Domare la forza dell’acqua
La Svizzera è povera di giacimenti, ma ricca di acqua. Questa preziosa risorsa è stata arginata, incanalata e sfruttata fin dal Medioevo. Quando i consumi di energia elettrica sono aumentati, si è compreso quale potesse essere il potenziale della forza idrica. Sono sorte così realizzazioni pionieristiche, tra cui la prima diga in cemento armato in Europa nel 1872 e la diga più alta del mondo nel 1924: 111 metri per il serbatoio della Wägital nel Canton Svitto. Da allora, le dighe di sbarramento sono diventate sempre più alte: 220 m nella Valle Verzasca (Ticino), 225 m sul Lago di Luzzone (Ticino) e addirittura 285 m per la Grande Dixence nel Canton Vallese, la diga a gravità più alta del mondo. Per fare un confronto, un campo di calcio è lungo circa 100 metri.
Sul Passo del Bernina non sono stati battuti record mondiali in altezza, in compenso sono state costruite a distanza di un anno (1910 e 1911) due dighe a gravità, in calcestruzzo e mattoni. La sezione trasversale di una diga a gravità è triangolare con un lato acqua quasi verticale. Il rapporto tra la larghezza della soletta e l’altezza è di circa due a tre. Tra il 1999 e il 2001 le due dighe sono state completamente rinnovate. La diga Sud ha un’altezza massima di 26 m e un piano di coronamento lungo 190 m. Il peso complessivo della diga è di circa 45.500 tonnellate. La diga Nord è più lunga: il coronamento, insieme al terrapieno, raggiunge una lunghezza di 210 m, ma è alta solo 13 m.
L’acqua accumulata nei serbatoi della Svizzera corrisponde a una riserva di energia di oltre otto miliardi di chilowattora. Un tesoro prezioso che si rinnova di anno in anno e di cui si può disporre liberamente. La Svizzera può così coprire un terzo dei consumi di elettricità nel semestre invernale con l’energia idroelettrica dei suoi serbatoi.
La forza dell’acqua
Ogni singolo metro cubo d’acqua del Lago Bianco genera 2.536 chilowattora di elettricità lungo il suo percorso attraverso le centrali di Palü, Cavaglia e Robbia. Le locomotive di ultima generazione della Ferrovia Retica richiedono 1.220 chilowattora di elettricità per tirare un treno a pieno carico da Tirano su per il Passo del Bernina. Se tutta l’acqua accumulabile nel Lago Bianco (livello di massimo invaso) venisse fatta scorrere attraverso le tre centrali, si produrrebbe una quantità di energia elettrica tale da far fare al Bernina Express il giro del mondo per 270 volte.
La sicurezza prima di tutto
La pressione esercitata dall’acqua su un metro quadrato di diga è di 134 kilopascal (kPa); nel punto più basso raggiunge addirittura 225 kPa. Equivale alla potenza di tiro di 35.800 cavalli, contemporaneamente! Oltre alla pressione dell’acqua, la diga deve resistere al proprio peso, a variazioni di temperatura, al rialzo della quota del massimo invaso, alla pressione del ghiaccio in inverno, al materiale galleggiante proveniente dagli afflussi e ai terremoti. Tutte le dighe di sbarramento in Svizzera sono sovradimensionate in modo tale da poter resistere a sollecitazioni molto maggiori rispetto a quelle prevedibili cui potrebbero essere esposte. Inoltre, sono sottoposte a costante monitoraggio elettronico, vengono controllate sul posto ogni mese da specialisti e ispezionate regolarmente da esperti federali.
Peso, contrafforti e arco
Una diga a gravità, come quella del Lago Bianco, resiste alla spinta dell’acqua grazie al proprio peso. Invece, le dighe ad arco, con la loro forma curva, scaricano le forze lateralmente nella roccia, ed è per questo che sono utilizzate tipicamente per chiudere valli strette e profonde. Nelle dighe a contrafforti, il peso dell’acqua viene scaricato al suolo attraverso una serie di muri verticali triangolari che sorreggono la parete: questo tipo di costruzione presuppone che le fondazioni siano molto stabili.
La costruzione della diga: Le diverse tappe dell’opera.
L’energia idroelettrica è prodotta dal sole
La produzione di energia idraulica, come la maggior parte delle fonti di energia rinnovabile (sole, vento e biomassa), trae la sua energia dal sole. Ogni anno, circa 400.000 chilometri cubi di acqua evaporano dagli oceani, un volume pari a quello necessario per riempire 160 miliardi di piscine olimpioniche. Tre quarti di essa torna immediatamente al mare sotto forma di pioggia e un quarto ritorna alle montagne come pioggia e neve. Di questa, la maggior parte evapora, così che circa 40.000 chilometri cubi, o il dieci per cento, rifluisce in mare attraverso i fiumi.