La diga sul fiume Carboj, detta anche del Lago Arancio o Diga Arancio, è una diga a doppia curvatura in calcestruzzo costruita in Sicilia nella provincia di Agrigento all'inizio degli anni 50. Lo scopo dell'impianto è irriguo e di produzione elettrica.

Vediamo quindi la descrizione dell'impianto come presentata nel settimo volume de "Le dighe di ritenuta degli impianti idroelettrici italiani" edito da Anidel nel 1953.

Dati caratteristici del serbatoio

Finalità

Irrigazione del comprensorio di Menfi, dell'estensione di 5 000 ettari, e produzione di energia elettrica nella centrale presso ponte Carboi; il serbatoio si inquadra in un piano di utilizzazione del Carboi e del limitrofo bacino del Belice, che estenderà la zona irrigata a 17 000 ettari, con produzione di energia in tre centrali idroelettriche.

Ubicazione

Il serbatoio si sviluppa per circa 2 km nella valle del Carboi nelle prossimità del comune di Sambuca di Sicilia (in provincia di Agrigento) fino alla località monte Arancio dove sorge la diga.

Dati principali

Livello di massimo invaso 179.00 m s. m.
Livello di massima piena 180.00 m s. m.

Capacità d'invaso:

• complessiva 35,5 m³ x 10⁶
• utile 32,8 m³ x 10⁶

Superficie del bacino imbrifero¹ sotteso 136 km²

Notizie geologiche

Serbatoio

La conca del serbatoio è costituita in prevalenza da sedimenti marnosi ed argillosi che danno sicuro affidamento di tenuta.

Sezione di sbarramento

Lo sbarramento è situato nella gola di erosione scavata dalle acque del Carboi ai piedi del monte Arancio; la massa rocciosa è formata da calcari grossolani del Miocene, tendenzialmente teneri ma con buone caratteristiche di resistenza (160 kg/cm²). Nella sponda sinistra la formazione calcarea si presenta omogenea; in quella destra invece, nella zona interessata dallo scarico di superficie, si passa gradualmente dal calcare miocenico al calcare marnoso bianco del Titonico. La spalla rocciosa in destra è di modesta potenza e presenta delle faglie, chiuse successivamente con iniezioni cementizie.

Sondaggi

Sono stati eseguiti numerosi sondaggi di diametro variabile da 65 mm a 100 mm ed anche 160 mm, alcuni pozzi sul fondo e quattro cunicoli sulle sponde, che hanno confermato le caratteristiche favorevoli della roccia in profondità.

Caratteristiche della diga

Tipo

A volta, a doppia curvatura, simmetrica rispetto al piano verticale, non tracimabile, impostata su un pulvino lungo i fianchi e su uno spesso tampone al fondo. Gli archi sono di spessore variabile sia dalla chiave all'imposta, sia secondo l'altezza.

Dati geometrici principali

Altezza del piano di coronamento (a q. 181,00) :

• sul punto più depresso del tampone 47,00 m
• sul piano dell'alveo naturale 42,00 m
• sulla sommità del tampone 35,30 m

Franco rispetto al piano di coronamento:

• sul livello di massimo invaso 2,00 m
• sul livello di massima piena 1,00 m

Sviluppo del coronamento 137,70 m
Corda in sommità 108,15 m

Raggio di curvatura planimetrica:

• all'estradosso 60,79 - 29,98 m
• all'intradosso 56,4 - 14,85 m

Spessore in chiave:

• in sommità 2,70 m
• alla base dell'arco q. 145,00 11,80 m
• alla base del tampone 18,00 m

Volume della diga (escluse le opere dello scarico di superficie) 32 000 m³

Struttura dell'opera

La diga è in calcestruzzo semplice dosato a 300 kg di cemento per m³: essa è impostata su un pulvino in calcestruzzo armato lungo i fianchi della valle e su uno spesso tampone che riempie il fondo della forra.

Tra la struttura a volta ed il pulvino corre un giunto perimetrale successivamente saldato con iniezioni di cemento; la tenuta è assicurata da un lamierino di rame annegato nel calcestruzzo a monte.

Estradosso ed intradosso sono archi di cerchio con centri contenuti nel piano verticale di simmetria e raggi variabili linearmente dalla sommità alla base. La struttura è suddivisa in 15 elementi da giunti radiali di costruzione ad interasse medio di circa 9 m. Tali giunti, costituiti da semplice ripresa del getto, sono stati sigillati a ritiro avvenuto con iniezioni di cemento. La tenuta è assicurata da un lamierino di rame a monte e un lamierino di ferro a valle, aventi anche funzione di contenimento del cemento iniettato. I paramenti a monte ed a valle sono in calcestruzzo di getto senza speciali rivestimenti.

