Progettazione e Costruzione di Opere Marittime: Livello del Mare, Frangiflutti e Moli

La progettazione e la costruzione di opere marittime richiedono una comprensione approfondita di diversi fattori critici, tra cui i sistemi di posizionamento, le variazioni del livello del mare e le specifiche tecniche delle strutture da realizzare.

Sistemi di Posizionamento e Picchettamento

La costruzione del progetto implica la redazione di documenti che giustifichino e definiscano il lavoro da eseguire. Il picchettamento è l'azione fondamentale per collocare il lavoro nel punto esatto della sua esecuzione. I riferimenti necessari sono geometrici, tenendo conto della variabilità del livello del mare.

Basi Fisse e Segnali

Per un picchettamento accurato, sono necessarie basi fisse e stabili, con segnali ben definiti. La misurazione e i riferimenti alla planimetria si basano su:

• Coordinate UTM: Suddivise in 60 zone, utilizzano un sistema a 6 gradi. L'Istituto Geografico Nazionale (IGN) fornisce una rete di vertici geodetici con coordinate note.
• Rete DGC: La Direzione Generale delle Coste dispone di una rete di passeggiate che definisce la delimitazione del demanio marittimo-terrestre pubblico.
• Riferimenti Nautici: Di alta classifica, utilizzano coordinate geografiche.

Riferimenti per l'Elevazione

Per determinare le quote altimetriche, si utilizzano diversi riferimenti:

1. Posizione Orizzontale: Un piano di riferimento a cui si riferiscono le quote altimetriche.
2. IGN: Utilizza l'altitudine media sul livello del mare (es. Alicante).
3. IHM (Istituto Idrografico della Marina): Utilizza lo zero idrografico per le maree e la preparazione delle carte nautiche.
4. Riferimento Locale: Banche dati di grande rilievo del livello del mare per convenzione internazionale.
5. IEO (Istituto Oceanografico Spagnolo): Può utilizzare zeri propri o indipendenti, facendo riferimento al livello del mare più alto registrato dai suoi calibri.

Variazioni del Livello del Mare

Il livello del mare funge da riferimento per individuare quote e posizioni geografiche, comprese quelle sottomarine.

Maree

Le maree sono modifiche giornaliere del livello del mare, causate principalmente dalle forze gravitazionali della Luna e del Sole. Si distinguono:

• Maree Astronomiche: Le maree sono più elevate quando Luna e Sole sono allineati, e più basse quando formano un angolo di 90°.
• Maree Meteorologiche (Barometriche): Causate da variazioni di pressione atmosferica.

Terminologia delle Maree

• Alta Marea (o Acqua Alta): Livello massimo raggiunto dall'acqua.
• Bassa Marea: Livello minimo raggiunto dall'acqua.
• Flusso (Flow): Lento e costante aumento delle acque marine dovuto all'attrazione lunare e solare.
• Riflusso (Reflux): Lento e progressivo declino delle acque marine.
• Ampiezza di Marea (Race): Differenza di altezza tra alta e bassa marea.
• Periodo di Marea: Differenza di tempo tra bassa e alta marea.
• Stasi di Marea (Stoa): Momento in cui il livello del mare rimane fisso.
• Stasi di Corrente (Stoa Corrente): Momento in cui la corrente di marea è pari a zero.
• Istituzione del Porto: Ritardo tra il passaggio della luna al meridiano e l'alta marea successiva, dovuto all'inerzia dell'idrosfera.
• Maree di Quadratura (Bassa o Quadrata): Si producono durante le fasi lunari crescenti e calanti quando Terra, Sole e Luna formano un angolo di 90°.

Strumenti di Misurazione

Il livello del mare viene misurato tramite:

• Mareografi Anderaa: Misurano il livello del mare tramite pressione idrostatica e temperatura dell'acqua in un punto sommerso fisso.

Sistemi di Sondaggio (Sounding)

I sistemi di sondaggio permettono di misurare la profondità dei fondali marini.

