13 – Difese costiere

Le spiagge sono depositi di materiali portati dai corsi d’acqua e derivanti dalla disgregazione delle rocce; l’erosione diretta delle coste a opera del mare produce una percentuale insignificante di materiale (~1%) rispetto a quello apportato dai fiumi.

Qualsiasi materiale costitutivo delle spiagge ha una caratterizzazione mineralogica e granulometrica: una classificazione secondo quest’ultimo criterio è quella approvata dalle norme ASTM statunitensi secondo lo schema di Tab. 13.1

Tab. 13.1 – Diametri dei grani (vagli ASTM)

13.1 – Morfologia delle coste

La porzione di terraferma lambita dal mare viene definita da 3 termini:

– linea di litorale, ossia linea di contatto tra il livello medio del mare e la terraferma;

– costa, elemento geomorfologico rappresentato da una fascia ampia, parallela al litorale, che si può ritenere permanente per un lungo arco di tempo;

– spiaggia, fascia molto più stretta della precedente, a cavallo del litorale, i cui limiti sono individuati dal movimento del materiale dovuto all’azione ordinaria delle onde.

Il limite a terra raggiunto dall’acqua per effetto delle massime mareggiate ordinarie possibile nel paraggio, corrisponde anche ad una definizione giuridica di confine fra il demanio marittimo e la proprietà privata.

demanio marittimo e la proprietà privata,

13.2 – Azione del mare

Profilo d’equilibrio

È definito, per ogni mareggiata di altezza periodo e direzione costanti, da 3 parti fondamentali secondo lo schema della Fig. 13.1.

Fig. 13.1 – Terminologia morfologica di una costa.

a) una parte sommersa, leggermente concava, con pendenza che diminuisce verso il mare e si estende per tutta l’ampiezza della piattaforma continentale;

b) una parte pressoché rettilinea a debole pendenza, che si estende fino al litorale (scanno);

c) una parte ripida e corta, che si estende fino al limite superiore dei flutti, distinta in fronte e scarpa della spiaggia. tempesta (ad es. d’inverno: profilo invernale).

Movimento dei materiali

Quando il moto ondoso è. frontale rispetto al litorale, vi è un trasporto normale alla riva, che avviene prevalentemente nella zona a valle dei frangenti: il materiale più grosso raggiunge la zona dei frangenti ed è portato a riva, il materiale più fine rimane nelle zone più a mare, determinando così una selezione granulometrica della sabbia.

Le onde che giungono oblique a riva frangono, determinando una componente del moto che viene denominata corrente litoranea. In quest’area, denominata attiva, avviene la maggior parte del trasporto solido: la parte più fine del materiale, posto in movimento, viene trasportata per sospensione, la frazione più grossa viene rotolata al fondo secondo la direzione dell’onda, quindi il ritorno dell’acqua trascina la sabbia verso il mare nella direzione di massima pendenza (normale alla riva); si ha in definitiva un movimento della sabbia a denti di sega nel senso della componente del moto ondoso (Fig. 13.2a).

Fig. 13.2a – Dinamica litoranea.

Trasporto litoraneo

Si usa esprimere il trasporto litoraneo (parallelo alla spiaggia) col numero di m3 di sabbia passante attraverso una sezione trasversale alla linea del litorale durante un anno, che può variare da qualche migliaio a qualche milione di m3.

La capacità teorica di trasporto, legata all’energia del moto ondoso caratteristico di un paraggio, viene valutata con formule del tipo di quella proposta da Castanho & Carvalho:

la quale fa riferimento a onde in acque profonde (d/L > 1/2), con inclinazione α0 rispetto alle isobate parallele alla spiaggia, e a sabbia con γs = 2.65 t/m3 e φ = 35°. H0 viene mediato per intervalli di altezza, durata e frequenza di direzione, discretizzando le curve caratteristiche registrate nel paraggio per il periodo desiderato.

L’effettivo trasporto, invece, è legato alla presenza e alla disponibilità reali del materiale e va misurato direttamente mediante un sufficiente numero di rilievi, distribuiti nel tempo, dei profili di spiaggia sul paraggio in esame.

Variazione del litorale

Man mano che la velocità delle varie correnti aumenta, il materiale di fondo è messo in movimento, dapprima per trascinamento e quindi per sospensione.

Viene denominato regime di trascinamento quello corrispondente a un movimento del materiale quando questo è arrestato da un ostacolo normale alla costa, con accumulo o ripascimento a monte dell’ostacolo stesso ed erosione a valle.

Viceversa è detto regime di sospensione quello in cui si forma un ripascimento a valle dell’ostacolo (a causa della zona di calma) e un’erosione a monte.

Questo fenomeno è generale nel rappresentare la variazione della linea di spiaggia dovuta a un’opera aggettante rispetto alla costa(Fig. 13.2b).

Cordoni litoranei o lagune

Una baia o un’insenatura può determinare: una zona-di calma, dove l’onda perde il suo potere suo di trasporto e deposita la sabbia secondo una lingua.

La formazione di tale deposito è favorita da eventuali correnti litoranee e, a seconda dell’importanza del trasporto, può trasformarsi in un cordone litoraneo, con pendenza più inarcata verso mare, che alla fine circoscrive una laguna.

Fig. 13.2b – Zonazione di una spiaggia.

Le spiagge emerse sotto l’azione alternata dell’inumidimento e dell’essiccamento, dovuta rispettivamente al mare o al sole, sono accompagnate da increspature o dune di qualche decimetro di altezza o di qualche metro di larghezza, formate dall’azione del vento che spinge la sabbia verso terra.

L’accumulo di sabbia, costituente le dune, rappresenta un volume di equilibrio per la spiaggia: infatti il volume di sabbia eroso a seguito di una mareggiata viene compensato dalla sabbia delle dune.