La struttura è sprovvista di cunicoli di ispezione e di sistema drenante.

Verifica statica

La diga è stata calcolata per archi elastici orizzontali indipendenti, incastrati alle estremità e soggetti al carico idrostatico, alle variazioni termiche ed al ritiro. I fattori di sollecitazione assunti per la verifica sono:

Peso specifico dell'acqua 1,00 t/m³
Situazione termica più sfavorevole (inverno a serbatoio pieno) :

• paramento a monte +8 °C
• paramento a valle +6 °C

Temperatura di costruzione +15 °C
Ritiro di presa equivalente ad una diminuzione uniforme di 3 °C

I valori assunti sono da considerare severi, dato che la temperatura mensile minima della località non scende al disotto di + 10°C. Gli sforzi massimi totali di compressione, a serbatoio pieno, sono risultati i seguenti:

in chiave:

• all'estradosso 20,3 kg/cm²
• all'intradosso 7,3 kg/cm²

all'imposta:

• all'estradosso 2,7 kg/cm²
• all'intradosso 25,7 kg/cm²

Non si verificano sforzi di trazione.

Opere di scarico

Sono stati predisposti uno scarico di superficie, uno scarico di fondo ed uno di esaurimento.

Scarico di superficie

È ubicato in sponda destra in prosecuzione della spalla della diga ed in direzione tangenziale all'arco di coronamento. Esso consiste in un manufatto in calcestruzzo con soglia a q. 177,50, munito di tre luci intercettate da paratoie a ventola delle dimensioni di m 9,60 x 1,50. Il contrappeso delle ventole è allogato entro il corpo del manufatto stesso.² Le acque di scarico vengono convogliate a valle da uno scivolo di larghezza costante di circa 30 m e lunghezza di una cinquantina di metri, provvisto al termine di una vasca di smorzamento a q. 140,00. ³

Scarico di fondo

È costituito da una galleria del diametro di 2 m con imbocco sagomato a pipa, munito di griglia in calcestruzzo armato con soglia a q. 148,42. La galleria sottopassa le fondazioni della diga in sponda sinistra ed è intercettata, a circa 86 m dall'imbocco, da due paratoie piane in serie della luce di m 1,20 x 1,50 comandabili a mezzo di impianto oleodinamico centralizzato e di una turbinetta di emergenza. ⁴ La galleria è stata utilizzata per la deviazione delle acque durante la costruzione della diga e, per evitare durante l'esereizio l'interrimento dell'imbocco, la soglia risulta sopraelevata di 8 m rispetto all'alveo del torrente.

Scarico di esaurimento

Consiste in una tubazione metallica del diametro di m 0,75 che attraversa il tampone di fondazione, con imbocco svasato, con soglia a q. 141,50, protetto da una griglia; la tubazione è intercettata a valle da una valvola a fuso tipo Johnson manovrabile a mano da apposita cabina addossata al paramento della diga.⁵

Portata delle opere di scarico

Totale 288 m³/s
Per km² di bacino 2,12 m³/s

Notizie sulla costruzione

Opere di deviazione

La deviazione del Carboi è stata ottenuta con una diga a volta alta 10 m e con la galleria che successivamente è stata utilizzata per lo scarico di fondo.

Calcestruzzo

Gli inerti sono stati ottenuti da frantumazione di pietrame calcareo del Lias medio estratto da una cava aperta a valle della diga. La composizione granulometrica si accostava a quella indicata da Bolomey per materiale di frantumazione e consistenza plastica.

È stato usato cemento pozzolanico con resistenza della malta normale a 28 giorni di stagionatura di 580 kg/cm².

Le prove di resistenza hanno fornito, a 28 giorni di stagionatura, valori medi dell'ordine di 350 kg/cm².

Installazioni di cantiere

La cava degli inerti è stata aperta frontalmente e tutto il materiale veniva sollevato con un piano inclinato a va e vieni fino all'impianto di frantumazione. Questo impianto, del tipo a cascata, era situato nelle adiacenze dell'impianto di confezionamento del calcestruzzo, poco a monte della diga.

Il cemento arrivava in cantiere su automezzi lungo la strada di accesso in sponda destra.

