Analisi del comportamento delle condotte interrate in terreni liquefacibili

Gruppo di lavoro

• Prof. Filippo Santucci de Magistris (Università degli Studi del Molise);
• Dott.ssa Massimina Castiglia (Università degli Studi del Molise);
• Dott. Tony Fierro (Università degli Studi del Molise).

Descrizione 

Il tema di ricerca si colloca nell’ambito del Progetto CARTIS, nato dall’accordo quadro tra Dipartimento di protezione Civile e Reluis.

Obiettivi della ricerca

La ricerca parte dall’esigenza del mondo delle imprese di costruzione di progettare, per le condotte interrate, l’attraversamento di aree potenzialmente soggette a liquefazione. La grande estensione lineare di queste opere, spesso, non consente ai progettisti di far riferimento a tracciati che evitino l’interazione dei tubi con aree potenzialmente a pericolosità elevata. In caso di liquefazione, le tubazioni leggere (ad esempio quelle di grande diametro che trasportano gas) possono essere soggette a elevati spostamenti che ne compromettono la funzionalità e la sicurezza. L’obiettivo principale della ricerca è fornire alternative ai metodi tradizionali per garantire la stabilità delle condotte (appesantimento della tubazione) che sia economico e conveniente dal punto di vista tecnico e della sostenibilità. La ricerca si svolge in cooperazione con rilevanti imprese italiane (Saipem S.p.A) e l’Università di Tokyo per l’esecuzione di sperimentazione su modello fisico in scala ridotta soggetto ad accelerazioni sismiche.

Ad oggi, i principali risultati sono stati:

• la comprensione dei meccanismi che governano i possibili spostamenti della condotta in caso d liquefazione (prevalentemente risalita del tubo ma anche affondamenti o spostamenti laterali);
• la valutazione delle prestazioni dell’opera con riferimento alla possibilità che si verifichino più eventi sismici nell’arco della vita utile e alla eventualità o meno che il terreno possa liquefare per eventi sismici successivi;
• la valutazione comparativa, tramite la sperimentazione su modello fisico, di alcuni sistemi di mitigazione degli spostamenti. In tale ambito risultano essere particolarmente efficaci l’adozione di sacchi di materiali ghiaiosi in testa alla tubazione e l’adozione di strati di geogriglie. Con questi sistemi, si osserva una sostanziale limitazione degli spostamenti anche in caso di liquefazione dei materiali sabbiosi saturi.

Impatto

La ricerca, già documentata in pubblicazioni scientifiche, ha un chiaro impatto sulla progettazione e realizzazione delle condotte interrate. Queste opere sono, generalmente, molto costose e controverse (si vedano le discussioni legate alla realizzazione della Trans-Adriatic-Pipeline TAP) ma, come tutte le lifelines, indispensabili per lo sviluppo produttivo dei territori. Le tecniche di mitigazione proposte sono adottabili in siti con caratteristiche diverse, hanno impatto ambientale limitato, possano essere facilmente implementabili nella sezione di scavo standard e sono durevoli, ovvero non richiedono l’uso di prodotti chimici o materiali biodegradabili. Questi requisiti rendono i sistemi facilmente utilizzabili nella pratica e risolvono parte dei problemi riscontrati dai metodi esistenti. La ricerca rappresenta un primo passo verso la standardizzazione di potenziali soluzioni e fornisce elementi utili per linee guida e codici di progettazione nel quadro della prevenzione dei danni.