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Giugno 25, 2019 Commenti (0) Ingegneria, Ingegneria Civile, Ingegneria Energetica Tempo di Lettura:

La diga di Hoover

La diga di Hoover si trova sul fiume Colorado, al confine tra il Nevada e l’Arizona ed è considerata un capolavoro ingegneristico della metà del XX secolo. Per le sue dimensioni è ritenuta un’antenata delle moderne dighe ad arco-gravità, molto più sottili per lo sviluppo della tecnica delle costruzioni.

La diga ha un’ altezza di 210 m e una larghezza che varia dai 201 ai 379 m dalla sommità. Lo spessore varia anch’esso e decresce con l’altezza da 200 m a un minimo di 14 m. Infatti òe sollecitazioni a cui è sottoposta la diga sono molto elevate alla base, a causa della spinta dell’acqua sovrastante.

Schema statico

La struttura è interamente in calcestruzzo, ed ha uno schema statico ad arco-gravità. Questo permette alla diga di trasmettere l’ingente spinta dell’acqua direttamente sulle pareti del canyon, e di sfruttare le buone resistenze a compressione del calcestruzzo.

Infatti il meccanismo resistente che si instaura per contrastare la spinta orizzontale nelle dighe di questo tipo è proprio quello dell’arco che porta alla sola compressione del calcestruzzo. Qualora la diga fosse ben progettata infatti la linea delle pressioni ricadrebbe all’interno del nocciolo d’inerzia della sezione e il calcestruzzo risulterebbe compresso in tutti i punti della sezione.

La linea delle pressioni all’interno della diga però, è assai più complessa da determinare e devono essere tenuti in considerazione altri fattori.

Considerando solamente gli aspetti primari infatti, la spinta idrostatica può essere ripartita sul corpo della diga tra tre componenti: un contributo dovuto all’effetto ad arco, un altro che prende il nome di effetto mensola ed un contributo torsionale. Il comportamento a mensola è assimilabile al comportamento a trave, perciò comporta sforzi di taglio e momenti flettenti. Per ridurre quindi gli sforzi di trazione la diga di Hoover presenta anche una curvatura della sezione verticale.

Questo perciò comporta che la struttura abbia una doppia curvatura, che le conferisce anche quella particolare forma per cui è famosa.

 

Naturalmente questo approccio è solamente una semplificazione del guscio spaziale che si presta meglio di tutti a descrivere questo tipo di strutture. Oggi per studiare una struttura di questo genere in modo molto accurato si utilizza un modello a elementi finiti che permette di prendere in considerazione tutti gli aspetti che contraddistinguono un guscio spaziale.

Fasi costruttive

Per costruire la diga di Hoover come primo passo fu necessaria la derivazione del fiume Colorado, attraverso delle gallerie scavate nelle pareti del canyon. Queste furono anche ricoperte internamente con del cemento per diminuirne la scabrezza e favorire l’aumento della portata. A costruzione ultimata, le gallerie più interne furono sigillate tramite dei blocchi di calcestruzzo, quelle più esterne invece vennero usate per il trasporto dell’acqua proveniente dai condotti fino ad arrivare alle valle degli sfiori.

Inoltre vennero progettate e costruite due dighe minori (coffer dams) che assicurarono la sicurezza del cantiere da eventuali inondazioni.

La costruzione della struttura passò anche per l’erosione delle rocce pericolanti dalle pareti del canyon, per evitare che quest’ultime non fossero in grado di sopportare le sollecitazioni trasmesse dalla diga. Anche le cavità delle pareti furono rivestite di boiacca per diminuire il rischio di filtrazione dell’acqua sotto la roccia e soprattutto sotto le fondazioni.

Un’attenzione particolare inoltre va data al metodo con il quale venne gettato il calcestruzzo. Fu previsto infatti che realizzando la struttura con una singola gettata, le parti più interne della stessa si sarebbero stabilizzate termicamente, portandosi alla temperatura ambiente dopo decine di anni.

Perciò i getti avevano 1.5 m di altezza e base quadrata di 15 m, ed erano mantenuti a temperatura costante da dei tubi delle dimensioni di 2.5 cm di diametro dentro i quali scorreva acqua fredda. Questi vennero alloggiati all’interno dei casseri, a perdere, che quindi potevano fungere da armatura al calcestruzzo.

Energia elettrica e risorse idriche

La diga di Hoover presenta alla sua base un edificio che ospita 19 turbine alimentate da quattro torri di presa. La prevalenza nelle migliori condizioni è di 180 m, e tutta la portata del fiume Colorado transita nelle turbine, che arrivano ad una potenza massima di 2080 megawatt. Per proteggere le turbine da qualsiasi tipo di incidente fu realizzata una copertura di 1.1 m di calcestruzzo.

Ma oltre alla produzione di energia non si deve perdere di vista l’obiettivo primario della diga: ha infatti il  compito di assicurare il fabbisogno idrico di ben 8 milioni di persone!

 

Fonti

 

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