Iglesias, la diga dimenticata

Ruderi della diga di Iglesias
I ruderi della diga di Iglesias, crollata nel 1886
«E' oggi dalle statistiche provato che qualora un popolo si abbeveri di acque sane, un grande numero di malattie scomparisce da esso, od almeno queste si mostrano più rade e meno feroci. Col progredire di una città, collo svilupparsi delle industrie, si rende sempre più sentito il bisogno di acqua potabile in una certa quantità. La quantità di acqua della quale ogni singolo abitante può disporre non è mai troppo: l'acqua non serve solo a dissetare gli uomini e gli animali, ma serve altresì altri differenti uffici cui l'acqua è destinata.

Iglesias, che da oltre un decennio accenna ad un miglioramento ognor crescente, sente più che qualsiasi altro paese della Sardegna il bisogno di dotarsi di un acquedotto: resa soggiorno indispensabile a tanti industriali che da varie parti di Europa vi convengono; costituita centro di una importante industria quale è certamente la industria mineraria, che richiede migliaia e migliaia di operai, la soluzione del problema di una condotta di acqua potabile non ammette dilazione».

Con queste ispirate parole l'Ingegnere municipale Francesco Pisano apriva la sua relazione del 18 marzo 1873 sulla congruità del compenso richiesto dal Sig. Antonio Piras, negoziante in Iglesias, per realizzare un acquedotto che alimentasse la città con l'acqua della sorgente Croquadrixi, della quale era proprietario.

La sorgente Croquadrixi sgorga sulla sponda sinistra del Rio Ollasta, oggi più noto come Rio Bellicai, tributario del più importante Rio Canonica, sul quale attualmente insiste la diga di Punta Gennarta. Già dal 1871 il Sig. Piras aveva presentato un progetto di massima che prevedeva la captazione delle acque della sorgente ed il convogliamento ad Iglesias di 60 metri cubi d'acqua al giorno, fruibili da 12 fontanelle pubbliche. Stimando in 6.000 persone il numero dei residenti stabili in città, a ciascuno di essi sarebbero spettati in media 10 litri al giorno. Piras si offriva di anticipare le spese di costruzione dell'acquedotto per poi cederlo al Comune, insieme con la proprietà della sorgente, al prezzo di 300.000 lire, una cifra stimabile intorno ad 1,3 milioni di euro attuali. Il prezzo, apparentemente molto rilevante, veniva giustificato dalla necessità di realizzare in galleria un tratto della condotta adduttrice, interamente in ghisa, e dalla proposta di edificare, a monte della rete distributrice cittadina, due serbatoi di regolazione di 600 metri cubi ciascuno, che avrebbero costituito un "polmone" in grado di assicurare l'erogazione anche per venti giorni in caso di manutenzione o guasto sull'adduttrice.

Il Comune di Iglesias accolse con interesse la proposta del Sig. Piras, promuovendo al riguardo il parere dell'Ufficio del Genio Civile di Cagliari, il quale tuttavia ritenne sottostimata non solo la popolazione servita, ma anche, e soprattutto, la dotazione di acqua spettante a ciascun abitante. Ulteriori proposte si succedettero negli anni successivi:

Sezione della diga di Iglesias
La sezione maestra della diga di Iglesias, ricostruita sulla base dei documenti dell'epoca
Dal confronto delle diverse proposte in campo, e dal dibattito a volte rovente tra i fautori dell'una o dell'altra soluzione, uscì vincitrice la proposta dell'Ing. Pisano, che con successive rielaborazioni (1881, 1884) andò alla fine in appalto nell'aprile del 1885 per un prezzo a base d'asta di lire 412.221,08. I lavori furono aggiudicati all'impresario Efisio Nonnoi di Monserrato, che offrì un ribasso del 19,3%.

Il mese successivo furono avviati i lavori, sotto la direzione dell'Ing. Dessì Magnetti, e andarono avanti per un anno finché, il 2 maggio 1886, domenica, la diga appena terminata crollò a seguito di un forte evento piovoso che aveva determinato il repentino riempimento del bacino.

Il crollo della diga diede luogo ad un lunghissimo contenzioso giudiziario tra il Comune di Iglesias e l'Impresa Nonnoi. Sulla base dell'istruttoria compiuta dal Genio Civile di Cagliari subito dopo il crollo, l'impresario fu accusato di aver approfittato della buona fede (e presumibilmente delle assenze) del Direttore dei lavori confezionando della calce idraulica povera di pozzolana, e perciò la malta con la quale la muratura della diga era stata realizzata sarebbe risultata solubile a contatto con l'acqua. In effetti, dei testimoni raccontarono che in occasione di un precedente parziale riempimento del bacino si era vista filtrare dal paramento di valle dell’acqua mista a calce, segno evidente che il legante della muratura si stava sciogliendo.

