Interazione tra il massiccio carbonatico del Gran Sasso d'Italia e le opere in sotterraneo presenti e future

 bidimensionale che contiene il profilo di uno dei suddetti sondaggi,  il lavoro si 
proporr  di studiare numericamente il drenaggio che le due gall erie esistenti 
esercitano sulla montagna sovrastante, simulando l effetto dello scavo di una terza 
galleria sovrastante le due esistenti, parte integrante dei previsti futuri lavori. 
L impostazione del lavoro vuole essere telescopica: ci si propone di realizzare quindi 
una struttura che, partendo da un introduzione socio-politica e storiografica 
dell interazione della regione con l uomo, passi ad una ca ratterizzazione geologica del 
monte, fondamentale per chiarire poi le sue peculiarit  i drogeologiche. Da qui il 
lavoro si focalizza su di un analisi delle opere realizzate e delle loro conseguenze 
naturali, il tutto dopo una caratterizzazione geotecnica dell ammasso roccioso, della 
sua idrodinamica, che servir  per procedere alla suddetta si mulazione numerica del 
drenaggio operato dalle gallerie.  
Questa trattazione si avvale della grande quantit  di lavo ro prodotta 
sull argomento, che in ultima analisi ha a che fare con lo studio del rapporto tra 
pressione antropica e gestione moderna delle risorse idriche in massicci carbonatici.  
Qualsiasi considerazione che seguir  nel presente lavoro  avr  solo caratteristica di 
impressione personale che si sar  venuta formando nel c orso degli studi. Questi 
raramente possono cadere nella soggettivit , tanto piø se  eseguiti da terzi che, senza 
condizionamenti e pressioni, fanno le loro povere analisi  inseguendo lo sfuggente faro 
della completa obiettivit , spinti dal solo piacere inte llettuale di comprendere quanto 
piø possibile la  physica  e i suoi fenomeni. 
 
 
Carlo Pretara 
 INDICE 
 
1 INTRODUZIONE .................................................................................................................1 
2 CARATTERIZZAZIONE GEOLOGICA E GEOTECNICA .............................................7 
2.1 INQUADRAMENTO SISMO-TETTONICO ...............................................................................7 
2.2 SCHEMA GEOLOGICO DEL GRAN SASSO.............................................................................8 
2.2.1 Caratterizzazione generale ........................................................................................8 
2.2.2 Analisi in progressiva .............................................................................................. 13 
2.3 INDAGINI GEOTECNICHE................................................................................................. 15 
2.3.1 Sintesi ragionata dei risultati ottenuti con i sondaggi profondi ................................ 16 
2.3.2 Rilevamenti e prove effettuate in corso d avanzamento dall interno della gal leria .. 22 
2.3.3 Sintesi degli studi e delle indagini geotecniche........................................................ 23 
3 CARATTERIZZAZIONE IDROLOGICA ED IDROGEOLOGICA ............................... 27 
3.1 IDROGEOLOGIA DEGLI AMMASSI CARBONATICI ................................................................ 27 
3.2 SCHEMA IDROGEOLOGICO DEL GRAN SASSO ................................................................... 29 
3.2.1 Caratterizzazione generale ...................................................................................... 29 
3.2.2 Analisi in progressiva .............................................................................................. 31 
3.2.3 Sintesi ragionata dei risultati ottenuti con i sondaggi sul deflusso delle acque. ....... 33 
4 MODELLO IDRODINAMICO DELL ACQUIFERO ................ ...................................... 35 
4.1 CENNI SULLO SCORRIMENTO IDRICO NELLE ROCCE   IL FLUSSO NELL INSIEME 
DELL AMMASSO ROCCIOSO .......................................................................................................... 35 
4.2 RICOSTRUZIONE DELL IDRODINAMICA DELL ACQUIFERO ................................................. 38 
5 OPERE IN SOTTERRANEO DEL GRAN SASSO: CARATTERIZZAZIONE 
TECNICO-PROGETTUALE DELLE OPERE PRESENTI E FUTURE. ................................. 41 
5.1 CARATTERISTICHE PROGETTUALI ED ESECUTIVE DELLE GALLERIE .................................... 42 
5.2 CARATTERISTICHE PROGETTUALI DELLE OPERE FUTURE................................................... 48 
5.2.1 La galleria dei servizi (o  terzo traforo ) .................. .............................................. 49 
5.2.2 Le caverne per i laboratori ...................................................................................... 50 
6 CONSEGUENZE IDROLOGICHE ED IDROGEOLOGICHE DELLE OPERE 
REALIZZATE.............................................................................................................................. 51 
6.1 MODIFICAZIONI NELL ACQUIFERO .................................................................................. 52 
6.2 BILANCIO IDROLOGICO .................................................................................................. 54 
7 PRESENTAZIONE DEI RISULTATI DELLA SIMULAZIONE SVOLTA .................... 57 
7.1 LA SEZIONE  M ONTE AQUILA .................................................. ..................................... 59 
7.2 LA SEZIONE  F ONTARI .................................................. ............................................... 63 
7.3 CONSIDERAZIONI FINALI ................................................................................................ 65 
8 CONCLUSIONI .................................................................................................................. 67 
BIBLIOGRAFIA.......................................................................................................................... 70 
APPENDICE: LA FILTRAZIONE ATTRAVERSO LE DISCONTINUIT    IL FLUSSO NEL 
SINGOLO GIUNTO .................................................................................................................... 72 
1  
 
