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I sistemi  paramassi sono dei sistemi di protezione con lo scopo di intercettare ed arrestare il percorso dei blocchi rocciosi prima che questi possono danneggiare le strutture da proteggere.

L’opera di difesa deve avere delle caratteristiche geometriche e meccaniche tali da assorbire l’energia cinetica e di impatto dei blocchi stessi. Un esempio di classificazione di tali sistemi sulla base del potere di assorbimento dell’energia viene  riportata nell’immagine seguente.

 

 

 

 

Le barriere paramassi si possono classificare  in rigide o flessibili i secondi possono essere messe in opera con o senza sistema di controvento di monte.

I sistemi a limitata deformabilità “rigidi” sono progettati per arrestare il masso in spazi ridotti;

i sistemi ad elevata deformabilità “flessibili” vengono progettati per dissipare elevati quantitativi di energia attraverso un lavoro  sia in campo plastico che elastico.

Il corretto funzionamento di una barriera dipende in modo significativo dal dimensionamento dei componenti della struttura, i principali elementi sono:

le reti, costituiscono la struttura principale di intercettazione dei blocchi, che, deformandosi, dissipano l'energia cinetica dell'impatto.

Il valore dell'energia dissipato può essere calcolato dalla seguente relazione:

 

 

dove:

 

         

   

 

 

 

 

 

Dissipatori di energia, è un cappio di fune d'acciaio chiuso da un blocchetto di frizione. Quando il masso impatta contro la rete, il cappio tende a scorrere all'interno del blocchetto di frizione, dissipando per attrito una frazione dell'energia cinetica del masso impattante. Entrano in funzione quando quando la capacità di assorbimento della rete è esaurita. L'energia dispersa dai dissipatori si può calcolare con l'espressione di seguito:

 

 

dove:

 

I montanti, servono a mantenere dispiegate le reti, la loro funzione statica è indispensabile al funzionamento della barriera, può succedere che il masso impatta con uno dei puntoni che sostengono le reti, bisogna verificare la quantità di energia dissipata nell'urto e la necessità di predisporre eventuali ancoraggi.

L'energia cinetica dissipata è data da:

 

con

 

         

rappresenta la massima forza assorbita dal puntone in fase elastica;

 

 

 

 

La corrispondente massima deformazione dell'acciaio è data da:

Nell'ipotesi che la deformazione dei puntoni rimanga in fase elastica, l'energia cinetica assorbita dagli ancoraggi sarà data da:

 

 

dove:

è l'allungamento della fune relativa alla massima deformazione elastica del puntone;

 

 

 

 

Se  però viene presa in considerazione la massima deformazione che può essere assorbita dalle funi si ottiene:

rappresenta l'allungamento massimo sopportabile dalla fune d'acciaio;

 

 

 

 

 

 

 

 

Per verificare le capacità prestazionali delle barriere paramassi a rete  vengono condotti delle prove di impatto (crash test) la norma ETAG 027 classifica una barriera paramassi in otto diverse classi energetiche; per ciascuna di esse, sono previsti due diversi livelli energetici.

Il livello di energia di una barriera paramassi è definito come l'energia cinetica di un blocco omogeneo e regolare che impatta la rete della barriera considerata.

•Livello energetico SEL (Service Energy Level), la prova SEL indica la capacità della barriera di far fronte a eventi di caduta massi consecutivi in rapida successione.

La barriera a tale livello energetico deve arrestare completamente il blocco nel corso di due impatti successivi, devono essere garantiti durante la prova alcuni standard specifici che andremo  di seguito ad elencare.

La barriera paramassi supera il test per il SEL se rispetta le seguenti condizioni:

 

1° lancio SEL valido se

1.Il blocco viene fermato dalla barriera.

2.Non ci sono rotture nelle componenti di connessione (che restano collegati alle fondazioni) nei montanti e nelle funi. Per rottura s'intende la completa separazione della struttura in due parti distinte. L'apertura delle maglie della rete non può superare di due  volte la dimensione iniziale delle maglie.

3.L'altezza residua della barriera dopo il test (senza rimuovere il blocco) è maggiore o uguale al 70% dell'altezza nominale.

4.Il blocco non tocca terra fino a che la barriera non raggiunge l'allungamento massimo durante la prova.

 

2° lancio SEL valido se

1.Il blocco viene fermato dalla barriera.

2.Il blocco non tocca terra fino a che la barriera non raggiunge l'allungamento massimo durante la prova.

 

Non è consentito alcun intervento di manutenzione tra il primo e secondo lancio SEL. L'energia di impatto del livello SEL è pari ad un terzo di quella del livello MEL, di seguito descritto.

 

•Livello energetico MEL (Maximum Energy Level), massima energia di intercettazione garantita dalla barriera; occorre eseguire una prova di impatto nel corso del quale la barriera deve dare prova di arrestare il blocco e rispettare le seguenti condizioni:

 

1.Il blocco non tocca terra fino a che la barriera non raggiunge l'allungamento massimo durante il test.

2.L'altezza residua della barriera deve essere misurata e dichiarata secondo la seguente classificazione:

 

a.Categoria A: altezza residua ≥ 50% altezza nominale

b.Categoria B: 30% dell'altezza nominale < Altezza residua < 50 % altezza nominale

c.Categoria C: altezza residua ≤ 30% altezza nominale

 

3.L'allungamento massimo della barriera durante il test deve essere misurata e dichiarata.

4.Deve essere redatta una descrizione dettagliata dei danni riportati dalla bariera dopo l'impatto a prova conclusa.

 

Oltre alla classificazione in categorie in funzione dell'altezza residua misurata, le barriere paramassi sono classificati in funzione dei livelli di energia SEL e MEL che si riportano nella tabella seguente.

 

 

 

Nelle seguenti due figure si indicano gli standard a cui ci si è riferiti nel descrivere le prove previste dalla norma ETAG 027.

 

 

 

 

Azioni sulle fondazioni

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L'energia assorbita dai montanti, dagli elementi dissipatori e dal sistema di controvento genera degli sforzi al suolo che devono essere contrastati da opportuni sistemi di fondazione dei montanti e degli ancoraggi di monte e di valle. La norma ETAG 027 richiede che durante la prova la forza sollecitante sul sistema di fondazione deve essere misurata per tutto il periodo d'impatto, sarà possibile così redigere un documento che descrive l'andamento della forza sollecitante in funzione del tempo.

Gli strumenti di misura possono essere delle celle di carico che forniscono una serie di letture al secondo, ma il dimensionamento della fondazione viene effettuato oltre che in funzione dei carichi trasmessi anche in funzione delle proprietà geotecniche del sito, sarebbe opportuno cautelativamente riferirsi sempre alla configurazione peggiore.

 

 

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