PROBLEMATICHE GEOLOGICHE: CONTROLLO QUALITÀ DELLE BARRIERE IMPERMEABILIZZANTI Dott. Geol. Raffaele Isolani - CSA Dott. Ing. Tommaso Pandolfi – CSA Dott.

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1 PROBLEMATICHE GEOLOGICHE: CONTROLLO QUALITÀ DELLE BARRIERE IMPERMEABILIZZANTI Dott. Geol. Raffaele Isolani - CSA Dott. Ing. Tommaso Pandolfi – CSA Dott. Geol. Daniele Biondi – Gruppo HERA Società Certificata ISO 9001:2000

2 SOMMARIO DELLA PRESENTAZIONE
Società Certificata ISO 9001:2000 SOMMARIO DELLA PRESENTAZIONE 1) Procedure di Controllo Qualità di strati di argilla compattata per l’impermeabilizzazione del fondo di discariche controllate Introduzione Normativa Il Programma di Controllo Qualità: FASE DI PROGETTO e FASE DI COSTRUZIONE Prescrizioni tecniche minime per la selezione e la posa in opera del materiale minerale 2) Caso di studio: discariche del comparto HERA – SOTRIS Ravenna – Applicazione della Procedura di Controllo Qualità Caratteristiche progettuali delle barriere Fase di costruzione Fase di Progetto Accertamento dell’idoneità del materiale Campo prova Preparazione della superficie di posa dello strato argilloso Costruzione dello strato minerale di impermeabilizzazione Impermeabilizzazione sintetica con Geomembrana in HDPE Definizione del campo di accettazione

3 Decreto Legislativo 13 gennaio 2003, n. 36
Società Certificata ISO 9001:2000 PROCEDURE DI CONTROLLO QUALITÀ DI STRATI DI ARGILLA COMPATTATA PER L’IMPERMEABILIZZAZIONE DEL FONDO DI DISCARICHE CONTROLLATE Decreto Legislativo 13 gennaio 2003, n. 36 “Attuazione della direttiva 1999/31/CE relativa alle discariche di rifiuti” ALLEGATO 1 p.to Barriera geologia “Il substrato della base e dei fianchi della discarica deve consistere in una formazione geologica naturale che risponda ai requisiti di permeabilità e spessore almeno equivalente a quello risultante dai seguenti criteri: - discarica per rifiuti non pericolosi: k ≤ 1*10-9 m/s e s ≥ 1m; discarica per rifiuti pericolosi: k ≤ 1*10-9 m/s e s ≥ 5 m.” “La barriera geologica qualora non soddisfi naturalmente le condizioni di cui sopra, può essere completata artificialmente attraverso un sistema barriera di confinamento opportunamente realizzato che fornisca una protezione equivalente.” Un sistema di confinamento artificiale può essere costituito da una barriera minerale in argilla compatta. Su tale barriera può essere applicata una procedura di Controllo Qualità. “Per Controllo Qualità si intende l’insieme delle operazioni che un progettista od un proprietario gestore deve eseguire per garantire all’autorità preposta al controllo e quindi alla collettività che l’impianto funzionerà efficacemente secondo quanto previsto nel progetto”

4 Società Certificata ISO 9001:2000
PROCEDURE DI CONTROLLO QUALITÀ DI STRATI DI ARGILLA COMPATTATA PER L’IMPERMEABILIZZAZIONE DEL SUOLO DI DISCARICHE CONTROLLATE Prescrizioni tecniche minime per la scelta dei materiali da impiegare e macchinari per la messa in opera nella realizzazione di strati a bassa conducibilita’ idraulica: a) Selezione del materiale: Percentuale di fine > 70% Indice di plasticità ≥ 10% Assenza di sostanza organica, radici e torba b) Posa in opera del materiale: Spessore del singolo strato non superiore ai 20 cm Disgregazione del materiale in elementi < 50mm con fresa meccanica Compattazione con rullo a piastre Grado di saturazione > 75%

5 Il “Programma di Controllo Qualità” si articola in:
Società Certificata ISO 9001:2000 PROCEDURE DI CONTROLLO QUALITÀ DI STRATI DI ARGILLA COMPATTATA PER L’IMPERMEABILIZZAZIONE DEL SUOLO DI DISCARICHE CONTROLLATE Il “Programma di Controllo Qualità” si articola in: Accertamento dell’idoneità del materiale Campo prova FASE DI PROGETTO Preparazione della superficie di posa Costruzione dello strato minerale di impermeabilizzazione FASE DI COSTRUZIONE