 
INTRODUZIONE 
Nell auspicio che sia ormai superata la fase di dibattito  sull esistenza o meno del 
cambiamento climatico globale, in questi anni l attenzione si sta spostando ad una 
definizione particolareggiata degli scenari futuri che da esso saranno causati. Compito 
Figura 1.1  Veduta  specchiata  del Corno Grande (mt 2914 s.l.m.) 
2 Interazione tra la falda regionale del Gran Sasso d Italia e le opere  al suo interno  
 
dell ingegnere per la difesa del suolo sar  quello di mitigare  alcune conseguenze del 
 global change  tramite la loro analisi, finalizzata alla progettazione di opere di 
ingegneria civile.  
 
Tra gli scenari piø probabili, si assister  ad una disidrat azione di parte delle zone 
temperate, in cui l Italia si colloca. Nella nostra nazione, il ruolo di  cerniera  che 
bloccher  questo fenomeno, sar  ricoperto dalla regione del centro Italia dove a farla da 
padrone Ł il massiccio del Gran Sasso, che si poggia su parte dell Abruzzo e sconfina 
nel Lazio. Qui la disponibilit  idrica Ł sempre stata notevole e accompagnata da 
abbondante vegetazione, clima favorevole e precipitazioni costanti. Queste 
caratteristiche sono comuni a tutti quei serbatoi naturali che nel corso del nuovo secolo 
( il secolo dell acqua ) assumeranno un importanza pari al meno a quella che hanno 
rivestito e rivestono ancora i giacimenti petroliferi.  
 In particolare, l interesse per il  sistema Gran Sas so  va al di l  
dell approvvigionamento idrico umano e nasce da alcune sue peculiarit   idriche . Su 
tutte, il ghiacciaio del Calderone, il piø meridionale d Europa ed unico degli appennini; 
v Ł poi il lago di Campotosto, tra i bacini artificiali piø grandi del continente e di 
importanza strategica per l economia energetica del paese (Ł il serbatoio di testa delle 
centrali del gruppo del Vomano). Inoltre questo monte ospita un grande parco 
nazionale, con importanti caratteristiche faunistiche, la cui estensione, la cui 
biodiversit , assieme ad altri fattori, hanno contrib uito a far assegnare all Abruzzo il 
titolo di  Regione verde d Europa . Ma oltre a queste inter essanti caratteristiche, piø o 
meno quantificabili, il Gran Sasso Ł anche una componente essenziale dell immaginario 
collettivo, della memoria storica e delle tradizioni dei suoi popoli. Esso ha ospitato per 
secoli intense attivit  pastorali, ha ospitato numeros i luoghi di culto e riflessione 
accessibili a pochi; Ł stato insomma sempre densamente abitato e trafficato dall uomo, 
ed Ł sempre stato mantenuto con esso un rapporto rispettoso e riverente da parte di chi 
vi abitava. L impeto dello sviluppo della passata generazione, accompagnato da un 
certo tipo di disinteresse ambientale, ha portato a modificare profondamente 
quest equilibrio tra montagna, abitanti ed uso delle sue risorse. 
Altra particolarit  di quest ammasso Ł di avere caratter istiche  alpine  molto piø 
evidente rispetto a tutte le altre catene montuose dell Italia centrale e meridionale. Ci  
deriva, oltre dall essere la vetta piø alta dell appennino  (m. 2914 s.l.m. del Corno 
Grande), da elementi morfologici come i forti pendii, le creste, le scarpate, un forte 
denudamento, e dalle condizioni climatiche, caratterizzate da forti escursioni termiche, 
venti violenti e improvvisi cambiamenti climatici.  
L ambiente di quest ammasso in generale e la sua idrogeolo gia, il suo acquifero, in 
particolare, possono tranquillamente essere classificati come oggetti ad alta 
vulnerabilit ; ci  Ł dovuto soprattutto allo scarso isol amento dell acquifero 
dall ambiente esterno, che, specie nelle zone ad elevata infiltrazione, presenta una fitta 
rete di fratture e cavit  carsiche che arrivano fin qua si in superficie.  
Il Gran Sasso per  rappresenta da sempre anche un ostacol o alle comunicazioni 
tra le due sponde della penisola e in particolare tra la costa adriatica e Roma. Nella 
seconda met  del secolo scorso, quando le esigenze di mobi lit , il drastico aumento dei 
trasporti e in generale lo sviluppo hanno iniziato a chiedere affidabilit  dei tempi di 
   Introduzione   3 
 
