi parallelamente alla linea di costa e la situazione in figura è particolare perché non dovrebbero essere visibili. Il che significa che l’opera è stata realizzata non tenendo ben in considerazione il regime idrodinamico dell’area: il progetto di fattibilità non è stato fatto in modo ottimale. I sacchi dovrebbero col tempo insabbiarsi!

- Pietrame, potrebbe anche essere disposto in forma di una scogliera che nasconde un muro in calcestruzzo, con una pendenza più dolce del muro retrostante, sempre per mitigare l’effetto di riflessione delle onde.

- Tetrapodi in cemento (hard). Sono (orrendi) e dalla forma particolare che permette loro di incastrarsi così bene che il moto ondoso non riesce a spostarli. Si trovano spesso nei porti, in genere a protezione dei moli foranei o dei moli in ingresso ai porti. Non dovrebbero trovarsi in zone balneari.

- Muro a gradoni in calcestruzzo per impedire lo scalzamento al piede con pennelli in legno. Le gradinate formano uno zoccolo degradante che serve a smorzare l’azione delle onde a protezione del muro retrostante che separa la spiaggia dalla strada retrostante. Queste opere servono soprattutto a proteggere il muro e la strada dalle mareggiate. I pennelli, costruiti in palizzate e tralizzi di legno, sono strutture ecologicamente ecosostenibili, ma che richiedono una maggiore manutenzione perché materiale degradabile e poco resistente. Favoriscono però, trattenendo la sabbia trasportata dalle correnti litoranee lungo costa, l’insabbiamento.

- Lo spriz-baton. Si utilizza in zone rocciose anche molto fratturate o in zone dove si scende a mare tra gli scogli. E’ un sistema veloce ed efficace che consiste in una spruzzata sulla roccia di un celo di cemento misto a brecciolino o sabbia, che impermeabilizza completamente il versante rendendolo inattaccabile non solo dall’erosione meccanica, ma anche chimica. Si evita il rischio di fratture e crolli di materiale su turisti ecc. Le testate dei micropali vengono messe dentro per stabilizzare e consolidare il versante che poi viene spruzzato.

Disgaggio: eliminazione dei blocchi su versanti per esempio a lato della strada che rischiano di cadere. Il disgaggio viene fatto innescando il movimento semplicemente facendoli rotolare giù o disgregandoli mediante l’utilizzo di esplosivi. Se il disgaggio non è possibile vengono consolidati tramite reti.

DIFESE ADERENTI E ORTOGONALI alla costa: sono sistemi compositi spesso a protezione di strade e aree non particolarmente frequentate. Per esempio: scogliere e pennelli in pietrone; scogliere in calcestruzzo.

DIFESE ADERENTI ED ESTERNE EMERSE: per esempio la difesa aderente può essere essa stessa protetta da una scogliera esterna.

DIFESE ESTERNE

- Classici esempi del litorale adriatico sono le scogliere frangiflutto emerse in pietrame con moli ortogonali all’imboccatura dei porticcioli turistici o corsi d’acqua navigabili. I moli non servono solo ad intercettare il materiale trasportato lungo costa e depositare sopraflutto, ma impediscono anche l’insabbiamento del canale. Le scogliere frangiflutto hanno lunghezza e orientamento, distanza dalla riva e larghezza dei varchi calcolati in modo tale da determinare la risposta morfologica della spiaggia voluta, in alcuni casi insabbiamenti con formazione di tomboli che collegano l’opera alla riva. L’orientamento è scelto in base all’andamento dei fronti d’onda che deve incidere con un certo angolo per amplificare l’effetto della dissipazione sul versante verso spiaggia della scogliera.

- Piattaforma-isola emersa in pietrame: uno degli aspetti negativi delle scogliere esterne è la riflessione delle onde con allontanamento del flusso sedimentario e scalzamento dell’opera al piede. Le isole fanno riflettere le onde in modo divergente impedendo la perdita notevole del flusso sedimentario. Si comportano un po’ come isole-barriera e si può formare un tombolo che unisce l’opera alla spiaggia. L’effetto non è così efficace come le scogliere.

DIFESE ORTOGONALI

Sono opere utili in presenza di correnti lungo costa notevoli con conseguente flusso sedimentario. L’opera fa crescere la spiaggia sopraflutto a spese di quella sottoflutto che invece entra in erosione. Oltre che in pietrame sono realizzati in legno, calcestruzzo, palancole metalliche.

- PennelLi in pietrame emersi. La distanza tra i pennelli viene stabilita in modo da garantire che l’erosione sul lato sottoflutto venga compensata dalla deposizione sul lato sopraflutto. In sostanza tutta la spiaggia cresce.

- Pennelli a T in pietrame sono necessari per particolari condizioni meteo marine impedendo la formazione di vortici tra i due pennelli con perdita di sabbia. Se posti a troppa distanza tra loro possono formarsi vortici che erodono e si portano fuori la sabbia. La T finale riduce il varco tra due pennelli consecutivi e addirittura a volte sono state inserite delle scogliere, quando l’apertura era ancora troppo ampia.

- I setti in geotessile sommersi, più corti dei pennelli, dovrebbero stare 2-3 metri sotto il pelo dell’acqua. Servono ad intercettare nella parte più prossima alla battigia il materiale più grossolano che si muove per rotolamento o saltazione e devono naturalmente insabbiarsi col tempo favorendo la crescita della spiaggia. Costituiscono uno zoccolo resistente sotto, e fanno anche da materiale drenante: essendo di sabbia a volte è di un materiale più grossolano di quello che costituisce la spiaggia favorendo il drenaggio. Se l’acqua trova materiale troppo fine non si infiltra e nella fase di riflusso si porta via il sedimento. Nel costruire opere e rinascimenti si cerca di utilizzare spesso materiale più grossolano che permette all’acqua di defluire senza portarsi via il sedimento.

