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La nuova tecnica di impermeabilizzazione con membrane bituminose

Il brevetto MBSM di CEA Cooperativa Edile Appenninno e Pavenco Pavement Engineering Consulting

Contrariamente a quanto più diffusamente noto, l’impiego dei leganti e dei conglomerati bituminosi non si limita alle sole applicazioni in campo stradale ma, nel corso degli anni, ha interessato anche l’ingegneria idraulica specialmente nella realizzazione degli invasi artificiali e dei fronti delle dighe. Le miscele bituminose per questo tipo di applicazione vengono progettate con il principale scopo di fornire protezione alle strutture in calcestruzzo o in terra di cui l’invaso è costituito e garantire l’impermeabilizzazione delle superfici a contatto con acqua. Come è facile immaginare, se da un lato la tipologia dei materiali non differisce molto rispetto alle tradizionali applicazioni in campo stradale, le maggiori complessità si incontrano nella fase di posa in opera. Le tecnica di stesa, concettualmente, è la medesima di quella per le infrastrutture viarie in quanto il materiale deve essere posato ad elevate temperature (contenute tra i 140 e 160 °C a seconda della classe di bitume) e immediatamente compattato per raggiungere le densità di progetto.

Tuttavia, l’inclinazione delle superfici di stesa e i ridotti spazi di manovra implicano l’utilizzo di specifici macchinari ed attrezzature di cui sono in possesso pochissime Imprese di costruzioni in tutto il mondo. Fin dagli anni Cinquanta, l’Impresa Ing. Giuseppe Sarti & C. SpA ha sviluppato competenze tecnico-organizzative di alta specializzazione e si è dotata di frese, rulli e vibrofinitrici speciali per eseguire lavori di impermeabilizzazione di dighe, laghi e canali a livello nazionale ma soprattutto internazionale. Nel 2014, la Società Cooperativa Edile Appennino (CEA) che vanta un’esperienza trentennale nell’esecuzione di opere civili, infrastrutturali, acquedotti e gasdotti, ha acquistato il ramo d’Azienda della Giuseppe Sarti & C. SpA, ereditandone il know-how, il management e il comparto mezzi. Nel corso del 2016 il Direttore Tecnico di CEA, Ing. Leonardo Sarti, e il Tecnologo delle pavimentazioni stradali Ing. Fabio Picariello, della Società Pavenco Pavement Engineering Consulting Srl hanno sviluppato una nuova tecnologia per l’impermeabilizzazione degli invasi idraulici che prende il nome di Modified Bitumen Sealing Membrane (MBSM).

  • Il momento dell’applicazione del MBSM
    Il momento dell’applicazione del MBSM
    Il momento dell’applicazione del MBSM
  • Il prototipo per l’applicazione del MBSM
    Il prototipo per l’applicazione del MBSM
    Il prototipo per l’applicazione del MBSM
  • Il bacino di valle della centrale ENEL Domenico Cimarosa di Presenzano (CE)
    Il bacino di valle della centrale ENEL Domenico Cimarosa di Presenzano (CE)
    Il bacino di valle della centrale ENEL Domenico Cimarosa di Presenzano (CE)
  • Le operazioni di pulizia del paramento
    Le operazioni di pulizia del paramento
    Le operazioni di pulizia del paramento
  • Le fessure del paramento visibili dopo l’idrodemolizione
    Le fessure del paramento visibili dopo l’idrodemolizione
    Le fessure del paramento visibili dopo l’idrodemolizione
  • Il campo prova e il settaggio del macchinario prima dell’applicazione
    Il campo prova e il settaggio del macchinario prima dell’applicazione
    Il campo prova e il settaggio del macchinario prima dell’applicazione
  • La composizione tipo della membrana MBSM
    La composizione tipo della membrana MBSM
    La composizione tipo della membrana MBSM
  • Le carote del pacchetto di impermeabilizzazione
    Le carote del pacchetto di impermeabilizzazione
    Le carote del pacchetto di impermeabilizzazione
  • La fase di applicazione del MBSM sul paramento del bacino
    La fase di applicazione del MBSM sul paramento del bacino
    La fase di applicazione del MBSM sul paramento del bacino
  • Le principali caratteristiche del legante
    Le principali caratteristiche del legante
    Le principali caratteristiche del legante
  • L’aspetto del manto dopo l’applicazione dell’MBSM
    L’aspetto del manto dopo l’applicazione dell’MBSM
    L’aspetto del manto dopo l’applicazione dell’MBSM

La MBSM consiste in un’applicazione in situ di bitume modificato e aggregati selezionati che avviene per mezzo di un macchinario appositamente studiato e realizzato nelle officine di CEA. Partendo dall’esperienza stradale su cui l’Impresa CEA e la Società Pavenco operano ormai da tempo, il Team di Progettisti ha sviluppato l’idea di riadattare i classici trattamenti multistrato per le pavimentazioni stradali all’ambito delle impermeabilizzazioni su paramenti inclinati dei bacini idraulici. Se la tecnologia in sé, quindi, non rappresenta una novità costruttiva, l’applicazione su superfici inclinate e pendii è una vera e propria innovazione, oggi tutelata da un brevetto depositato.

La tecnologia MBSM

MBSM è una membrana bituminosa strutturale realizzata in opera composta da bitume modificato e aggregati che vengono stesi a formare uno strato di copertura e impermeabilizzazione della superficie del paramento. L’azione impermeabilizzante è svolta dal legante bituminoso additivato con polimeri (del tipo stirene butadiene stirene SBS) che ne migliorano le caratteristiche reologiche potenziando elasticità, duttilità, potere coesivo e comportamento meccanico alle alte e basse temperature. Il bitume viene steso a temperature comprese tra 175 e 190 °C e, grazie alla sua natura modificata, aderisce alla superficie esistente formando un velo continuo. Gli aggregati, che sono applicati per caduta da una spandigraniglia automatica, aderiscono a loro volta al bitume ancora caldo per creare lo scheletro litico strutturale.

Il trattamento impermeabilizzante può essere applicato sullo strato da impermeabilizzare molteplici volte in base al grado di copertura e protezione che si intende raggiungere. Studi di laboratorio hanno dimostrato che la sovrapposizione di tre stratificazioni di MBSM sono equiparabili ad uno strato in conglomerato bituminoso da 3 cm dal punto di vista della resistenza alle azioni meccaniche di impatto. La composizione dell’MBSM viene di volta in volta studiata in laboratorio a seguito di una preventiva indagine sullo stato del paramento da risanare. Sulla scorta dello stato di degrado del paramento è possibile quindi variare la curva granulometrica, la natura petrografica degli aggregati e il quantitativo di bitume necessario per creare l’impermeabilizzazione. Un eccesso di bitume potrebbe comportare instabilità della miscela e il rischio di percolamento alle alte temperature mentre, un difetto dello stesso, sarebbe insufficiente a mantenere l’adesione con gli inerti. Il macchinario, che è in grado di muoversi autonomamente sul paramento inclinato, è costituito da un pianale a livellamento orizzontale automatico su cui sui trovano, oltre alla barra spruzzatrice e alla spandigraniglia, anche la tramoggia degli inerti e la cisterna riscaldata del bitume. La stesa di bitume caldo e lo spargimento degli aggregati avviene in modo simultaneo ed è gestita da una consolle di comando posta nella cabina di pilotaggio. Nella configurazione del prototipo realizzato, il macchinario è in grado di affrontare pendenze fino al 1:1,7.