percorrenza, Ł parso necessario realizzare due gallerie sotto il Gran Sasso per evitare 
strade che lo aggirassero, tortuose e a frequente rischio di interruzione. Dall idea alla 
realizzazione ultima dell opera Ł passato, come spesso accade in questo nostro paese, 
piø di un decennio [1] [2]. 
 
 E  il 1967 quando si apre il cantiere: all epoca la sensibi lit  per la risorsa acqua 
era di gran lunga minore rispetto ad oggi, cos  all aspetto idrogeologico e ai potenziali 
danni sulla falda non viene data importanza. L acqua viene vista come un problema da 
risolvere, convogliandola all esterno, in fase di cant iere. Sicuramente i progettisti 
avevano previsto di incontrarla, date le caratteristiche della roccia che si apprestavano a 
perforare, ma difficilmente avevano previsto che la sua pressione arrivasse ad essere di 
64 atmosfere. Essa era in realt  prevista solo al lato  Casale San Nicola, dove erano 
osservabili a poca distanza dall imbocco sorgenti importanti. Dal lato Assergi, la 
presenza di sole sorgenti  locali , e la lontananza di sbocchi piø importanti, faceva 
supporre l incontro solo di acqua di percolazione. Il  probl ema  acqua ha il suo culmine 
quando viene attraversata la faglia di Valle Fredda, nel 1970. Una faglia non riempita di 
materiale costituisce una via preferenziale di scorrimento per le acque: quando viene 
intercettata dagli scavi Ł come se si bucasse un tubo in pressione: l acqua in quel caso 
fuoriusc  ad una portata che sfior  i 20.000 l/s e ad una pressi one di 64 atm allagando le 
gallerie e travolgendo tutto, compresi alcuni operai, che morirono nell incidente. In 
quell evento riflu  nella galleria, ostruendola per centinaia di metri, una grossa quantit  
di materiale milonitico sciolto: detriti, che, una volta asportati, furono stimati in 36000 
m3. Il cantiere fu costretto a fermarsi per due anni, allo scopo di approfondire gli studi e 
trovare un modo efficace per andare avanti con lo scavo. Furono presi provvedimenti 
straordinari e innovativi nello scavo di trafori, per la cui descrizione dettagliata si 
rimanda a [15], una memoria dei lavori realizzata dagli stessi progettisti.  
Nel 1972 i lavori ripresero e si decise di procedere, dopo aver preconsolidato la 
faglia, realizzando intorno alla sezione un areola di fori drenanti, del diametro di  4 o 5 
centimetri, fino a 200 metri di distanza. Questi fori in realt  avevano anche la una 
funzione di indagine, che fu imposta dal progetto rivisto dopo l evento di Valle Fredda. 
L acquifero viene cos  abbattuto localmente, e quando la pressione dell acqua 
raggiunge un valore accettabile, si procede oltre. Quest operazione Ł stata ripetuta in 
successione. Prima di procedere vengono anche realizzati tre sondaggi profondi dal 
piano campagna, per avere una migliore conoscenza di ci  c he ci si sarebbe trovati di 
fronte, anche per evitare nuovi incidenti. 
Il sistema drenante allora realizzato Ł ancora presente  e attualmente preleva l acqua 
che va a finire sotto il piano viabile delle gallerie e poi viene condotta nella rete idrica. 
Uno dei vanti dei progettisti allora fu proprio quello di aver creato una nuova sorgente, 
anche se la propriet  di quest acqua fu oggetto di numerose disput e tra diversi enti. Le 
quantit  di acqua in gioco sono qui enormi: si tratta di un b acino drenante grande 
quanto una montagna, perlopiu di natura calcarea. In Fig.1.1 si pu  vedere come, a 
confronto con altre importanti gallerie europee, quelle in oggetto abbiano di  molto, per 
ci  che riguarda il drenaggio, una situazione piø critica di a ltri trafori. 
La tecnica di scavo scelta (abbattere localmente l acquifero e scavare) ha avuto come 
effetto quello di abbattere globalmente l acquifero di circa 600 metri, facendo passare la 
4 Interazione tra la falda regionale del Gran Sasso d Italia e le opere  al suo interno  
 
