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Come realizzare una strada resistente nel tempo a basso costo

L'ingegnere Fabrizio Filipello ha realizzato uno dei primi studi in Europa sulla stabilizzazione di un suolo sabbioso-desertico con fibre di polipropilene.

Fabrizio Filipello è un ingegnere torinese, più precisamente di Moncalieri, laureato in Scienze Geologiche. Dopo la laurea ha deciso di ampliare il suo bagaglio conoscitivo intraprendendo un nuovo percorso formativo che lo porterà in due università conosciute in tutto il mondo come assolute eccellenze accademiche: Cambridge e Birmingham.

A Cambridge migliora notevolmente la conoscenza della lingua inglese. Trova lavoro presso una scuola internazionale tenendo workshop sulla geologia a studenti di diverse nazionalità. Inoltre viene assunto presso l’università di Cambridge, al dipartimento di scienze Geologiche, nella quale collabora il professore emerito Peter Friend su diversi progetti inerenti alla geologia e attraverso l’utilizzo del software open source QGIS (Geographic Information System) ovvero un sistema informativo geografico computerizzato che processa le informazioni derivate dai dati geografici permettendo di realizzare l’analisi e la rappresentazione di una determinata area e di tutto ciò che si verifica in essa.

strada resistente
Strada dissestata dalle buche

In seguito si trasferisce a Birmingham per frequentare un Master in Ingegneria Geotecnica. Durante questo periodo realizza un progetto di ricerca inerente lo studio di un suolo sabbioso-desertico con caratteristiche geologiche e geotecniche molto particolari per la realizzazione di una strada in ambito urbano. L’obiettivo della ricerca era quello di andare a costruire una strada resistente nel tempo.

Il dottor Filipello vuole condividere il suo studio perché pensa possa essere di grande utilità in un paese come l’Italia, nel quale le instabilità geologiche ed idrogeologiche la stanno abbattendo costantemente. Senza considerare i recenti accadimenti avvenuti in grandi città italiane, come ad esempio Roma, nella quale la cattiva gestione e la poca manutenzione hanno causato danni ingenti. Attraverso il metodo proposto si potrà stabilizzare suoli di scarse proprietà ingegneristiche e geologiche, risparmiando denaro perché i materiali impiegati possono derivare da scarti industriali, e in più ottenere eccellenti risultati sul lungo periodo.

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Strada interpoderale in Sicilia.

Il risultato del progetto è stato valutato positivamente e rappresenta uno dei primi studi in Europa sulla stabilizzazione di un suolo sabbioso-desertico con queste fibre (polimeri) di polipropilene.

Il progetto del dottor Fabrizio Filipello

Le proprietà ingegneristiche dei suoli sono da monitorare costantemente in una nazione come l’Italia, in quanto è sottoposta ad un sistema climatico complesso ed in costante cambiamento. Gli agenti geomorfici che contribuiscono alla modifica dei suoli, su cui verranno realizzate opere di ingegneria civile, sono principalmente l’acqua, la neve e la temperatura.

Questi agenti definiti “esogeni” contribuiscono a ridurre la resistenza delle particelle del suolo innescando fenomeni di instabilità, per cui oltre al monitoraggio è necessario conoscere le tecniche di stabilizzazione dei diversi suoli instabili:

  • I terreni argillosi e sabbiosi presentano caratteristiche geotecniche diverse, non solo in termini di dimensioni dei granuli, ma anche dal punto di vista delle loro proprietà fisiche ed intrinseche, come l’angolo di attrito e coesione. Queste proprietà vengono lubrificate dall’azione dell’acqua superficiale e sotterranea. Le acque di falda, ovvero quelle presenti nel sottosuolo, possono subire cambiamenti in seguito ad una variazione del livello piezometrico, quindi interessare porzioni di suolo fino ad indebolirlo e di conseguenza ridurne le sue proprietà ingegneristiche.
  • Il secondo agente climatico è la neve, che, scongelando, contribuisce ad un innalzamento del livello dell’acqua, ma può ricongelare in caso di una brusca variazione di temperatura, andando così a formare dei piccoli cristalli di ghiaccio nelle particelle del suolo, il che favorisce una riduzione dell’attrito e delle proprietà meccaniche del suolo stesso.
  • Infine, la temperatura è un altro fattore determinante, responsabile della formazione di fratture in seguito a fenomeni di riscaldamento ed escursioni termiche diurne.
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Alcuni esempi di fibre utilizzati per rafforzare il manto stradale.

L’instabilità dei suoli può essere rafforzata con diversi materiali, quali, principalmente, fibre naturali, fibre sintetiche, cotone, ceneri, calce e scorie industriali derivanti dall’estrazione di minerali. Questi materiali permettono, quindi, di stabilizzare i suoli che possiedono scarse proprietà geotecniche, e costruire un’opera ingegneristica in totale sicurezza, in caso di eventi climatici intensi. La loro scelta dipende da svariati fattori, quali il suolo considerato, le condizioni climatiche dell’area di intervento, la reperibilità del materiale stesso ed i fattori economici dell’area di progetto.

Stabilizzazione con cemento di alcuni suoli.

Mentre sui terreni sabbiosi o su quelli sabbioso-desertici sono state compiute recenti ricerche delle quali deve essere ancora dimostrata la totale efficacia ed efficienza, gli studi sui terreni argillosi sono, invece, più sperimentati. La maggior parte di questi ultimi è stabilizzata con cotone, calce e scorie, che permettono di riempire i vuoti delle particelle, ridurre la permeabilità, aumentare i punti di contatto, la resistenza al taglio e il coefficiente di frizione.

Inoltre, un recente studio, condotto con l’utilizzo di fibre di polipropilene di 12 mm di diametro, ha permesso di stabilizzare un terreno sabbioso-desertico, prelevato in Scozia in seguito ai venti di scirocco, i quali hanno depositato gran parte delle sabbie del deserto sulle coste. La ricerca si è focalizzata principalmente sulla stabilizzazione di un suolo sabbioso molto uniforme, con lo scopo di realizzare una strada in ambito urbano. Tuttavia, sono di fondamentale importanza lo spessore, la lunghezza e il diametro delle fibre impiegate, in quanto percentuali eccessive di fibre o lunghezze non appropriate possono dare origine ad un effetto negativo sulla stabilizzazione.

Stabilizzazione con griglia in polipropilene

Pertanto, l’analisi di laboratorio risulta una procedura cruciale, in quanto l’uso di apposite strumentazioni (analisi granulometrica, test di compattazione e triassiali) consente di determinare la percentuale di materiale da utilizzare in una determinata porzione di suolo, tale da avere un terreno resistente e duraturo nel tempo, salvaguardando l’ambiente.

Carlo Saccomando

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