3 - barriere di fondo delle discariche

5/14/2018 3 - Barriere Di Fondo Delle Discariche - slidepdf.com

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SISTEMI DI IMPERMEABILIZZAZIONESISTEMI DI IMPERMEABILIZZAZIONE

DELLE DISCARICHEDELLE DISCARICHE

Barriera di fondo

• Protezione dalla migrazione del percolato

• Protezione dalla migrazione del biogas

• Fornisce supporto meccanico ai rifiuti

• Evita l’accumulo di percolato grazie al sistema di drenaggio e

raccolta

Sponde

• Protezione dalla migrazione del percolato e biogas

• Fornisce resistenza meccanica al battente di percolato

• Garantisce il drenaggio del percolato sulle sponde• Evita la migrazione laterale del biogas



Elementi del sistema barriera di baseElementi del sistema barriera di base

Materiali naturali:Materiali naturali:

-- ArgillaArgilla

-- BentoniteBentonite-- Miscele di sabbia e bentoniteMiscele di sabbia e bentonite

-- SabbiaSabbia

Materiali sintetici (detti ancheMateriali sintetici (detti anche geosinteticigeosintetici):):

-- GeomembraneGeomembrane

-- GeotessiliGeotessili

-- GeogriglieGeogriglie-- GeoretiGeoreti

-- GeompositiGeompositi



Funzioni

10987654321

Geocom. drenante

Geocomposito

bentonitico

Geogriglia

Georete

Geotessile

Geomembrana

Ghiaia

Sabbia

Argilla

Miscela terreno-bent.

M a t e r i a l i n a t u r a l i

M a

t e r i a

l i s i n t e t i c

i



Livello di applicabilità

alta

mediabassa

Funzioni

10987654321

Geocom. drenante

Geocomposito

bentonitico

Geogriglia

Georete

Geotessile

Geomembrana

Ghiaia

Sabbia

Argilla


Funzioni

10987654321

Geocom. drenante

Geocomposito

bentonitico

Geogriglia

Georete

Geotessile

Geomembrana

Ghiaia

Sabbia

Argilla


M a

t e r i a l i n a t u r a l

i

M a t e

r i a l i

s i n t e

t i c i

1. Impermeabilizzazione

2. Infiltrazione percolato

3. Drenaggio e raccolta percolato

4. Rinforzo del terreno

5. Protezione meccanica

6. Separazione

7. Controllo erosione

8. Filtrazione acqua

9. Drenaggio e raccolta acqua

10. Controllo migrazione biogas



Materiali naturali utilizzati nella realizzazione del fondo e spMateriali naturali utilizzati nella realizzazione del fondo e spondeonde

•• Argilla Argilla Qualità argilla è influenzata da:

conducibilità idraulica;

grado di compattazione; contenuto di umidità;

composizione argilla;

tecnica di posa e spessore;

•• Bentonite Bentonite Minerale argilloso composto per lo più da montmorillonite, calcio e sodio. E’ un materiale

capaci di rigonfiare, se umidificato, fino a 15-18 volte il suo volume secco



•• Sabbia Sabbia Largamente utilizzata per la protezione del sistema di impermeabilizzazione e

per la filtrazione

•• Ghiaia Ghiaia Il più utilizzato come materiale per la filtrazione e drenaggio

L’efficienza dipende da:

• porosità;

• forma dei grani e resistenza;

• resistenza legata al contenuto di carbonati;

• spessore del drenaggio;



•• Membrane sintetiche Membrane sintetiche

Materiali a permeabilità bassa o nulla, utilizzati per la protezione delle acquesotterranee dalla migrazione del percolato e per l’impermeabilizzazione

superficiale

•• Geotessili Geotessili

Utilizzati nei sistemi di impermeabilizzazione con funzione di separazione deidiversi materiali in particolare nell’interfaccia tra drenaggio e impermeabilizzazione.

Utilizzati (solo in alcuni casi) per la separazione tra rifiuti e drenaggio.

•• Georeti Georeti

Realizzate in polietilene (PE) o polipropilene (PP), vengono utilizzate anche come

drenaggio assieme a geotessili o geomembrane

Materiali sintetici utilizzati nella realizzazione del fondo e sMateriali sintetici utilizzati nella realizzazione del fondo e spondeponde



• Geogriglie

Utilizzate come rinforzo nelle sponde, nel caso di sponde scoscese o per creare

argini di separazione nei rifiuti.