superficie piezometrica dai 1600 m s.l.m. originari al livello della galleria (circa 1000 
m). Ci  ha causato l estinzione totale o parziale di di verse sorgenti. E  solo a questo 
punto che le popolazioni locali iniziano a percepire le conseguenze dell abbattimento 
della falda, vedendo mutare il regime di alcune sorgenti e vedendone estinguere altre. 
Questa iniziale presa di coscienza avviene tuttavia in maniera localizzata, tra gli abitanti 
della montagna, e non sortisce effetti a livello politico. 
Nel 1980, con i lavori ancora in fase di avanzamento, l Istituto Nazionale di Fisica 
Nucleare chiede all ANAS di poter realizzare un piccolo laboratorio in adiacenza delle 
gallerie in corso di costruzione. La richiesta ha successo e, con la legge n. 32 del 9 
Febbraio 1982 l ANAS viene incaricata di realizzare il laboratorio dell INFN sotto il 
Gran Sasso. Nel 1985 la costruzione dello stesso si concretizza in un complesso di 
gallerie, assai piø grande del progetto iniziale, costituito da tre sale (20   120   20m 
circa ognuna) ed un reticolo di gallerie di servizio carrabili che hanno gli svincoli di 
Figura 1.1 Confronto tra drenaggi di diverse gallerie europee (da Francani V. et al., Dispense 
del corso di Geologia Applicata 2) 
 
   Introduzione   5 
 
ingresso ed uscita collegati ad uno solo delle due gallerie autostradali (quella E-O). Nel 
1984 viene aperta al traffico la prima galleria collegando Roma con Teramo mediante 
l autostrada A24. La seconda verr  aperta solo nel 1993. In t otale i metri cubi di roccia 
asportati sono 2.120.000, di cui 1.930.000 per le gallerie e 190.000 per il laboratorio. 
Iniziano a funzionare anche i laboratori, i piø grandi del mondo per ricerche sulla 
stabilit  della materia e sui neutrini solari. Essi si  trovano nel punto di massima 
copertura rocciosa, a 1400 m sotto la superficie. Le nuove gallerie, oltre ad essere tra le 
piø lunghe in Europa, sono anche tra le piø sicure, proprio perchŁ prevedono due corsie 
per ogni direzione, a fronte di un volume di traffico non notevolissimo. Gli ingressi ai 
laboratori sono ubicati sul lato destro della galleria in direzione E-O, che si riduce per 
quel tratto ad una sola corsia percorribile [1] [2]. 
Per una cronologia piø dettagliata rimandiamo allo studio di impatto ambientale per il 
terzo traforo ([9]). 
 Il lavori sono completati, ma rimane il grande danno, irreversibile, operato alla 
falda regionale del Gran Sasso. Ci  Ł stato dovuto anzitutto al fatto che fino a pochi 
anni fa l interazione delle gallerie con l acqua veniva  considerata solo nei riguardi delle 
operazioni di avanzamento delle galleria e non veniva per nulla curato l aspetto a 
 lungo termine  cercando di preservare la falda. 
Nel frattempo per  i laboratori riscuotono molto succes so a livello internazionale, e 
sono molti gli esperimenti in  coda  per essere svolti al loro interno. Cos , l INFN 
chiede un ampliamento dei laboratori, prevedendo la costruzione di altre due sale e di 
un tunnel esclusivo di accesso ai 
laboratori, il famoso  terzo traforo . I 
dipendenti dell istituto lamentano 
anche un grave problema di sicurezza 
nel loro ambiente di lavoro, 
soprattutto in relazione ad un 
eventuale necessit  di evacuazione 
rapida a causa di un incendio. Cos , 
con la 366/90 si stanziano 110 miliardi 
per il  completamento e 
l adeguamento delle strutture del 
laboratorio di fisica nucleare del Gran 
Sasso . La terza galleria dovrebbe 
essere lunga 6-7 km ed avere un 
diametro di circa 6 metri.  
Da qui si scatena un confronto molto acceso, ancora senza esito, tra sostenitori e 
detrattori dei suddetti lavori. Quasi tutte le amministrazioni e gli enti locali si schierano 
contro il  terzo traforo , si susseguono pareri tecnici  contrastanti, manifestazioni, 
pronunciamenti della magistratura. Alle popolazioni locali che temono un ulteriore 
depauperamento delle risorse idriche, i sostenitori del progetto rispondono che esso non 
avr  luogo perchŁ i lavori andrebbero ad intaccare una zona gi  drenata dell acquifero. I 
 comitati per il NO  incalzano che i lavori comunque in quinerebbero la falda, ma 
l INFN risponde che sono necessari per la sicurezza dei ricercatori.  
Figura 1.2 Ricostruzione dei locali dell INFN e 
della connessione attuale con la galleria 
6 Interazione tra la falda regionale del Gran Sasso d Italia e le opere  al suo interno  
 
