Università di Roma Tor Vergata Laura magistrale in Ingegneria per l ambiente e il territorio Corso di Bonifica dei Siti Contaminati Barriere Impermeabili Renato Baciocchi A.A. 2012 2013
Introduzione Le barriere impermeabili costituiscono una soluzione che consente di isolare temporaneamente o definitivemente la sorgente di contaminazione, evitando la propagazione della contaminazione verso eventuali recettori. Nel contesto normativo vigente, trova applicazione come misura di messa in sicurezza d emergenza (MISE), ovvero come intervento di messa in sicurezza operativa (MISO) o permanente (MISP). Le barriere impermeabili non possono invece considerarsi come opzioni di bonifica, in quanto tale intervento non prevede la rimozione della sorgente di contaminazione primaria (rifiuti) o secondaria (suolo o acqua).
Principio della tecnologia Il principio operativo consiste nel realizzare una barriera che impedisca la propagazione dei contaminanti, interrompendo una o più vie di migrazione. La barriera può essere classificata in: Barriera superficiale (Copertura); Barriera verticale; Barriera di fondo
Aspetti normativi Non esistono riferimenti normativi che regolino in maniera specifica le modalità di realizzazione ed i requisiti di progetto per le barriere da realizzarsi nell ambito dei progetti di bonifica. In assenza di riferimenti normativi specifici, si fa generalmente riferimento alla normativa sui criteri di realizzazione dei sistemi di copertura e di fondo delle discariche (D.Lgs. 36/2003).
Aspetti normativi
Aspetti normativi
Sistemi di copertura superficiale Le barriere fisiche superficiali hanno la funzione di: Impedire l infiltrazione delle acque meteoriche attraverso il suolo contaminanto per evitare la diffusione degli inquinanti attraverso il suolo e verso la falda; evitare il contatto diretto e il trasporto di polveri nonché abbattere eventuali vapori potenzialmente contaminati. Le prime coperture, risalenti agli anni 80 erano semplicemente costituite da uno strato di terreno argilloso, caratterizzato da bassa permeabilità. Come detto, le evoluzioni tecniche e normative nel settore delle discariche, hanno condotto ad adottare soluzioni migliorative.
Sistemi di copertura superficiale Elementi costitutivi di una copertura superficiale multistrato
Sistemi di copertura superficiale
Sistemi di copertura superficiale
Sistemi di copertura superficiale
Sistemi di copertura superficiale Materiali per la realizzazione di un sistema di copertura superficiale
Sistemi di copertura superficiale Interventi a carattere temporaneo Copertura con terreno superficiale: uno/due strati di terreno, presenti in sito, opportunamente livellati e compattati, sormontati da un ulteriore strato di terreno vegetale; Coperture non transitabili: strato di regolarizzazione, su cui vengono stesi teli di geotessile LDPE, PVC o PP (spessore 0.3 1.0 mm) sovrapposti con cordone sigillante ed ancorati opportunamente; Coperture transitabili: come le non transitabili, ma ricoperti da uno strato di terreno e da uno strato di geotessile a contatto con la geomembrana.
Sistemi di copertura superficiale Interventi a carattere permanente Copertura con terreno impermeabilizzante: idonea per zone non interessante da presenza di carichi (aree verdi), prevede uno strato di regolarizzazione come da schema precedente; Coperture tramite asfaltatura: idonea per aree transitabili come strade e parcheggi e contaminate da sostanze poco mobili ed in basse concentrazioni. Si realizza con conglomerati bituminosi o cemento Portland. Possibili problemi di deterioramento fisico o chimico. Coperture multistrato: per aree transitabili con contaminazioni elevate. ma ricoperti da uno strato di terreno e da uno strato di geotessile a contatto con la geomembrana.
Sistemi di copertura superficiale Interventi a carattere permanente Coperture multistrato: si aggiunge una geomembrana, uno strato di sottofondo stradale (con aggregato granulare) ed uno strato di conglomerato bituminoso (binder 10 cm) + manto di usura (3 cm).
Criteri di progettazione
Criteri di progettazione
Materiali: Geomembrane Le Geomembrane sono lamine polimeriche per l impermeabilizzazione dei sistemi di copertura superficiale. Sono prevalentemente realizzate nei seguenti materiali: Polietilene (Alta densità HDPE Bassa densità LDPE) Polivinilcloruro (PVC) Polietilenclorosolfonato (CSPE)
Materiali: Geomembrane
Materiali: Geomembrane
Materiali: Geomembrane in HDPE (UNI 8898 6)
Materiali: Geomembrane in HDPE (UNI 8898 6)
Materiali: Geomembrane in HDPE (controlli) Verifica materiali al momento della ricezione; Stoccaggio in condizioni idonee (no esposizione UV, agenti atmosferici) Minimizzare il numero di giunture tra teli; Prelevare un campione ogni 10000 m2 da sottoporre a test (spessore, resistenza a rottura, allungamento a rottura, resistenza al punzonamento)
Materiali: Geomembrane in HDPE (controlli) Tecniche di saldatura: la migliore è a caldo, realizzata mediante sovrapposizione di due teli che vengono giuntati da una attrezzatura movente a cuneo caldo. Si ottiene in questo modo una doppia giunzione (saldatura a doppia pista), che lascia un canale intemedio utilizzato per testare la tenuta della giuntura stessa.