Tab. 13.2 – Azione dinamica lungo la linea di spiaggia.

13.3 – Protezione e difesa dei litorali

La difesa di una spiaggia consiste nell’eseguire opere che si oppongono all’azione distruttrice del mare, distinguibile essenzialmente in un’azione longitudinale e in una frontale, che implicano un fenomeno di arretramento della linea del litorale (erosione) o di avanzamento (ripascimento).

13.3.1 – Opere trasversali, o pennelli

Un pennello è una struttura protettiva atta a ritardare l’erosione di una spiaggia interrompendo e intrappolando il trasporto litoranee: generalmente viene usata una serie di pennelli normali al litorale; che si prolungano verso mare fino a una profondità corrispondente alla fascia dei frangenti (3÷4 m)

Si distinguono i pennelli impermeabili da quelli permeabili: i primi sono costituiti da una struttura chiusa, che impedisce il passaggio di sabbia attraverso la stessa; i secondi sono formati da una struttura aperta, che permette l’attraversamento di una significativa quantità di materiale.

Una serie di pennelli viene posta in opera secondo un intervallo che dipende dalla loro lunghezza e dall’ubicazione desiderata della rinnovata linea di spiaggia; in pratica viene seguita la regola empirica di fissare lo spazio fra due pennelli consecutivi pari a 2÷3 volte la lunghezza effettiva dei pennelli. Il profilo longitudinale di ciascun pennello è regolato dall’andamento della pendenza della spiaggia mantenendo un’altezza tale da formare un risalto di almeno 1 m sul fondo.

13.3.2 – Opere parallele alla costa

Comprendono i rivestimenti aderenti e i frangiflutti paralleli al litorale.

Rivestimenti aderenti

Sono rappresentati da strutture poste parallelamente alla riva e in aderenza, con lo scopo principale di mantenere fissa la linea di litorale e con lo scopo secondario di difesa del moto ondoso e di sostegno dei terreni a tergo. Queste strutture vengono usate quando vi è essenzialmente un’azione ondosa frontale senza trasporto litoraneo apprezzabile, e possono essere a scarpata o verticali.

Frangiflutti paralleli al litorale

Sono opere progettate a difesa dal moto ondoso e per creare una zona di calma fra la battigia e l’opera, capaci d’intrappolare il materiale portato dal largo e quello litoraneo. Spesso i frangiflutti vengono costruiti in una serie di brevi tratti paralleli alla riva: si favorisce, cosi, un interrimento a forma di tombolo(generato da rifrazioni del moto ondoso).

13.3.3 – Spiagge protettive

Nel caso di forti erosioni è possibile riportare in avanti la linea di battigia con apporto di materiale via terra o per dragaggio dal mare, impegnando mezzi meccanici e draghe; il ripascimento artificiale di una spiaggia richiede un certo numero di anni per conseguire una distribuzione uniforme.

Quando i sedimenti apportati sono di granulometria inferiore a quella del materiale naturale, il profilo della spiaggia deve risultare più dolce di quello esistente, ricorrendo spesso all’ausilio di una soglia artificiale di fondo.

13.4 – Struttura delle opere di difesa

La struttura delle opere di difesa, sia longitudinali che trasversali, può essere molto varia in dipendenza di circostanze locali, come la disponibilità del materiale, le condizioni di frangimento, le variazioni del livello del mare e gli interessi turistici.

Per le opere frangiflutti si ricorre a gettate di massi naturali, atti a resistere all’onda frangente e quindi calcolati con i criteri delle opere di difesa. Si può ricorrere a opere permeabili, analoghe ai pennelli di Fig. 13.5, quando vi è un apprezzabile trasporto solido litoraneo, i quali garantiscono una migliore disposizione del profilo trasversale della spiaggia.

Anche per le opere di rivestimento si ricorre a gettate di massi, che presentano tuttavia l’inconveniente di una forte erosione al piede, al quale si ovvia con filtri di pietrame graduato o con filtri in tessuti sintetici o con palancolate infisse al piede. Un esempio classico delle due opere precedenti è offerto dalle difese del litorale del Delta del Po (Fig. 13.3), che in alcuni tratti sono accoppiate per esercitare contemporaneamente le due funzioni.

Fig. 13.3 – Opere-tipo di difesa del litorale del Delta del Po.

Ancora per le opere dì rivestimento si adoperano pareti verticali, specialmente quando si devono sostenere opere stradali o urbane, e in questo caso si usano diaframmature con palancole in c.a. o acciaio. Un altro tipo consiste nella posa di speciali elementi prefabbricati (Fig. 13.4) che nel loro insieme costituiscono un’opera flessibile adattabile ai movimenti dei terreni di posa, che permette lo scarico della sovrapressione creata dal moto ondoso senza pericolo (data la presenza del filtro) di asportazione di materiale.

Fig. 13.4 – Opere-tipo di difesa costiera: elementi prefabbricati.

Per le opere trasversali (pennelli) s’impiegano scogliere o diaframmature continue nel caso di pennelli impermeabili; nel caso di pennelli permeabili s’impiegano invece pali in c.a. collegati in testa da travature di vario tipo: i pali sono posti a un interasse sufficiente perché il materiale possa attraversare il pennello (Fig. 13.5).

Per il calcolo statico di queste opere si può ricorrere, con gli opportuni adattamenti, ai metodi usati per le dighe foranee a gettata.

Fig. 13.5 – Opere-tipo di difesa costiera: palificate per un pennello.

Fig. 13.6 – Esempi di moli frangiflutti (Porto di Genova).

Fig. 13.7 – Esempio di molo frangiflutti (Porto di Crotone).

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