Le dighe che invecchiano sono un rischio emergente per milioni di persone
Migliaia di grandi dighe nel mondo sono state costruite oltre mezzo secolo fa e hanno superato la loro durata di vita teorica. Sono per questo meno sicure? Il risanamento della diga della Verzasca in Svizzera illustra come far fronte all'invecchiamento e alle conseguenze del cambiamento climatico.
L’ingegnere civile Francesco Amberg non nasconde una certa emozione. Nella sua carriera ha visitato decine di bacini artificiali in Svizzera e nel mondo, ma gli è capitato raramente di trovarsi di fronte a un panorama del genere.
Amberg è sul coronamento della diga della Verzasca, a qualche chilometro da Locarno, nel Canton Ticino, e sta ammirando quel che rimane del lago sotto di lui. Il bacino idroelettrico è stato quasi completamente svuotato e le acque turchesi hanno ceduto il posto a un paesaggio grigio e brullo, quasi lunare. “Vedere il lago quasi vuoto fa un certo effetto”, dice Amberg.
La diga della Verzasca è con i suoi 220 metri tra le più alte d’Europa. James Bond l’ha resa celebre nel mondo nel 1995, con il film Goldeneye. È dalla cima della diga dove mi trovo in compagnia di Amberg, in questa soleggiata giornata di febbraio, che l’agente segreto britannico interpretato da Pierce Brosnan si è gettato nel vuoto legato a un elastico.
La diga è stata inaugurata nel 1965 e dopo oltre mezzo secolo di attività sono necessari interventi di rinnovamento. Nonostante l’invecchiamento possa compromettere la funzionalità o la sicurezza degli impianti, non sarebbe considerato con la dovuta attenzione a livello globale, dove migliaia di sbarramenti di grandi dimensioni presentano già segni di usura.
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Il risanamento della diga della Verzasca riguarda tutte le parti che servono a portare a valle l’acqua dal bacino artificiale, spiega Amberg, tra gli ingegneri che partecipano ai lavori. Nel dettaglio, si deve procedere alla sostituzione delle due valvole a farfalla (utilizzate per interrompere il flusso d’acqua verso le turbine) e al rifacimento della protezione anticorrosione all’interno delle condotte. Sono anche previsti lavori alla camera di espansione, uno spazio ricavato nella roccia che serve a gestire le variazioni dell’acqua rilasciata dalla diga. I costi stimati del rinnovamento ammontano a circa 7 milioni di franchi.
Dilatazione del calcestruzzo
La parete ad arco non necessita invece di interventi particolari. A differenza di altre dighe dello stesso tipo, non è stato osservato alcun degrado chimico del calcestruzzo. Il principale fenomeno che può manifestarsi col tempo è la cosiddetta “reazione alcali-aggregati” e avviene quando l’acqua reagisce con determinati minerali contenuti nel calcestruzzo, ad esempio la silice. Il risultato è una dilatazione del calcestruzzo e un allungamento della diga, ciò che crea una spinta sulla roccia di appoggio.
Questo processo di deterioramento è noto dagli anni Quaranta e riguarda anche altre grandi opere quali muri di contenimento e ponti. “Non lo definirei un problema a priori in quanto la solidità della struttura non ne risente. Va però monitorato”, afferma Amberg. In caso di dilatazione eccessiva del calcestruzzo, gli ingegneri effettuano un taglio verticale con un filo diamantato allo scopo di ridurre le forze interne alla diga.
Altri possibili fenomeni di degrado, sebbene meno frequenti, possono riguardare il comportamento delle pareti di appoggio. “Nel caso della diga di Montsalvens, nel Cantone di Friburgo, gli strati di roccia tendevano ad esempio a scivolare gli uni sugli altri. In questo caso si interviene con degli ancoraggi”, spiega Amberg.
Resistenti ai terremoti più violenti
Più vecchio non significa però più pericoloso. E anzi, spesso è vero il contrario. Amberg afferma di sentirsi più in sicurezza oggi di quando l’impianto della Verzasca è diventato operativo. “Il momento più critico è all’inizio, il primo riempimento, la prima scossa sismica”. StudiCollegamento esterno internazionali confermano che numerosi incidenti avvengono nei primi cinque anni dalla messa in funzione.
In Svizzera, le dighe in calcestruzzo sono progettate per resistere a terremoti che si verificano una volta ogni 10’000 anni. La legislazione è particolarmente severa in materia di sicurezza, dice Amberg. Ad esempio, tutte le dighe devono poter scaricare l’acqua in tempi rapidi per mettere fuori esercizio l’impianto.
Inoltre, le dighe elvetiche sono ispezionate a intervalli regolari e rivalutate sulla base delle carte sismiche aggiornate. “A livello internazionale, non è sempre così”, rileva l’ingegnere.
Una diga in Svizzera ha in media 69 anni
I grandi impianti nel mondo recensiti dalla Commissione internazionale delle grandi dighe (CIGD) sono circa 58’700. Si tratta di opere più alte di 15 metri o il cui invaso è superiore ai tre milioni di metri cubi. La Cina è il Paese con il maggior numero di grandi sbarramenti, quasi 24’000.