Nel frattempo si scopre che nel laboratorio vi sono stati sversamenti accidentali di 
alcune sostanze tossiche contenute al suo interno che vengono rinvenute, in tracce, 
nelle condotte acquedottistiche della regione. Viene anche posta sotto sequestro una 
sala dei laboratori. Si propone un referendum regionale per decidere l opportunit  dei 
lavori, ma la proposta Ł respinta. Si accumulano perizie, VIA, ma i lavori non iniziano. 
Ci sono anche diverse proposte di legge alternative che vanno in parlamento, su come 
stanziare i fondi, come quella che prevede di utilizzare il canale di servizio 
dell acquedotto come uscita di emergenza per i ricercatori.  La situazione Ł molto 
incerta, anche perchŁ l idrogeologia del Gran Sasso Ł studiata da pochi anni a questa 
parte, e non la si conosce a fondo [6]. Con la legge del 1990 si Ł intanto costituito il 
 Consorzio di ricerca del Gran Sasso , con la finalit   principale di  realizzare una rete 
di monitoraggio di importanti fenomeni naturali o di indicatori significativi della 
situazione ambientale attuale e del suo evolversi nell area del Gran Sasso . Nel Maggio 
2005 si Ł avuta un ulteriore puntata: la legge 366/90 Ł stata svuotata delle sue risorse 
finanziare (110 miliardi in Lire), inizialmente destinate al traforo, per dirottarle su 
interventi di messa in sicurezza delle gallerie ritenuti urgenti. Data la situazione politico-
economica e visto il tasso di inflazione, che ha reso insufficienti i vecchi stanziamenti 
per i lavori previsti, questo dirottamento di fondi potrebbe voler dire un rinvio a lungo 
termine della costruzione del terzo traforo.  
Attualmente Ł per  ancora in corso il suddetto monitoraggio, che ha gi  prodotto i 
primi risultati. Sono state in particolare analizzate le sorgenti e i corsi d acqua mediante 
misure di portata, mediante una caratterizzazione chimico-fisica delle acque sotterranee 
ed una ricostruzione del reticolo idrografico superficiale che ha permesso di affinare le 
conoscenze del reticolo idrodinamico sotterraneo, di conoscere le aree di alimentazione 
delle sorgenti, dei tempi di percorrenza. Il tutto Ł stato eseguito con l ausilio di 
traccianti naturali e artificiali, mediante lo studio delle variazioni temporali della 
temperatura e della conducibilit  elettrica e delle varia zioni spaziali del chimismo delle 
acque [6]. Le indagini, utili per ricostruire a fondo e monitorare l idrogeologia 
sotterranea del monte, confermano, con i loro risultati, la sensazione che un colpo 
mortale sia gi  stato inflitto all imponente acquifero,  ridotto ormai non piø a residenza 
stabile, ma a luogo di passaggio delle acque piovane che percolano fino ad essere 
catturate dal drenaggio delle gallerie, per poi essere distribuite negli acquedotti.  
Con tutta probabilit  gli ulteriori scavi previsti nella  montagna difficilmente 
renderebbero peggiore la situazione, gi  compromessa: Ł tuttavia fondamentale, se non 
altro per un ancestrale rispetto della grande montagna, accertarsi di una loro effettiva 
insostituibilit  prima che di realizzarli e, in caso n on si trovino altre soluzioni, eseguirli 
in una direzione che vada verso il rispetto e l armonia con la natura che ci ospita, una 
direzione quindi diametralmente opposta a quella seguita per lo scavo dei precedenti 
trafori.