Capitolato Iglesias 1

Capitolato Iglesias 2
Gli articoli di capitolato riguardanti le malte e il confezionamento della muratura, che l'Impresa Nonnoi fu accusata di aver disatteso
Ancora, emerse dalle testimonianze che il Nonnoi richiedeva a ciascuno dei suoi operai una quantità di muratura variabile da 6 a 9 metri cubi al giorno, premiando quelli che più ne producevano. Invece, una muratura costruita, come da capitolato, posando i singoli massi di pietrame su un letto di malta steso sui massi sottostanti in modo da non creare giunti orizzontali ma, al contrario, in modo da “ingranare” i massi con quelli già posati, e riempiendo gli spazi fra i vari massi con malta e scaglie di pietrame, avrebbe richiesto una giornata di lavoro di un operaio per ogni metro cubo prodotto. In sostanza, Nonnoi fu accusato di non aver realizzato una buona muratura "a giunti incerti" secondo le norme del capitolato, ma una muratura "a sacco", «poiché si fecero i paramenti esterni con pietre di qualche volume, mentre all'interno la muratura venne fatta quasi alla rinfusa» [memoria del Corpo Reale del Genio Civile in data 22 maggio 1886].

Infine, il Genio Civile osservò che in sinistra la roccia di fondazione, ormai nuovamente scoperta dopo il crollo dello sbarramento, si presentava molto inclinata a valle. «Orbene, il Signor Nonnoi basò una parte del muro sopra quella roccia senza prima intagliarla a gradini orizzontali. E' evidente che con tale base un muro non poteva resistere alla pressione dell'acqua e non si capisce come mai un costruttore di opere pubbliche abbia fondato un'opera in quel modo ed abbia trovato muratori che lo secondassero».

Il Nonnoi, per parte sua, replicava che la rovina del muro non era stata causata da una difettosa esecuzione, ma da un insufficiente dimensionamento. I tecnici, invece, rivisti tutti i calcoli dell'Ing. Pisano, escludevano questa circostanza: secondo lo stato dell'arte dell'epoca, la diga era correttamente progettata.

Eppure, senza voler assolvere l'Impresa esecutrice dalle responsabilità che (apparentemente in modo ben fondato) le furono contestate, in base ai successivi sviluppi della statica delle dighe di ritenuta possiamo oggi dire che Nonnoi non aveva del tutto torto: la diga era effettivamente sottodimensionata; non per colpa o imperizia del progettista, ma a causa di una tecnica costruttiva che, all'epoca, ancora necessitava di ulteriori sviluppi. E quegli sviluppi sarebbero venuti negli anni successivi, a seguito di disastri gravissimi quanto inattesi che evidenziarono un deficit progettuale di molte dighe realizzate nella seconda metà dell' '800.

Alicante
Disegni della diga di Alicante, Spagna, ultimata nel 1594 e tutt'oggi in servizio, altezza 46 m, sviluppo 84 m, capacità 3,7 Mm³. Dall’alto e da sinistra: planimetria; sezione verticale lungo l’opera di presa; sezione verticale lungo lo sghiaiatore; paramento di valle; paramento di monte
Fino alla prima metà del XIX secolo le dimensioni delle dighe a gravità (quelle, cioè, che resistono alla spinta dell'acqua in virtù del proprio peso) erano indubbiamente sovrabbondanti, rispetto agli attuali standard, anche perché realizzate secondo criteri empirici, e non calcoli strutturali. Comunque, a dimostrazione della veridicità del detto latino “melius abundare quam deficere”, molte di queste dighe sono giunte fino a noi in eccellente stato di conservazione e di efficienza. Le più maestose si trovano in Spagna, dove sono premurosamente tutelate.

Ma nel 1853 uscì sugli Annali del Genio Civile francese una memoria postuma dell’ingegnere Joseph Augustin Torterue De Sazilly (1812-1852), destinata a rivoluzionare completamente i criteri di dimensionamento delle dighe murarie. De Sazilly per la prima volta proponeva un profilo della diga determinato sulla base di precise relazioni fra le forze in gioco e le caratteristiche fisiche e meccaniche dei materiali (peso e resistenza). In particolare, le ipotesi da cui egli partiva erano le seguenti:

Profilo De Sazilly
Il profilo dell’Ing. De Sazilly
Sulla base di queste ipotesi e di conseguenti calcoli strutturali ripetuti facendo variare da 8 metri in su l’altezza della diga, con passi di 2 metri, De Sazilly ricavava un profilo scalettato che per ogni altezza della diga rappresentava la minima sezione che questa doveva presentare per soddisfare alle due condizioni assunte.