6 Società Certificata ISO 9001:2000
CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ CARATTERISTICHE PROGETTUALI - Planimetria identificazione aree di intervento Sup = m2 Sup = m2

7 Scarpate della discarica
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ CARATTERISTICHE PROGETTUALI – Pacchetto di impermeabilizzazione del fondo Fondo discarica Scarpate della discarica

8 FASE DI PROGETTO – Accertamento dell’idoneità del materiale
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI PROGETTO – Accertamento dell’idoneità del materiale Individuazione delle cave di prestito del materiale argilloso Cava discarica TRE MONTI – Imola (BO) Formazione geologica: “Marne di Antognola” Età Oligocene sup. – Miocene inf. Cava CABE - loc. Masrola, comune di Borghi (FC) Formazione geologica: argille marnose grigio azzurre Età Pleistocene inferiore.

9 FASE DI PROGETTO – Accertamento dell’idoneità del materiale
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI PROGETTO – Accertamento dell’idoneità del materiale Qualificazione del materiale

10 FASE DI PROGETTO – Accertamento dell’idoneità del materiale
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI PROGETTO – Accertamento dell’idoneità del materiale Prove di costipamento e determinazione della massa volumica reale

11 FASE DI PROGETTO – Accertamento dell’idoneità del materiale
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI PROGETTO – Accertamento dell’idoneità del materiale Prove di permeabilità in cella edometrica

12 FASE DI PROGETTO – Accertamento dell’idoneità del materiale
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI PROGETTO – Accertamento dell’idoneità del materiale Definizione del campo di accettazione St > 75% per evitare i rischi di aumento della permeabilità in presenza di materiali troppo tenaci da essere compattati. gd > 90% AASHO mod. per evitare un aumento dei vuoti che possono indurre maggiori conducibilità idrauliche. w compreso tra l’ottimo Proctor modificato wopt + 6% per mitigare i rischi e gli effetti delle fessurazioni di ritiro.

13 FASE DI PROGETTO – Campo prova
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI PROGETTO – Campo prova Spessore del materiale steso per singolo strato Lo spessore degli strati stesi prima della compattazione non deve superare uno spessore complessivo > di 25 cm, al fine di avere degli spessori degli strati che al termine della compattazione non superino mai i 20 cm.

14 FASE DI PROGETTO – Campo prova
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI PROGETTO – Campo prova Pretrattamento del materiale di cava Pretrattamento del materiale argilloso consistente in un numero di passate di fresa agricola pari a 4, al fine di ridurre le zolle a dimensioni inferiori a 50 mm. Tale procedura è altresì idonea a permettere la perdita di umidità del materiale, che si presenta nelle condizioni in posto con una umidità eccedente rispetto ai valori definiti con il campo di accettazione adottato.

15 FASE DI PROGETTO – Campo prova
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI PROGETTO – Campo prova Compattazione dello strato La compattazione dei singoli strati deve essere realizzata attraverso il passaggio di un rullo compattatore a piastre ad azione vibrante, con un numero di passate non inferiore a 6, procedendo ad una velocità non superiore a 4 km/h. Mezzo utilizzato: Compattatore BOMAG 20 ton

16 FASE DI PROGETTO – Campo prova
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI PROGETTO – Campo prova Verifica della compattazione dello strato e della conducibilità idraulica Prova di densità in sito con volumometro a sabbia Prova permeabilità in pozzetto a base circolare di diametro 25 cm confinato mediante packer Prova di permeabilità Boutwell

17 FASE DI PROGETTO – Campo prova
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI PROGETTO – Campo prova Verifica della presenza di difetti nello strato compattato CAMPO PROVA DISCARICA PROVINCIA DI PISA Identificazione difetto macrostrutturale da campo prova: superficie di interstrato prodotta da rullo compattatore liscio CAMPO PROVA DISCARICHE HERA - SOTRIS Assenza di difetti di compattazione Compattazione realizzata con rullo compattatore a piastre