• Barra Graduata: Semplice asta inserita verticalmente nel fondale.
• Sinker: Filo o cavo con zavorra e marcature.
• Eco (Ecoscandaglio): Un segnale trasmesso viene riflesso da un'interfaccia con marcata differenza di densità. Il tempo di ritorno del segnale indica la profondità.
• Profiler Telecomandato: Per il controllo delle coordinate dei ROV (Remotely Operated Vehicle) sui fondali marini.
• Sonar Laterale (Sidebar): Un trasmettitore-ricevitore sonar trainato da una barca emette segnali che sondano una striscia di fondale sul lato della barca.

Fonti di Informazione e Sistemi per il Clima Marittimo

• Estrapolazione all'Indietro: Analisi storica di eventi per proiezioni future.
• Trattamento Statistico dei Dati: Utilizzato per le previsioni meteo in fase di costruzione.

Frangiflutti

I frangiflutti sono strutture progettate per fornire riparo dalle onde, potendo essere artificiali o naturali.

Parti Principali di un Frangiflutti

• Fondazione: Base su cui poggia il frangiflutti.
• Filtro Intermedio o Strati: Strati di dimensioni crescenti.
• Strato Principale: Resiste all'azione delle onde.
• Mantello Esterno: Protezione esterna contro l'agitazione e la tracimazione.
• Banco: Strato di supporto sotto il principale.
• Strato Antiritorno: Struttura in cemento armato per eliminare o ridurre la tracimazione.
• Lastra di Cemento: Piste e protezione centrale.

Problemi di Capacità Portante del Terreno

In caso di insufficiente capacità portante del terreno, le soluzioni includono:

• Rimozione di strati di terreno non idonei.
• Trattamenti di miglioramento del terreno.
• Fasi di esecuzione specifiche: dragaggio, riempimento parziale con mezzi marittimi, consolidamento, scarico marittimo parziale.

Tipi di Dighe e Confronto

Si distinguono dighe realizzate in mare, a terra o miste.

• Svantaggi Dighe Marittime: Aumento della torbidità, maggiore dispersione di materiale, compattazione non ottimale.
• Svantaggi Dighe Terrestri: Maggiore larghezza di coronamento, danni temporanei significativi.

Collocamento del Nucleo e Spinta (Gánguiles)

I tipi di gánguiles (mezzi di scarico) includono:

• Cerniera o cerniera
• Discarica o inclinazione
• Cpmpuerta o cono
• Spinta o elevazione
• Fuoriuscita laterale

Sequenza di Collocamento

1. Nucleo
2. Livelli successivi (es. 5m)
3. Protezione pendio e coronamento
4. Mantelli (per ridurre danni al nucleo, garantire stabilità e ottimizzare l'uso del materiale)

Collocamento del Nucleo via Terra

Sequenza di posizionamento:

1. Scarico materiale del nucleo nelle vicinanze (camion).
2. Scarico materiale frontale (trattore o caricatore).
3. Rettifica del pendio secondo le previsioni (retroescavadora).
4. Aree fuori portata (gru con benna o gánguiles).
5. Controllo del nucleo.

I processi di esecuzione variano in funzione di fattori come il clima marittimo, le onde e le maree, la larghezza della piattaforma per il passaggio dei camion.

Frangiflutti Verticali

Strutture che offrono riparo, costituite da una diga su un banco che sorregge pareti verticali.

Vantaggi rispetto alle Dighe a Pendio

1. Minor impiego di materiale da cava.
2. Maggiore velocità di costruzione.
3. Buon comportamento nel moto ondoso in tutte le fasi.
4. Possibilità di letti interni.
5. Smantellamento più agevole.

Svantaggi

1. Rottura delle onde presenta un notevole impegno.
2. Riflettono l'energia delle onde.
3. Trasmettono carichi significativi al suolo.
4. Necessità di finestre per l'ancoraggio e il successivo riempimento.