Materiali: Geomembrane in HDPE (controlli) Test non distruttivi: immissione di aria compressa in un tratto del canale intermedio e verifica tenuta (meno del 10% di caduta di pressione in 10 minuti). Test distruttivi: resistenza al taglio (la giuntura deve sopportare uno sforzo pari all 80% del valore specificato per la membrana).
Materiali: Geocompositi bentonitici I Geocompositi bentonitici (GCL) sono costituiti da uno strato di argilla (bentonite sodica granulare) compreso tra due geotessili. Vengono impiegati nella costruzione della barriera impermeabili, in sostituzione o in combinazione con lo strato di argilla compattata. Con questo materiale, si possono ottenere valori di permeabilità molto bassi, sfruttando inoltre le capacità rigonfianti della bentonite sodica per far fronte ad eventuali danneggiamenti.
Materiali: Geocompositi bentonitici
Materiali: Geocompositi bentonitici
Materiali: Geocompositi bentonitici
Materiali: Geocompositi bentonitici (controlli) Verifica materiali al momento della ricezione; Substrato di posa privo di elementi lapidei,detriti, radici, potenzialmente dannosi per l integrità dei teli in GCL. Posa: sovrapposizione dei teli adiacenti (almeno 20 cm) con disposizione dei teli lungo la linea di massima pendenza. Verificare la sigillatura con bentonite sodica granulare.
Controlli ad opere ultimate Metodi geoelettrici: si basa sulla elevata resistività elettrica della membrana HDPE, che se realizzata correttamente determina un perfetto isolamento elettrico tra materiale della copertura e terreno circostante. In assenza di difetti, il potenziale elettrico (MN) misurato imponendo una ddv AB (circa 100 V)mostra una distribuzione uniforme del campo elettrico, debolmente crescente verso i bordi della impermeabilizzazione.
In presenza di una fessura o lacerazione, attarverso di essa si genera un flusso di corrente, che viene evidenziato da un deciso calo del potenziale elettrico attraverso la fessura. Controlli ad opere ultimate
Controlli ad opere ultimate Metodi invasivi: consistono nel campionamento in situ delle acque interstiziali mediante una coppa porosa (ceramica, nylon, PTFE) applicata all estremità di una tubazione in PVC/inox. Lisimetro a vuoto Idoneo fino a 2 m di profondità; SI applica il vuoto nella coppa che favorisce la permeazione dell acqua nel lisimetro, che viene recuperata per mezzo di una tubazione.
Controlli ad opere ultimate Lisimetro a pressione Idoneo fino a 20 m di profondità; SI applica il vuoto nella coppa che favorisce la permeazione dell acqua nel lisimetro, che viene recuperata per mezzo di una tubazione imponendo una pressione positiva in mandata.
Caso studio
Barriere fisiche verticali
Barriere fisiche verticali
Barriere fisiche verticali
Barriere fisiche verticali Materiali
Diaframmi plastici
Diaframmi plastici diaframma immorsato diaframma sospeso
Diaframmi plastici Cinturazione parziale a monte Cinturazione parziale a valle Cinturazione completa
Diaframmi plastici
Diaframmi Criteri di progettazione
Diaframmi Criteri di progettazione
Diaframmi Criteri di progettazione
Composizione della miscela plastica
Controlli sulla geometria del diaframma
Controlli ad opere ultimate
Controlli ad opere ultimate
Controlli ad opere ultimate
Controlli ad opere ultimate GPR Ground PenetratingRadar
Controlli ad opere ultimate Prove di permeabilità in foro (infiltrazione)
Controlli ad opere ultimate Prove di permeabilità in foro con piezocono (CPTU) La prova penetrometrica statica (CPTU, Consolidated Penetrometric Test Undrained) consiste nel far penetrare nel terreno una punta standardizzata di sezione pari a 10 cm2 nel fondo di un foro o in superfice. Nella penetrazione si possono valutare separatamente la resistenza di punta o quella laterale a varie profondità. La prova può essere eseguita in terreni con granulometria compresa tra l argilla e la sabbia con ghiaia fine. La misurazione viene eseguita in continuo sino alla profondità prefissata o sino alla portata massima dell apparecchio.
Controlli ad opere ultimate Prove di permeabilità in foro con piezocono (CPTU)
Controlli ad opere ultimate Prove di permeabilità in foro con piezocono
Diaframmi sottili
Palancole metalliche
Prove di tenuta Palancole metalliche