Il lavoro di De Sazilly fu in seguito ripreso e integrato da altri due illustri ingegneri francesi, Michel Graeff ed Émile Delocre, i quali superarono, proponendo dei profili continui, quello che sembrava essere il principale inconveniente del profilo scalettato di De Sazilly: il fatto di richiedere una quantità considerevole di pietra da taglio, che costava tre o quattro volte di più del pietrame ordinario. A seguito di questi studi, oltre che della loro riuscita applicazione, come nel caso della costruzione della diga del Furens, progettata proprio da Graeff e Delocre, era diffusa la convinzione, in Francia e non solo, che lo studio teorico delle dighe murarie fosse un fatto definitivamente acquisito, e che i costruttori ormai non avessero molto più da fare che seguire la via che era stata così chiaramente tracciata da questi grandi pionieri.

J.B.Krantz
Jean-Baptiste Krantz (1817-1895)
Seguendo questa impostazione, un altro celebre ingegnere del Genio Civile francese, Jean-Baptiste Krantz, che fu poi anche organizzatore dell’Esposizione Universale di Parigi del 1878, nonché deputato e senatore della sinistra francese, pubblicò nel 1870 una sorta di formulario pratico nel quale erano riportati i profili debitamente quotati da assegnarsi ai “muri dei serbatoi” a seconda della loro altezza. Nella figura sottostante sono riportati, a titolo di esempio, i profili per dighe di 50 e 10 metri.

Profili Krantz 50 e 10 m
Profili Krantz per diga da 50 e da 10 metri. N.B.: la scala del disegno è diversa nei due casi
Il tipo Krantz da 10 metri fu quello che l’Ing. Francesco Pisano, progettista della diga di Iglesias, adottò per quella diga, senza tuttavia seguire un prezioso consiglio che l’Ing. Krantz riportava nel suo libro: quello di adottare, ogni volta che fosse possibile, un asse planimetrico arcuato, il quale avrebbe assicurato alla diga un’ulteriore riserva di stabilità e resistenza.

E sì che le dighe di quel periodo avevano bisogno di una riserva di resistenza. Infatti, è pur vero che i nuovi profili apparivano incomparabilmente più razionali ed eleganti di quelli dei secoli precedenti, ma l’arte della progettazione delle dighe murarie era tutt’altro che acquisita, come l'esperienza avrebbe ruvidamente insegnato. Nel 1881 crollò la diga dell’Habra in Algeria, causando 250 morti. Nel 1895 crollò la diga di Bouzey, nei Vosgi, Francia orientale, e i morti furono 87.

Storia della diga di Bouzey
Le singolari vicende della diga di Bouzey: in alto a sinistra, la diga come fu realizzata originariamente. Si osserva che nel 1880, a costruzione già in gran parte avvenuta, fu deciso un rialzo di 2 metri della quota del coronamento, scelta che si sarebbe rivelata particolarmente infausta. In seguito al primo riempimento della diga, furono osservate perdite molto abbondanti, che nel marzo 1884, con un’altezza d’acqua nel serbatoio di 18,6 m, raggiunsero i 70 l/s. Il 14 di marzo, 135 metri dello sbarramento scivolarono verso valle; lo spostamento massimo misurato fu di 34 cm. Il bacino fu quindi svuotato e la diga rinforzata da un contrasto a valle insieme con un cordolo di sigillatura al piede di monte, ulteriormente impermeabilizzato da uno spesso strato di terra argillosa compattata (corroi). Il rinforzo e l’impermeabilizzazione della fondazione si rivelò efficace, e per alcuni anni sembrò che la diga si comportasse in modo soddisfacente, pur se le perdite si mantennero sempre sui 70 l/s per i maggiori livelli di invaso. Il 27 aprile 1895 la diga si ruppe nella parte centrale per una lunghezza di 180 metri a una profondità di circa 10 metri. 87 persone persero la vita nel disastro. La parte crollata fu solo parzialmente ricostruita nel 1901-1902. Infine, negli anni 1930-38, la diga fu nuovamente rialzata con la costruzione, a tergo del precedente sbarramento, di un rilevato in pietrame con manto di tenuta bituminoso.
La durissima lezione che questi celebri disastri impartirono fu ben meditata dagli studiosi dell'epoca. Il dibattito e il confronto di idee che seguì pose l'accento su un fattore che fino ad allora non era stato tenuto in debito conto: la sottospinta. L'azione dell'acqua sulla diga non si riduce infatti alla spinta idrostatica dell'invaso sul paramento di monte; c'è anche un'altra forza (la sottospinta, appunto) che l’acqua esercita infiltrandosi in pressione all’interno e al di sotto della muratura. Nelle dighe a gravità questa forza è sfavorevole alla stabilità, perché spinge verso l'alto la muratura sovrastante tendendo a farla galleggiare, e quindi contrasta e riduce l’azione stabilizzante del peso della struttura.