Costruzione di Cassoni (Caissons)

Processo di costruzione:

1. Dragaggio del terreno naturale per migliorare la fondazione.
2. Posizionamento del marciapiede di fondazione per fornire una superficie di appoggio uniforme.
3. Realizzazione dell'area di panca, se non vi saranno rotture del massetto del cassone.
4. Fabbricazione e varo dei cassoni.
5. Trasporto dei cassoni tramite rimorchi o cavi.
6. Ancoraggio dei cassoni: supporto sul marciapiede, sensibilità a vento, onde e correnti. Inondazione controllata delle celle per mantenere il cassone a galla.
7. Carico delle celle e giunti.

Schermature (Screen Springs)

1. Strutture formate da uno schermo incorporato nel terreno naturale.
2. Pareti di lamiera e schermi di pali in calcestruzzo.

Moli a Sovrapposizione (Pile)

1. Facile palificazione su terreno granulare.
2. Non fattibile su terreni molto consolidati, rocciosi o frangiflutti.
3. Panca e macerie.
4. Costruzione terrestre e marittima.

Palificazione (Pile Driving)

1. Martelli a semplice effetto, spinte principali.
2. Martelli a doppio effetto in compressione.
3. Martelli vibratori, sforzi lievi o nulli in compressione.
4. Pali tramite pressione, martinetto idraulico.
5. Sequenza di palificazione: posizionamento delle guide, fornitura di palancole, ombreggiature o carrelli, posizionamento dei profili per i tasselli.

Processo Costruttivo a Terra

1. Costruzione della pentola e riempimento parziale dell'esplanada.
2. Sollevamento (Jacking) delle schermature.
3. Scavo e posizionamento delle staffe.
4. Riempimento dell'area di ancoraggio.
5. Dragaggio frontale di riempimento.
6. Protezione del piede del molo della schermatura.
7. Costruzione della scogliera di raggio.
8. Pavimentazioni e qualificazione della molla.

Processo Costruttivo Marittimo

1. Dragaggio del terreno naturale.
2. Guida delle palancole del mezzo mobile.
3. Riempimento della superficie esterna delle palancole fino al livello di ancoraggio.
4. Ancoraggio e riempimento della molla e coronamento.
5. Dragaggio del terreno a monte delle palancole.
6. Protezione del piede delle palancole con riprap.
7. Costruzione della sovrastruttura e dell'attrezzatura della molla.

Moli con Schermi in Cemento

Soluzione per molle su terreno non consolidato.

Processo Costruttivo:

1. Dragaggio del terreno naturale, miglioramento del fondale.
2. Mota per costruire gli schermi.
3. Costruzione degli schermi.
4. Posizionamento dell'esplanada di ancoraggio.
5. Ancoraggio dello schermo.
6. Dragaggio del terreno naturale di fronte agli schermi.
7. Protezione del piede degli schermi con riprap.
8. Costruzione della sovrastruttura e qualificazione.
9. Molle ausiliarie e sbarchi (gánguiles di carico, pontoni, attracco navi).

Moli a Gravità

1. Resistono al proprio peso.
2. Pareti verticali.
3. Interfaccia di attracco per navi, attraversamento merci.

Cassoni (Caissons)

1. Parete verticale formata da cassoni.
2. Appoggiati su un banco.
3. Resistono alla spinta dei riempimenti.
4. Problema di montaggio e ribaltamento.

Processo di Costruzione

1. Dragaggio della trincea.
2. Scarico di riprap.
3. Taglio della ghiaia.
4. Fabbricazione e varo dei cassoni.
5. Trasporto dei cassoni.
6. Posizionamento dei cassoni.
7. Ancoraggio dei cassoni tramite inondazione.
8. Carico delle celle e giunti.
9. Riempimento posteriore (migliore qualità).
10. Posizionamento del filtro.
11. Riempimento inferiore (qualità complessiva, evitando contatto con materiale esterno tramite geotessile).
12. Calcestruzzo della sovrastruttura.
13. Posizionamento di materiale selezionato e compattato.
14. Costruzione del marciapiede.
15. Costruzione del marciapiede e qualificazione della molla.
16. Difese e posizionamento di dissuasori.