La Svizzera è dal canto suo tra le nazioni con la maggior densità di dighe. Le opere di grandi dimensioni sono 188 e l’idroelettrico è all’origine del 58% della corrente prodotta a livello nazionale.
Circa 19’000 grandi dighe nel mondo, una su tre, sono state costruite oltre 50 anni fa, secondo la CIGD. Hanno quindi superato quello che viene considerato il limite inferiore della durata di vita di una diga e necessitano teoricamente di un rinnovamento. Buona parte delle grandi dighe nel mondo è stata costruita tra gli anni Sessanta e Settanta del secolo scorso. In seguito, c’è stato un calo costante delle nuove costruzioni, che prosegue tutt’ora, principalmente a causa di crescenti preoccupazioni per il loro impatto ambientale.
La durata di vita dipende da vari fattori, tra cui il tipo di sbarramento (in calcestruzzo, pietrame o terra) e la qualità dei materiali di costruzione. “Le dighe in cemento armato sono quelle che si deteriorano maggiormente in quanto soggette a un processo di corrosione per carbonatazione”, afferma a SWI swissinfo Jean-Claude Kolly, ingegnere civile e responsabile della comunicazione del Comitato svizzero delle dighe (swissdams).
Gli impianti in Giappone e Regno Unito sono quelli con l’età media più alta al mondo, rispettivamente 111 e 106 anni. In Svizzera, la media è di 69 anni. “È un’età relativamente avanzata, ma in assenza di reazioni alcali-aggregati o di carbonatazione può essere raddoppiata senza problemi”, dice Kolly.
Un buon esempio è la diga della Maigrauge, nel Cantone di Friburgo. Inaugurata nel 1872, è la più vecchia diga in calcestruzzo d’Europa. È stata rinnovata nel 2005 e “oggi è perfettamente funzionale”, rileva Kolly.
I rischi dell’invecchiamento
Non tutte le dighe nel mondo sono però nelle condizioni della Maigrauge. Ricercatori dell’Università delle Nazioni Unite (UNU) avvertono che l’invecchiamento delle grandi dighe rappresenta “un rischio emergente” a cui non si presta ancora sufficiente attenzione.
Una diga progettata, costruita e mantenuta bene può rimanere in funzione facilmente per un secolo. Tuttavia, numerose dighe nel mondo non soddisfano questi criteri. Negli ultimi vent’anni, decine di impianti hanno subito gravi danni o un vero e proprio crollo negli Stati Uniti, in India, in Brasile, in Afghanistan e in altri Paesi, e il numero di incidenti potrebbe aumentare, secondo un rapportoCollegamento esterno dell’UNU pubblicato nel 2021.
L’invecchiamento non solo compromette l’efficienza e la funzionalità delle centrali idroelettriche. Costituisce anche una potenziale minaccia per centinaia di milioni di persone. Nel 2050, oltre la metà della popolazione mondiale vivrà a valle di una grande diga costruita nel XX secolo, indica il rapporto.
Sono quindi necessari sforzi internazionali e una crescente manutenzione per far fronte a questo rischio emergente. Anche perché all’usura naturale delle dighe si aggiungono le conseguenze del riscaldamento climatico. Forti alluvioni e cambiamenti delle precipitazioni potrebbero portare queste strutture al limite e aumentare l’eventualità di un cedimento, nota Duminda Perera, autore principale dello studio dell’UNU.
Le sfide del cambiamento climatico
Anche le dighe in Svizzera sono confrontate con un maggior rischio di alluvioni. “Stiamo rivalutando la capacità degli sfioratori [dispositivi per smaltire l’acqua in eccesso, ndr]”, afferma Amberg. A preoccuparlo maggiormente è l’accumulo di legname dopo forti precipitazioni. L’ingegnere sostiene che sarà importante prendersi cura dei boschi attorno ai bacini per evitare che tronchi e rami finiscano nel lago e ostruiscano gli sfioratori.
Con l’aumento delle temperature, il permafrost si scioglie e i versanti delle montagne potrebbero diventare più instabili. Questo accresce il pericolo di una frana nel lago e quindi di un’onda anomala e devastante, come successo alla diga del Vajont, in Italia, nel 1963. A inquietare chi gestisce gli impianti sono anche i sedimenti portati dalle acque di disgelo dei ghiacciai. Questi minerali hanno un effetto abrasivo su condotte e turbine e soprattutto si accumulano nell’invaso, riducendone il volume.
Alla diga della Verzasca, i sedimenti non sono un problema dato che il lago è alimentato soprattutto dalle piogge. In primavera, al termine dei lavori di ammodernamento, il bacino verrà progressivamente riempito e la valle ritroverà le sue acque turchesi. Dal coronamento della diga, Amberg volge un’ultima occhiata verso il basso. “Chissà quando mi ricapiterà di ammirare un panorama del genere”.
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