Perché l'argilla Opalinus è entrata in gioco nella costruzione delle dighe

L'Ufficio federale dell'energia sta attualmente digitalizzando migliaia di file dell'archivio cartaceo della Sezione dighe. In un dossier degli anni '50, abbiamo trovato il termine "Opalinus Clay". Oggi conosciamo questa roccia argillosa soprattutto in relazione ai depositi geologici profondi previsti per le scorie radioattive.

Negli anni '50, l'argilla Opalinus è stata utilizzata per la costruzione di dighe. Energeiaplus spiega dove e perché, e chiede agli esperti perché questa roccia è adatta ad applicazioni così diverse.

L'argilla Opalinus è stata estratta nella regione del Giura di Soletta e Argovia fin dagli anni '30. Ne sono stati fatti dei mattoni. Secondo una nota dell'archivio dell'UFE del 6 maggio 1959, tuttavia, la roccia fu usata in modo diverso: Nella costruzione della centrale idroelettrica Brigels-Tavanasa nel cantone dei Grigioni.

In occasione di un'ispezione del cantiere della diga di Brigels, è stato registrato in questa nota:

"Il punto critico della diga rappresenta il passaggio dell'uscita inferiore attraverso il nucleo. In una zona di circa 1,5 metri, il materiale di base viene mescolato a mano con il 5% di argilla Opalinus (2 sacchi per 1m3) e mescolato con un piccolo tamper (tamper "Wacker" con azionamento elettrico) direttamente alla struttura in calcestruzzo o con un vibratore a piastra da 1,5 nelle altre sezioni. Spessore dello strato sciolto 30 cm. Una boiacca d'argilla viene applicata alla superficie di calcestruzzo rivestita di bitume prima di versare il materiale d'anima"

Inserire immagine da Wacker tamper

Anche il nucleo della diga (costruita nel 1955, commissionata nel 1960) sulla Göscheneralp nel cantone di Uri è fatto di argilla Opalinus. La roccia era stata trasportata dal Giura all'alpe - circa 230.000 tonnellate di polvere di argilla erano state trasportate in vagoni silo delle Ferrovie Federali Svizzere da Holderbank a Göschenen e in camion silo da Göschenen alla Göschenenalp.

Ma perché questo sforzo? Le spiegazioni si trovano nella Schweizerische Bauzeitung del 1957 (volume 57).

"Le indagini per chiarire i materiali di carotaggio disponibilihanno mostrato che, sulla base della composizione granulometrica dei campioni di suolo perforati nei 10 m superiori del fondovalle di Göschenenalp, sono disponibili quantità sufficienti di materiale di granulometria favorevole .Tuttavia, poiché si trattaprincipalmente di materiali privi di coesione, non possono essereutilizzati per l'impermeabilizzazione senza aggregati . Laparte di tenuta della diga doveva quindi esserefornita in combinazione con un materiale estraneo alla località "

Si sperava in un aiuto da parte del Politecnico. Il laboratorio locale di movimento terra dell'Istituto di Ricerca di Ingegneria Idraulica è stato incaricato di effettuare prove con gli aggregati Opalinus Clay e Bentonite. Sulla base dei risultati, il nucleo di tenuta è stato poi costruito con Opalinus Clay.

"Sabbia e ghiaia fine fino a 100 mm di diametro del grano dall'Alluvione diGöschenenalp;
Aggiunta del 16% in peso di argilla Opalinus, sulla base di componenti 0 4 - 10 mm;
pendenza media di infiltrazione nel nucleo di tenuta 3:1, definita come altezza e larghezza del nucleo nella sezione interessata"

Vedi immagine

L'uso dell'argilla Opalinus nel nucleo di una diga sembra dimostrare il suo valore. Rocco Panduri, capo della supervisione delle dighe all'Ufficio federale dell'energia, dice: "L'effetto di tenuta del nucleo di questa diga sulla Göscheneralp è eccellente per gli standard svizzeri"

Nessuna diga è completamente impermeabile, dice, il che significa che una certa quantità di infiltrazioni viene misurata mentre si infiltra attraverso le dighe. "Nel caso della Göscheneralp, se si tiene conto dell'altezza della diga di 155 metri e della lunghezza della corona di più di 500 metri, questo importo è molto piccolo. Quindi il nucleo è in gran parte impermeabile"

Opalinus Argilla come materiale da costruzione o roccia ospite?