• Geocompositi

Sono materiali costituiti da 2 o più geosintetici assieme. Sono utilizzati per i drenaggi inparticolare nelle coperture dove gli sforzi a cui è soggetto il materiale sono minori

• Rete di Tubazioni di raccolta

Realizzate essenzialmente in HDPE, sono previste per la raccolta del percolato eper il sistema di captazione del biogas.

bentoniticibentonitici



• Rete di Tubazioni di raccolta

Realizzate essenzialmente in HDPE, sono previste per la raccolta del percolato eper il sistema di captazione del biogas.



a) Singola impermeabilizzazione (terreno bassa permeabilità)

b) Singola impermeabilizzazione (geomembrana)

Struttura del sistema barriera



c) Singola impermeabilizzazione composita (terreno bassa permeabilità + geomembrana)

d) Singola impermeabilizzazione composita (geomembrana +

terreno bassa permeabilità + geomembrana)



e) Doppia impermeabilizzazione di terreno argilloso

f) Doppia impermeabilizzazione di materiale sintetico



g) Doppia impermeabilizzazione (semicomposita)

h) Doppia impermeabilizzazione (composita)



Processi che governano l’infiltrazione di

contaminanti attraverso la barriera

• Diffusione (attraverso i vuoti saturi di acqua)• Avvezione (attraverso gli spazi saturi d’acqua)

• Avvezione attraverso fratture e passaggi



Processi che governano l’infiltrazione

attraverso la barriera: AVVEZIONE

• Infiltrazione attraverso uno strato di argilla (legge di Darcy):

Qs = ks · i · A

Qs = portata di attraversamento (m3 /s)ks = conducibilità idraulica dell’argilla (m/s)i = gradiente (adimensionale), espresso come il rapporto tra il battente di percolato

e lo spessore dello strato

A = Area di attraversamento (m2)



Processi che governano l’infiltrazione

attraverso la barriera: DIFFUSIONE

• 1a Legge di Fick (vale nello stato stazionario, gradiente i = 0)

z

C D J D

∂

∂

⋅−=*

JD = flusso di massa (M/L2T)

D = coefficiente di diffusione in una soluzione libera (L2

/T)C = concentrazione (M/L3)

Argilla

C1

C0=0

• 2a Legge di Fick (vale nello stato transitorio, gradiente i = 0)

2

2*

x

C D

t

C

∂

∂⋅=

∂

∂



• Infiltrazione attraverso un singolo foro per un’impermeabilizzazionecostituita da una sola geomembrana (Bonaparte et al., 1989)

QG = CB · a · (2gh)½

QG = portata di infiltrazione attraverso un foro nella geomembranaCB = coeff. adimensionale dipendente dalla forma del foroa = area del foro (m2)

g = accelerazione di gravità (m/s2

)h = battente percolato (m)

Ipotesi iniziale:

• Frequenza di 10 fori per ettaro, ognuno avente un diametro uguale allo spessoredella geomembrana• Elevata permeabilità del mezzo sopra e sotto la geomembrana

Infiltrazione attraverso la barriera

h}



• Infiltrazione attraverso uno strato composito geomembrana-argilla(Bonaparte et al., 1989)

QG = 0,21· a0,1 · h0,9 ks0,74

Ipotesi iniziale:

• Elevata conducibilità del materiale è presente sopra e sotto l’impermeabilizzazione• Nessun gradiente laterale

La portata di infiltrazione viene ridotta di 1La portata di infiltrazione viene ridotta di 1--2 ordini di grandezza2 ordini di grandezza

rispetto allrispetto all’’avere un solo strato di impermeabilizzazioneavere un solo strato di impermeabilizzazione



Migrazione attraverso unMigrazione attraverso un’’impermeabilizzazione compositaimpermeabilizzazione composita

Argilla

percolato

Manto in HDPE

Punto di rottura del manto

Manto in HDPE

Drenaggio sottotelo

Drenaggio sopratelo

Argilla

percolato

Punto di rottura del manto



Progettazione e realizzazioneProgettazione e realizzazione

sistemi di impermeabilizzazionesistemi di impermeabilizzazione

Principali tecnologie di imp. con materiali naturali:Principali tecnologie di imp. con materiali naturali:

•• depositi di argilla indepositi di argilla in situsitu (k < 10(k < 10--77

cm/s)cm/s)→ va verificata lva verificata l’’omogeneitomogeneitàà

•• miscele sabbiamiscele sabbia – – bentonite (5bentonite (5--15%)15%)→ raggiungibili basse permeabilitraggiungibili basse permeabilitàà

→ problema: sembrano perdere efficienza con il percolatoproblema: sembrano perdere efficienza con il percolato

•• argilla lavorata, compattata, disposta in stratiargilla lavorata, compattata, disposta in strati→ occorre controllare i parametri di funzionalitoccorre controllare i parametri di funzionalitàà, in, in partpart.:.:

cond. Idraulica compattazione, umiditcond. Idraulica compattazione, umiditàà

tecniche di stesuratecniche di stesuraspessore stratospessore strato



Posa dellPosa dell’’argilla sulle pareti della discaricaargilla sulle pareti della discarica

per pendenze < 30°

per pendenze > 30°

4 m



Posa dellPosa dell’’argilla sul fondo della discaricaargilla sul fondo della discarica

Realizzazione di strati di 20 cm compattati medianteRealizzazione di strati di 20 cm compattati mediante compattatorecompattatore dotato di rullo condotato di rullo conpiedi di pecorapiedi di pecora