Blocchi di Molo

Parete verticale frontale composta da blocchi parallelepipedi, solidi o alleggeriti, blocchi speciali, appoggiati sul marciapiede, che sopportano la spinta del riempimento.

Processo di Costruzione

1. Dragaggio.
2. Miglioramento del terreno di fondazione.
3. Fondazione del banco.
4. Realizzazione del piano del marciapiede.
5. Fabbricazione e accoppiamento dei blocchi.
6. Posizionamento dei blocchi.
7. Riempimento della superficie esterna.
8. Riempimenti generali.
9. Sovrastruttura.
10. Piano.

Moli Subacquei in Calcestruzzo

Struttura in calcestruzzo armato di massa, gettato in opera, adatta per siti con poca profondità, porti turistici, ambienti non aggressivi.

Processo di Costruzione

1. Attività iniziali.
2. Preparazione del terreno di fondazione.
3. Schermature.
4. Getto.
5. Riempimento della superficie esterna.
6. Riempimenti generali.
7. Sovrastruttura.
8. Piano.

Moli a Pali (Pile)

Supportati da una piattaforma a pali, adatti per terreni a bassa portanza o molto deformabili, zone sismiche. Riducono la riflessione delle onde e fungono da delfini per l'attracco.

Costruzione da una piattaforma terrestre e riempimento con mezzi mobili.

Costruzione in Situ da Terra

1. Dragaggio del terreno naturale.
2. Miglioramento del terreno di fondazione.
3. Mota sufficientemente ampia per la costruzione del palo.
4. Scavo, costruzione e guida dei pali dal boschetto.
5. Costruzione parziale della sovrastruttura.
6. Dragaggio e riempimento del restante terreno naturale.
7. Formazione del pendio sotto la tavola e protezione con riprap.
8. Formazione dell'esplanada.
9. Completamento della molla e attrezzatura.

Costruzione Insitu (Sequenza della Sovrastruttura)

1. Lavori di costruzione del grano.
2. Sollevamento e tubazione.
3. Scavo del palo.
4. Posizionamento della gabbia di rinforzo.
5. Calcestruzzo.
6. Estrazione della tubazione.
7. Palo intestato e costruzione del trave di bordo.
8. Dragaggio del pendio e profilatura sotto la tavola.
9. Protezione del fondo e pista con riprap.
10. Posizionamento dei prelati del consiglio di amministrazione.
11. Calcestruzzo della sovrastruttura.
12. Posizionamento di materiale selezionato e compattato.

Costruzione Marittima

1. Dragaggio del terreno naturale.
2. Miglioramento del terreno di fondazione.
3. Costruzione dei pali con mezzi mobili.
4. Formazione dell'esplanada.
5. Formazione del pendio sotto il cruscotto e protezione con riprap.
6. Completamento della sovrastruttura e dell'attrezzatura della molla.

Sequenza Costruttiva Marittima In Situ

1. Rivestimento dei pali per sostenere la roccia recuperabile e l'estrazione dei materiali.
2. Scavo del trapano per roccia e benna.
3. Posizionamento della camicia di perdita.
4. Posizionamento del rinforzo del palo.
5. Calcestruzzo e recupero della camicia principale del tubo.
6. Esecuzione del dragaggio.
7. Profilatura e riempimento con protezione del pendio riprap.
8. Esecuzione dei capitelli.
9. Posizionamento delle travi sui capitelli.
10. Calcestruzzo dei nodi.
11. Posizionamento dei prelati.
12. Calcestruzzo del bordo.
13. Pavimentazioni e abilitazione della molla.
14. Posizionamento di parabordi, bitte, rotaie e terminazione.

Dragaggio

Attività minerarie sui fondali marini.

Obiettivi

• Guadagnare profondità.
• Ottenere materiali per i riempimenti.
• Pulire terreno inadeguato.
• Rimuovere contaminanti.