L'argilla Opalinus è venuta fuori recentemente in relazione ai depositi profondi previsti per le scorie radioattive. Philippe Schaub è uno specialista nella gestione delle scorie radioattive presso l'Ufficio federale dell'energia.

Energeiaplus gli ha chiesto qual è la differenza tra l'argilla Opalinus come materiale da costruzione e come roccia ospite per il deposito.

Philippe Schaub: In parole povere, un deposito geologico profondo per le scorie radioattive non sarebbe costruito CON l'argilla di Opalinus, come una diga, ma nell'argilla di Opalinus. In altre parole, l'argilla Opalinus verrebbe usata come "barriera naturale" in un deposito geologico profondo. La roccia è sufficientemente indisturbata e ad una profondità favorevole per permettere lo sviluppo a fini di costruzione. Inoltre, le proprietà materiali favorevoli dell'argilla Opalinus, come la sua alta impermeabilità, la buona ritenzione dei radionuclidi o l'auto-riparazione delle crepe, giocano un ruolo importante. In linea di principio, anche altre rocce argillose hanno queste proprietà. È solo la combinazione con un deposito adatto che rende l'argilla Opalinus interessante per lo smaltimento geologico profondo.

Nel caso delle dighe di cui sopra, tuttavia, l'argilla Opalinus è stata utilizzata come "barriera tecnica", cioè come un sigillo artificiale introdotto dall'esterno. Nel caso del deposito geologico profondo, tuttavia, la bentonite piuttosto che l'argilla Opalinus deve essere usata per questa barriera "tecnica".

Avete anche menzionato le proprietà di densità dell'argilla Opalinus. Questa proprietà gioca anche un ruolo nelle dighe

Philippe Schaub: Nel caso dei depositi geologici profondi, come ho detto, c'è uno stretto legame tra la presenza di roccia ospitante adatta e la questione dell'ubicazione. Questo non ha giocato un ruolo nella costruzione delle dighe. Dalle descrizioni è chiaro che l'argilla Opalinus è stata usata raramente per progetti di dighe in Svizzera. Questa era probabilmente anche una considerazione economica su quale materiale di tenuta era disponibile ed economico da acquisire per la costruzione di una diga. Per la costruzione della diga di Göscheneralp era probabilmente l'argilla Opalinus della cava di Holderbank. Se il materiale è stato portato appositamente dal Giura argoviese alle Alpi urane, deve essere stato sicuramente molto adatto.

Energeiaplus: Nel laboratorio roccioso del Mont Terri, nel Canton Giura, l'argilla Opalinus viene studiata in dettaglio come roccia ospitante per lo smaltimento geologico in profondità delle scorie radioattive. Qual è l'obiettivo principale qui?

Philippe Schaub: Il lavoro di ricerca sull'argilla di Opalinus è condotto presso il Laboratorio delle rocce di Mont Terri, con l'accento sull'investigazione della sua idoneità come roccia ospite per i depositi geologici profondi, ma anche come roccia di stoccaggio per la_CO2, per esempio. Tuttavia, l'ubicazione del laboratorio di roccia nel Giura piegato non è adatta alla costruzione di un deposito geologico profondo, poiché non solo le proprietà materiali favorevoli sono importanti per un deposito geologico profondo, ma è anche auspicabile un ambiente geologico stabile a lungo termine. Per inciso, una comunità di ricerca internazionale è al lavoro nel laboratorio di roccia del Mont Terri, poiché i processi osservati nell'argilla dell'Opalinus e i risultati sui sistemi di barriera ingegnerizzati possono certamente essere applicati ad altri depositi di roccia argillosa in tutto il mondo.

Testo e intervista: Brigitte Mader, Comunicazione Ufficio federale dell'energia