18 FASE DI PROGETTO – Campo prova
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI PROGETTO – Campo prova Definizione delle procedure di lavorazione dell’argilla compattata 1) Pretrattamento consistente in un numero di passate di fresa agricola pari a 4, al fine di ridurre le zolle a dimensioni inferiori a 5 cm. Tale procedura è altresì idonea a permettere la perdita di umidità del materiale, che si presenta nelle condizioni in posto con una umidità eccedente rispetto ai valori definiti con il campo di accettazione adottato. 2) Spessore complessivo degli strati prima della compattazione < di 25 cm, al fine di avere degli spessori degli strati che al termine della compattazione non superino mai i 20 cm. 3) Compattazione dei singoli strati con rullo compattatore a piastre ad azione vibrante, con un numero di passate non inferiore a 6 procedendo a velocità < 4 km/h. 4) Nei periodi di interruzione della lavorazione, ad esempio nei fine settimana, al fine di limitare il processo di fessurazione per disseccamento, l’ultimo strato realizzato dovrà essere interessato da una fresatura superficiale, spessore circa 5 cm, con successivo passaggio di un rullo liscio che rimuova completamente le cavità lasciate dal rullo a piastre. 5) Alla ripresa dei lavori si dovrà procedere ad una innaffiatura ed alla fresatura della parte superficiale dell’ultimo strato realizzato prima di poter nuovamente riportare il materiale per la realizzazione dello strato successivo. 6) In considerazione dei tempi decisamente lunghi necessari per il collaudo della tenuta idraulica dei vari strati di argilla compattata attraverso prove di permeabilità in sito Tipo Boutwell, che potrebbero rallentare i lavori di realizzazione della barriera minerale, si ritiene opportuno di utilizzare alternativamente prova di permeabilità in sito in pozzetto circolare superficiale tipo E-19 [Bureau of eclamation U.S. Dep. of Int. (1974)] di diametro non inferiore a 25 cm e profondità fino a 100 cm eseguita con strumentazione capace di mantenere un carico idraulico costante per almeno 3 giorni in ogni condizione metereologica e misurare coefficienti di permeabilità con valori anche inferiori a 1x10-9 m/sec.

19 FASE DI COSTRUZIONE – Preparazione della superficie di posa
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI COSTRUZIONE – Preparazione della superficie di posa Lavori di costruzione degli argini e dei rilevati per portare il fondo alla quota di progetto Qualificazione del materiale di cava: Il terreno per la formazione degli argini e per portare alle quote di progetto il fondo della discarica deve essere di tipo idoneo, classificato ai sensi della norma CNR-UNI 10006: A4, A5, A6. Determinazione del grado di compattazione: il materiale deve essere compattato in strati di spessore massimo 40 cm fino al raggiungimento almeno del 90% della gd - max del secco ottenuta tramite prova Proctor Modificata (AASHO Mod.). Prove complessivamente svolte: Argini determinazioni della densità in sito 159 determinazioni dell'umidità Fondo vasca determinazioni della densità in sito 123 determinazioni dell'umidità gd-vascamedio = 1,678 kg/dm3 pari al 92,6% della gd-max gd-arginimedio = 1,683 kg/dm3 pari al 92,4% della gd-max

20 TIPO DI PROVA DA EFFETTUARE al 4° strato e finale (+1.0 metro).
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione Programma Controllo Qualità - Prove previste TIPO DI PROVA DA EFFETTUARE NORMATIVA DI RIFERIMENTO FREQUENZA Classificazione Analisi granulometrica per via umida e per sedimentazione Limiti di Atterberg (Limite di ritiro, limite plastico, limite liquido, indice di plasticità) CNR-UNI 10006 CNR-UNI 10014 1 ogni mc Percentuale di passante al setaccio n° 200 ASTM mm Percentuale di ghiaia (trattenuta al setaccio n° 10 ASTM 2mm) Limite liquido, limite plastico, indice di plasticità Contenuto di acqua prima della posa in opera (minimo una prova per giorno lavorativo) CNR-UNI 10008 1 ogni 200 mc Costipamento di una terra con il procedimento AASHO modificato (Proctor modificato) CNR A. XII n° 69 5 prove Determinazione della massa volumica reale CNR-UNI 10010 Peso specifico apparente di una terra in sito (Densità secca in sito) e contenuto di acqua a compattazione avvenuta. CNR UNI A. VI n° 22 Fondo vasca 1° metro: 1 ogni 1000 mq ogni strato. Prova di permeabilità in sito in pozzetto circolare superficiale tipo E-19 di diametro non inferiore a 25 cm e profondità fino a 100 cm eseguita con strumentazione capace di mantenere un carico idraulico costante per almeno tre giorni in ogni condizione meteorologica e misurare coefficienti di permeabilità con valori anche inferiori a 1 x 10-9 m/sec Bureau of Reclamation U.S. Dep. of Int. 1974 4 ogni sottosettore al 4° strato e finale (+1.0 metro).