L'impianto di confezionamento del calcestruzzo, in sponda sinistra, era a cascata; il calcestruzzo, caricato su benne della capacità di 2 m³ veniva trasportato a mezzo di locomotori elettrici fino a due derricks a vento, con colonna da 70 m e braccio di 60 m che provvedevano alla distribuzione in opera.

Il getto in diga è stato eseguito per conci verticali di circa 9 m opportunamente sfalsati; il calcestruzzo veniva vibrato a mezzo di vibratori elettrici.

La capacità dei casseri e tutto il complesso erano dimensionati per il getto di 250 m³ di calcestruzzo al giorno; tale produzione è stata in realtà superata.

Lavori di impermeabilizzazione

Un fitto schermo di iniezioni è stato realizzato lungo la roccia di fondazione e di imposta con fori verticali lunghi una quarantina di metri, intervallati di m 2,50, e intersecati da un'altra serie di fori inclinati a 45°, ad interasse di m 2,80 e di lunghezza variabile da 35 a 40 m; tale schermo si sviluppa lungo lo scavo di fondazione della diga ad una distanza di circa 2 m dal paramento a monte.

Ogni iniezione veniva effettuata in sezione di circa 5 m di foro ed iniziata con boiacca di cemento dosata in peso con rapporto acqua-cemento uguale a 0,1; tale rapporto veniva variato gradualmente fino ad arrivare, nei casi di perdite, anche a 0,5.

Complessivamente sono stati eseguiti 8 760 ml di foro; la pressione massima raggiunta è stata di kg 40 a rifiuto e l'assorbimento medio è risultato di circa 80 kg per ml di foro per le iniezioni dei fori verticali, e di circa 30 kg per ml di foro per quelli inclinati.

Il consolidamento della roccia di fondazione e la saldatura tra roccia e calcestruzzo sono stati ottenuti con iniezioni spinte nella roccia ad una profondità media di 5 m per un totale di 2 200 ml e con un assorbimento di 1 200 q.li, pari a circa 0,55 q.li per ml di foro. I giunti verticali della diga sono stati iniettati su tutta la loro altezza alla fine del l'inverno 1950-51. In totale l'assorbimento di cemento è stato di 9000 q.li circa.

Osservazioni sistematiche e saltuarie

Permeazioni

In corrispondenza di una faglia della sponda destra si è misurata al primo invaso una modesta perdita dell'ordine di 0,5 l/s.

Assestamenti, spostamenti e deformazioni:

Gli assestamenti, gli spostamenti e le deformazioni della diga e della roccia vengono determinati come segue:

a) gli assestamenti e gli spostamenti della roccia e della diga mediante una rete di triangolazione e livellazione a postazioni fisse;
b) gli spostamenti di tre punti singolari del coronamento mediante collimazione riferita a mire fisse sulle sponde.

I risultati delle osservazioni sono in corso di elaborazione.⁷

Notizie sull'esercizio

L'invaso, iniziato nel gennaio del 1953, alla fine del mese di marzo aveva raggiunto la quota di 168,70 con un battente di 29 m circa sull'alveo corrispondente ad un invaso di 12 000 000 m³

Personalia

Progetto e direzione generale della costruzione: Prof. Ing. Felice Contessini e Dott. Ing. Pietro Vecellio.
Direzione locale dei lavori: Dott. Ing. Filippo Pasquini, Direttore dei Servizi di Ingegneria dell'E.R.A.s.
Costruzione: Impresa Umberto Girola, Milano.
Fornitori: Officine Tosi, Milano, per le opere metalliche; Calcicementi, Segni, per il cemento.

Bibliografia

Le dighe di ritenuta degli impianti idroelettrici italiani

Commissione ANIDEL per lo studio dei problemi inerenti alle dighe (a cura di). (1953). Le dighe di ritenuta degli impianti idroelettrici italiani. Milano. Associazione nazionale imprese distributrici di energia elettrica

Studio Sintetico di Fattibilità. Interventi di manutenzione straodianaria alle apparecchiature elettromeccaniche della diga Arancio nel territorio di Sambica di Sicilia (AG)

Dipartimento regionale dell'acqua e dei rifiuti. Assessorato regionale dell'energia e dei servizi di pubblica utilità. Regione Siciliana. (2020). Studio Sintetico di Fattibilità. Interventi di manutenzione straodianaria alle apparecchiature elettromeccaniche della diga Arancio nel territorio di Sambica di Sicilia (AG).