Vincoli

• Località: Condizioni del pelo d'acqua.
• Caratteristiche del Terreno: Sciolto, argilla, roccia dura e tenera.
• Omogeneità del Campo: Diversi strati spessi.
• Durezza e Calati: Piccole profondità (fino a 5m), medie (5-25m), grandi (oltre 25m).
• Geometria Dragata: La zona determina il percorso e le manovre delle draghe.
• Tempo e Volume: Volume di dragaggio e tempo a disposizione.
• Disponibilità di Attrezzatura: Difficile ottenere una draga, alti tassi di occupazione.
• Distanza dalla Discarica: Condizioni dei mezzi di trasporto.
• Fuoriuscita (Procedura): Dal canto del canyon, dal tubo.
• Marittimi: Clima, onde, altezza limitata operativa.
• Caratteristiche del Sito: Profondità, restrizioni stagionali.
• Archeologico: Faro, piano del traffico e del tempo.
• Resti Archeologici Marittimi.

Draghe Meccaniche

• Draga a Benna (Bucket Dredge): Benna su gru galleggiante, semovente, gru tramoggia + cantare. Prestazioni: 1500 m³/giorno. Sensibile alle onde.
• Draga a Pala Anteriore (Backhoe Dredge): Retroescavadora su pontone. Prestazioni: 2000-6000 m³/giorno.
• Draga a Catena di Benne (Bucket Chain Dredge): Vecchia tecnologia, prestazioni: 2500 m³/giorno (terreno soffice), 10000 m³/giorno (terreno sciolto). Sensibile.

Draghe a Risucchio (Suction Dredges)

• Pompe centrifughe, miscela di aspirazione, sistema di ritenuta in background.
• Stazionaria: Dragaggio tramite tubo, con cutter. Profondità fino a 30m. Prestazioni: 500-100.000 m³/giorno.
• In Corso (Trailing Suction Hopper Dredge): Barca semovente, supporto tubo di aspirazione, boma di vuoto. Molto sensibile al moto ondoso. Può arenarsi. Materiali soffici.

Esplosione Sottomarina (Blasting)

Utilizzata per rocce molto dure, aree inaccessibili, piccoli volumi.

Opere di Protezione, Protezione delle Coste e Rigenerazione

Fascia Costiera (Gaza Costiera)

Fascia di costa verso l'interno, larga 5 km. Rappresenta il 7% del territorio, il 35% del giro d'affari totale, l'82% della popolazione turistica.

Posizione della Costa

• 40% urbanizzato.
• 7% portuale.
• 3% impianti industriali.
• 8% usi agricoli.

Determinazione dei Costi

Protezione, uso del suolo pubblico e del mare.

Dominio Pubblico Marittimo

Zona costiera dove il livello dell'acqua ha raggiunto il punto più alto (mareogrados).

Delimitazione

Definizione della linea di limitazione.

Proprietà

• Zona di servitù di traffico: 6m di larghezza.
• Zona di protezione: 100m di larghezza.
• Superficie minima di influenza: 500m.

Zona di Protezione Incollata (Incollati ROTEZIONE zona)

• Usi Consentiti: Parchi, impianti sportivi, uso della costa.
• Campeggio: Proibito.
• Usi Proibiti: Residenze, strade con traffico > 500 veicoli/giorno, linee elettriche aeree, pubblicità, scarichi non trattati, aziende aride.

Area di Influenza

Evitare schermi architettonici, prevedere riserva di terra per il ritiro del litorale.

Lavori di Rigenerazione (Soft Play)

Costi di rigenerazione.

Lavori di Miglioramento Fondiario

Sostituzione del Terreno

Sostituzione di terreni non idonei con altri adeguati.

Precarico (Preload)

Mantenere un carico sul terreno per un periodo di tempo per accelerare il consolidamento. Raccomandato per stabilizzare insediamenti.

Progetto di Precarico

• Relazione geotecnica.
• Test di stabilità.
• Definizione delle fasi del precarico.
• Definizione della superficie di ricarica.

Realizzazione del Precarico

• Scelta del materiale di riempimento.
• Preparazione e deposito del materiale.
• Regolarizzazione della superficie.
• Controllo del precarico su grandi superfici.