Impiego di materiali sintetici:Impiego di materiali sintetici:

•• GeomembraneGeomembrane in polietilene (HDPE)in polietilene (HDPE)

→ C + HC + H -- facilmente ossidabile dai raggi UVfacilmente ossidabile dai raggi UV

aggiungo nerofumo x migliorare esposizioneaggiungo nerofumo x migliorare esposizione

→ spessori 2spessori 2--2,5 mm2,5 mm

→ fornite in rotoli 4fornite in rotoli 4--10 m10 m

→ saldatura a caldo, due tipi:saldatura a caldo, due tipi:

•• geotessiligeotessili:: resistente chimicamente (polietilene PEresistente chimicamente (polietilene PEo polipropilene PP);o polipropilene PP);

•• PVC:PVC: attaccabile dai batteri (veniva utilizzato battericida)attaccabile dai batteri (veniva utilizzato battericida)

bassa resistenza a punzonaturabassa resistenza a punzonatura

cordone sovrapposto (manuale)cordone sovrapposto (manuale)cordone interposto (automatica)cordone interposto (automatica)



Requisiti indicativi deiRequisiti indicativi dei geotessiligeotessili::

HH ≤≤ 10 m10 m

Massa minima: > 600 g/mMassa minima: > 600 g/m22

CBR (resistenza alCBR (resistenza al punzonamentopunzonamento) > 3500 N) > 3500 N

10 < H < 20 m10 < H < 20 m


CBR > 5000 NCBR > 5000 N

HH ≥≥ 20 m20 m


CBR > 6500 NCBR > 6500 N



Progettazione e realizzazione sistemi diProgettazione e realizzazione sistemi di

impermeabilizzazioneimpermeabilizzazionesecondo D.secondo D. LgsLgs 36/200336/2003

Il DECRETO LEGISLATIVO 36/2003 PREVEDE:

Discariche per inertiDiscariche per rifiuti

non pericolosi Discariche per rifiutipericolosi

Materiale drenante s > o = 0,5 m

Barriera minerale k < o = 10-9 m/s

s > o = 1 m

Barriera geologica naturalek < o = 10-9 m/s - s > o = 1 m

Materiale drenante s > o = 0,5 m

Barriera minerale k < o = 10-9 m/s

s > o = 1 m


La normativa prevede un franco dal piano di imposta di 1,5 m

da acquifero confinato e 2 m da acquifero non confinato

Barriera minerale s > 0 = 0,5 m


Barriera minerale s > 0 = 0,5 m




• Sono progettati per minimizzare il trasporto di percolatoattraverso la barriera di fondo

• Il drenaggio ed il sistema di raccolta sono essenziali inuna discarica e sono considerati anch’essi come sistemi

barriera• Prevengono la formazione di elevati battenti di percolato

che possono favorire la fuoriuscita laterale e dal fondo.

Sistemi di drenaggio e raccolta del percolatoSistemi di drenaggio e raccolta del percolato



Accumulo di percolato

Pozzi biogasOdori

Instabilità

Uscita percolatoElevato tasso diinfiltrazione

Accumulo dipercolato

Falda

Possibili configurazioni per i pozzi di raccolta del



Possibili configurazioni per i pozzi di raccolta del

percolato

Central internal shaft Lateral out-site well

Tunnel

Lateral slope Draining pipe-shaft



SI STEMI DI DRENAGGI O DEL PERCOLATO

1. Compost grezzo2. Ghiaietto 16-32 mm

3. Ghiaia 30-70 mm4. Argilla s>1m e k < 10-9 m/s5. Geocomposito bentonitico6. Tout venant7. Geotessuto8. Geomembrana in HDPE 2 mm



Drenaggio

Ghiaia grossolana

Sabbia/ghiaia

Geotessile

Geomembrana

50 60



> 1%

50-60 m

3 0 0 ( m a x 6

0 0 ) m

> 2%

Tubazioni immorsatenella ghiaia

Pozzetto raccoltaTubazionedrenaggio



Accumulo dipercolato

Percolato

Incrostazioni

Intasamento del drenaggio



FotografieFotografie



3

2

DRENAGGI O DELLE ACQUE DI FALDA



SUOLO ARGILLOSO

DRENAGGI O DELLE ACQUE DI FALDA

SUOLO ARGILLOSO

SC GG O C



SCHEMA DI DRENAGGI O VERTI CALE

POZZO DI RACCOLTA I SPEZI ONABI LE



POZZO DI RACCOLTA I SPEZI ONABI LE

ESEMPI O SI STEMA DI RACCOLTA E ALLONTANAMENTO



ESEMPI O SI STEMA DI RACCOLTA E ALLONTANAMENTO

PERCOLATO

ESEMPI SI STEMAZI ONI DEL FONDO DI SCARI CA



ESEMPI SI STEMAZI ONI DEL FONDO DI SCARI CA

3 - barriere di fondo delle discariche

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