DIFESE ORTOGONALI ED ESTERNE

- Pennelli in pietrame o sommersi che sporgono dal fondo 1-2m hanno lo scopo di intercettare sedimenti mobili sul fondo, favorendo la crescita della spiaggia che conserva il suo profilo originario ed una volta insabbiati non interferiscono più con il flusso di sedimento. La scogliera soffolta o sommersa non dovrebbe essere visibile: non solo è visibilmente brutta ma anche pericolosa.

- Pennello e scogliera emersa in pietrame. Il pennello, isolato e non in serie, intercetta tutto il materiale trasportato sotto costa, mentre la scogliera esterna protegge dal moto ondoso con risultato la formazione di un tombolo e una spiaggia per niente naturale.

DIFESE TRASVERSALI

i moli vengono costruiti per prevenire la deposizione nei canali navigabili. Essi intercettano il carico solido longshore, intrappolando il sedimento sul lato sopraflutto. I moli foranei fungono da strutture che fissano la posizione di una apertura lungo il litorale ai fini della navigazione; i pennelli, viceversa, sono vere e proprie difese del litorale. I moli foranei interrompono il movimento di sabbia causando deposizione sul lato sopraflutto. Nel lato sottoflutto ai moli normalmente avviene erosione per depauperamento di sabbia intercettata dalla struttura opposta.

RIPASCIMENTO

I fattori che devono essere presi in considerazione per il ripascimento sono:
_ Costi,
_ Sorgente della sabbia/sedimento. Fino ad una decina di anni fa non si prendeva neanche in considerazione di poter prendere il materiale da mare, ma si usavano sabbie fluviali o residui della lavorazione edile ecc. Oggi, con le nuove tecnologie, si tende a prendere la sabbia da mare. Costa di meno in quanto spesso le spiagge da sistemare hanno un accesso non idoneo a trasporto di materiale pesante (si parla di centinaia di camion). Inoltre è molto più naturale, con la sabbia continentale si notava la differenza, non solo in termini di pezzatura, ma anche di colore.
_ Effetto sulla rimozione della sabbia,
_ Longevità della nuova spiaggia (1-7 anni), anche fino ad una decina di anni perché possa essere considerato efficace.
_ Tecnologia,
_ Preventivi studi di fattibilità, bisogna fare un’indagine dell’area per capire se in termini logistici e per caratteri naturali dell’area questo ripascimento può essere efficace e in quale modo renderlo il più efficace possibile.
_ Reperimento fondi (Nazionali – Regionali – Locali). Possono essere nell’ambito di progetti nazionali, ma oggi le opere per la difesa costiera sono delegati alla provincia.

Opere di ripascimento artificiale: la progettazione di questi interventi è meno complessa, ma è necessario uno studio di previsione di perdita di materiale verso il largo e lungo costa. Il ripascimento può essere realizzato con sabbia marina o continentale; nel primo caso è importante valutare con indagini sottomarine dove e quanto dragare dal fondo senza alterare l’equilibrio sia idrodinamico che ecologico.

in genere, è desiderabile che la sabbia utilizzata per il ripascimento abbia la stessa granulometria di quella originaria. Se mettiamo materiale più fine, la spiaggia avrà pendio molto più dolce e un minore guadagno in termini di spazio di spiaggia emersa. Inoltre, può risultare in maggiori effetti di torbidità dell’acqua soprattutto se la spiaggia è in erosione perché c’è un alto regime energetico. Se mettiamo materiale più grossolano esso si dispone su un pendio maggiormente inclinato con un maggior guadagno in termini di spazio di spiaggia emersa. Inoltre per una stessa quantità di materiale, fa recuperare più spazio che i materiali più fini. Nonostante i vincoli e una minore praticità per gli utenti/turisti, la tendenza è quella di mettere sabbia più grossolana.

Spesso la sabbia viene recuperata da zone limitrofe con una nave di appoggio cheaspira sabbia ad una certa distanza della costa e la ripompa sulla spiaggia. Normalmente si fanno prima analisi batimetriche e di fondale per scegliere accuratamente dove prendere la sabbia e quanto prenderne. L’area deve fornire quella quantità, deve essere priva di tappeti di posidonia e coltivazioni ittiche, nonché condutture sottomarine in prossimità di zone antropizzate. Spesso si è andati a prendere molto più al largo le sabbie relitte dei vecchi livelli di costa pleistocenici che non erano ancora completamente cementate o che per azione del moto ondoso erano riemerse.

NUOVE METODOLOGIE

- Copertura dei fondali con fanerogame, come la Posidonia.

- Dewatering o drenaggio: funziona sul principio della stabilizzazione della spiaggia mediante drenaggio forzato dell’acqua dallo strato saturo dell’area intertidale. Aumento in questo modo lo spessore dello strato asciutto che favorisce l’infiltrazione dello swash, innescando il processo di trasporto onshore. Lungo tutta la spiaggia sabbiosa (non ci devono essere rocce) viene realizzata una trincea in cui viene inserito un tubo drenante che drena l’acqua che arriva sulla spiaggia tenendo la sabbia sempre asciutta e impedendo il back-wash (o ridiscesa dell'acqua verso mare). Ovviamente l’acqua viene aspirata con una pompa che consuma energia e si sta pensando a come poterla alimentare per esempio con pannelli solari (dove metterli?). Vi è poi una condotta sottoterranea e poi subacquea che riporta l’acqua al mare. Impedendo il back-wash determina l’accrescimento della spiaggia. E’ estremamente efficace e non visibile.