Diga della Gileppe
La diga della Gileppe, Belgio, 1878, altezza 52 m, sviluppo 235 m, capacità = 12 Mm³ (Zoppi/Torricelli, 1886). Nel 1971 la diga fu sopraelevata portandone l’altezza a 68 metri, lo sviluppo del coronamento a 365 m e la capacità di invaso a 26,4 Mm³. L’incremento di altezza fu conseguito inglobando la vecchia diga in un rilevato in pietrame
In realtà, gli studiosi e gli ingegneri della seconda metà dell’ ’800 avevano un’idea generale degli effetti negativi che l’acqua infiltratasi nella massa muraria avrebbe potuto produrre sulla stabilità della diga. L’Ing. Eugène Bidaut, progettista della diga belga della Gileppe, ultimata nel 1878 (dunque prima dei fatti dell’Habra e di Bouzey), preoccupato di garantirsi contro l’azione di alleggerimento che la sottospinta avrebbe potuto esercitare, dimensionò la muratura ipotizzando addirittura che l’intera diga si sarebbe comportata come un corpo immerso. Nei calcoli, il peso specifico della muratura fu infatti ridotto da 2,3 a 1,3 t/m³. Da questa ipotesi derivò un volume di muratura enorme, degno delle dighe spagnole dei secoli passati.

Vi era tuttavia la diffusa convinzione che realizzando una muratura perfettamente impermeabile si poteva prescindere dal mettere in conto la sottospinta. E infatti nei testi veniva raccomandato che il paramento di monte fosse in ogni caso assolutamente impermeabile: «in una traversa di trattenuta anche le più piccole screpolature possono riescire fatali all’intera costruzione, se l’acqua riesce a penetrarvi e ad ingrandirle» (Crugnola, 1883). Peraltro, ritenendo che le “screpolature” si sarebbero potute aprire se la muratura fosse stata in trazione sulla faccia di monte, si raccomandava di evitare assolutamente questa eventualità.

Botte di Pascal
L’esperimento di Pascal
Invece, come le tragedie dell’Habra e di Bouzey dimostrarono, la pretesa di realizzare una muratura (o una fondazione) del tutto impermeabile non è realistica, soprattutto con le tecnologie dell’epoca. Come già dimostrarono Stevino e Pascal nel XVI e XVII secolo, l’acqua esercita per intero la sua pressione anche penetrando attraverso aperture piccolissime. E’ famoso, a questo riguardo, l’esperimento di Pascal, che con una piccola quantità di acqua, ma versata attraverso un tubicino molto lungo, riuscì a rompere una botte piena.

Dunque l’acqua in una muratura non solo entra, ma vi scorre all’interno, esercitando tanto la sua pressione destabilizzante, quanto la sua azione dilavante sulle malte, quando queste non siano perfettamente idrauliche. Questo fenomeno non si può evitare del tutto; si tratta semmai di conviverci, da un lato mettendolo in conto nei calcoli strutturali, e dall’altro contrastandolo per quanto possibile, e cioè curando che non solo lo sbarramento, ma anche la fondazione e le spalle siano il più possibile impermeabili e resistenti all’azione dilavante dell’acqua. In questo modo l’acqua in movimento, attraversandoli, già subisce una perdita di energia e di pressione, perdita che può essere ulteriormente accresciuta dotando lo sbarramento e la fondazione di un sistema di drenaggi che diano sfogo alla pressione residua.

Ad ogni modo, se si ripetono le verifiche di stabilità della diga di Iglesias mettendo in conto la sottospinta, emerge che l'opera aveva effettivamente dei limiti progettuali, o quantomeno non presentava quei margini di sicurezza (soprattutto per quanto riguarda la stabilità allo scorrimento sulla fondazione) che il pur valente progettista credeva di averle assegnato. I modesti margini di sicurezza della diga, aggiuntisi a difetti costruttivi molto gravi, come l'esecuzione approssimativa della muratura, la malta solubile per difetto di pozzolana, i piani di fondazione non adeguatamente predisposti, fecero sì che la diga crollasse alla prima messa in carico, senza nemmeno essere entrata in servizio.

Dopo il disastro, la diga non fu ricostruita. L'acquedotto fu realizzato, su progetto dell'Ing. Asproni, captando l'acqua direttamente dalle sorgenti Croquadrixi, Canoni Pruna e Sa matta 'e sa figu. Della diga sul rio Ollasta si perse la memoria. Oggi se ne trova notizia solo su qualche vecchio libro e sui documenti conservati presso l'Archivio Storico Comunale di Iglesias, nei quali tuttavia mai si usa la parola "diga", quanto piuttosto la dizione "muraglione dell'acquedotto", il che può aver indotto anche gli studiosi a equivocare sulla natura di quel "muraglione" crollato, che era in realtà una diga, anche se nessuno se la ricorda più.

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Bibliografia