21 FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione DISCARICA SOTRIS IV STRALCIO - Programma Controllo Qualità - Prove effettuate

22 FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione DISCARICA SOTRIS IV STRALCIO - Determinazione umidità del materiale – 1° metro Metodo ASTM D4643 – Cantiere Tempo di esecuzione della prova: max 45 minuti Metodo UNI – Laboratorio Tempo di esecuzione della prova: 24 ore Il valore medio dell’umidità, valutato su 250 determinazioni, ottenuto con il metodo ASTM D-4643 differisce da quello UNI dello 0.04 %, mentre la variazione media su ciascuna determinazione è di circa 0.5 %.

23 FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione DISCARICA SOTRIS IV STRALCIO - Prove di classificazione – 1° metro

24 FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione DISCARICA SOTRIS IV STRALCIO - Prove di densità – 1° metro Prove eseguite: 250 Prove fuori dal campo di accettazione: (6%) Prove accettate con w > 22%: (4%) Prove < 90% AASHO mod.: (2%) Prove ripetute con esito positivo: 5 Prove rappresentative del lavoro: (98%) Azioni correttive intraprese: Incremento del numero di passate del rullo compattatore Fresatura dello strato e nuova compattazione Rimozione completa dello strato

25 FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione DISCARICA SOTRIS IV STRALCIO - Prove di densità – 1° metro Verifica del grado di costipamento dello strato Prova di densità in sito Rimozione dello strato in presenza di un grado di costipamento relativo < 90% della prova AASHO mod.

26 FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione DISCARICA SOTRIS IV STRALCIO - Prove di permeabilità – 1° metro Formula di Cassan Prova di permeabilità in pozzetto

27 FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione DISCARICA SOTRIS IV STRALCIO Prove di permeabilità 1° metro Prove eseguite: Prove con k > 1x10-7 [cm/s]: (7%) Prove ripetute dopo azione correttiva: 4 Azioni intraprese: Identificazione dell’area interessata da difetti Completa rimozione degli strati Ricostruzione della barriera minerale Ripetizione delle prove di permeabilità. Planimetria con ubicazione prove

28 FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI COSTRUZIONE – Strato minerale di impermeabilizzazione DISCARICA SOTRIS IV STRALCIO – Identificazione difetti strutturali Operazioni di rimozione degli strati in presenza di difetti nella barriera minerale Presenza di discontinuità interstrato causata da spessori dello strato troppo elevati Presenza di blocchi di argilla non fresata di dimensioni decimetriche incluse in uno strato compattato

29 FASE DI COSTRUZIONE – Impermeabilizzazione sintetica
Società Certificata ISO 9001:2000 CASO DI STUDIO: DISCARICHE COMPARTO HERA – SOTRIS Ravenna APPLICAZIONE DELLA PROCEDURA DI CONTROLLO QUALITA’ FASE DI COSTRUZIONE – Impermeabilizzazione sintetica DISCARICA SOTRIS IV STRALCIO – Prima e seconda geomembrana La CSA ha svolto la funzione di Ente di Controllo Indipendente nell’applicazione della Norma UNI 10567:1996 “Membrane in polietilene per impermeabilizzazione di discariche controllate – Criteri generali per la saldatura ed il Controllo della Qualità dei giunti saldati”

30 PROBLEMATICHE GEOLOGICHE: CONTROLLO QUALITÀ DELLE BARRIERE IMPERMEABILIZZANTI Dott. Geol. Raffaele Isolani - CSA Dott. Ing. Tommaso Pandolfi – CSA Dott. Geol. Daniele Biondi – Gruppo HERA Società Certificata ISO 9001:2000