Le conche di navigazione

 

L’INVENZIONE DELLA CONCA

EMPIO MALARA (**)

La Conca della Fabbrica o di Viarenna, si trova in Miamo in via Conca del Naviglio. Era stala costruita dagli ingegneri Cristoforo Lombardo e Vincenzo Seregni della Veneranda Fabbrica del Duomo nel 1556/1558. La Conca della Fabbrica o di Viarenna sostituiva la sua anteriore, che si trovava adiacente al laghetto di S. Eustorgio, ed era stata costruita nel 1438 dagli ingegneri Aristotele Fioravanti e Filippo da Modeno, anch’essi della Fabbrica del Duomo. Demolita nel 1555, per far posto ai bastioni spagnoli ( 1548/1566), della prima Conca restano le seguenti testimonianze: Tassilo ligneo della sua base, recentemente ritrovato in Darsena; le lapidi quattrocentesche nell’edicola attestata alla Conca del Cinquecento; il rilievo di Leonardo da Vinci contenuto nel Codice Atlantico. La Conca della Fabbrica funzionava come un ascensore di barche, aveva il compito di far salire (o scendere) di quota le navi dal laghetto al Naviglio. Prevalentemente cariche dei blocchi di pietra estratti dalle cave di Candoglia, le navi giunte alla conca salivano dalla quota del laghetto di S. Eustorgio, fino al ramo di collegamento con i fossato di Milano e da li al laghetto di S. Stetano, prossimo alla Fabbrica del Duomo, coperto nel 1857. Due anni dopo lo copertura della Cerchia dei Navigli (1929/1930). La Conca della Fabbrica è rimasta dal 1934, isolata sia dalla Darsena che dalla Cerchia dei Navigli. Nel 2010 insieme alla Fondazione Banco del Monte di Lombardia, ed A2A SFA e ad altri soggetti. L’Associazione Amici dei Navigli ha donato al Comune di Milano i progetto preliminare per riconnettere la Conca detta “Fabbrica” alla Darsena o riaprire il bacino antistante per realizzare, all’interno dei bastioni, un porticciolo turistico e didattico a sevizio della città. Il progetto è stato approvato da tutti gli enti interessali ed è ora incluso tra le opere da finanziare nel piano triennale del Comune di Milano 2014/2016 ed è tra le opere prioritarie dello studio di fattibilità per la riapertura dei Navigli. La conca dell’Incoronata o delle Gabelle si trova in fondo alla via S. Marco ed è stata realizzata, insieme al ponte in ceppo d’Adda, negli anni 90′ del Quattrocento, quando venne introdotta nella cerchia dei Navigli l’acqua proveniente dal fiume Adda mediante il Naviglio della Martesana. I portoni ad angolo della Conca delle Gabelle hanno lo sportello inferiore, un perfezionamento suggerito da Leonardo da vinci nel Codice Atlantico. Dopo la copertura del Naviglio della Martesana nel tratto da piazza S. Marco al ponte di porta Nuova, la Conca è rimasta isolata e abbandonata. Recentemente è iniziata la manutenzione e il restauro del manufatto. Il progetto di ritorno dell’acqua è uno dei progetti prioritari della Studio di fattibilità ed è anch’esso compreso tra i progetti da finanziare nel piano triennale del Comune di Milano 2014/2016.

39 furono in totale le conche costruite sui Navigli milanesi:

0 Naviglio Grande

1  Naviglio Martesana

5 Fossa interna

7 Naviglio di Paderno

12 Naviglio di Bereguardo

14 Naviglio Pavese

(**) Presidente Associazione Amici dei Navigli/Istituto per i Navigli

Enciclopedia Italiana

 CONCA

Enciclopedia Italiana (1931)

di Guido Ferro

CONCA. – navigazione (fr. écluse à sas; sp. esclusa de navigación; ted. Schiffschleuse; ingl. lock). – Le conche di navigazione, o sostegni a conca, sono manufatti di varia struttura che si costruiscono lungo i canali e i fiumi navigabili, per dar modo ai natanti di superare gli eventuali dislivelli esistenti fra due tronchi contigui di un’idrovia. Nelle loro parti essenziali (fig. 1), le conche consistono di solito in una vasca (camerabacinocratere) col fondo (platea) a quota eguale o leggermente inferiore a quella dell’alveo della livelletta a valle e delimitata ai lati da due pareti in muratura (muri di fiancata) e alle testate da due altre pareti di legno o metalliche (porte), rese opportunamente mobili per il passaggio dei natanti. Nell’interno del bacino, di dimensioni tali da contenere uno o più battelli, il livello liquido può variare, con la manovra di convenienti organi di chiusura, fra due valori estremi corrispondenti ai livelli liquidi nei due tratti di canale a valle e a monte. Oltre alle precedenti, sono parti integranti di una conca:

  1. a) due muri di testata a monte(muri di difesa) e due muri di testata a valle(muri di fuga), costituenti il prolungamento rispettivamente a monte e a valle dei muri di fiancata;
  2. b) le camere delle porte a monte(portine) e delle porte a valle(portoni), con la soglia per l’appoggio delle porte in posizione di chiusura e le nicchie per il loro ricovero in posizione di apertura;
  3. c)il muro di caduta H, ovvero muro di sostegno delle terre in corrispondenza al punto in cui esiste il dislivello.

L’invenzione della conca si attribuisce a Filippo degli Organi e a Fioravante di Bologna, i quali, nel ducato di Milano, sotto il dominio di Filippo Maria Visconti, ricorsero ad una conca (1438-1439) per superare un dislivello di tre metri a Viarenno, presso Milano, nel canale che immette nel Ticino facilitando così l’arrivo a Milano dei blocchi di granito tratti dalle cave del Lago Maggiore e destinati alla costruzione del duomo di quella città. Poco più tardi (1468) si occupò notevolmente delle conche anche Leonardo da Vinci e l’uso andò estendendosi dappertutto: fra le prime conche è certamente anche quella di Stra (1481) sul Naviglio da Padova a Venezia, costruita per opera dei fratelli Dionisio e Pietro D0menico da Viterbo. Da allora gli sviluppi e le applicazioni furono numerosissime, né si limitarono strettamente ai canali navigabili.

Esistono conche fluviali e conche portuali: le prime si affiancano agli sbarramenti impiegati nella canalizzazione dei fiumi e si usano quandi gli stati liquidi del corso d’acqua non consentono l’utilizzazione del passo navigabile; le seconde sono usate nei porti aperti su mari a grande sviluppo di marea per mantenere costante il livello liquido dei bacini interni e consentire insieme che vi accedano i natanti, qualunque sia lo stadio della marea.

Le dimensioni delle conche variano con quelle dei battelli massimi che transitano per l’idrovia. Così la lunghezza utile L di una conca (cioè la distanza fra la parete interna del muro di caduta e l’estremità a monte della camera dei portoni) e la larghezza utile passo l (cioè la minima larghezza della conca in corrispondenza alle camere delle porte) si determinano in base alla lunghezza e larghezza massima dei natanti aumentate di un congruo franco.

Nel campo marittimo le maggiori conche sono quelle di Gatun, sul canale di Panama, di m. 305 × 33,50 × 12.20. Nelle idrovie interne esistono pure conche lunghe m. 200 ÷ 260 e capaci di contenere interi convogli di natanti di 600 ÷ 1000 tonnellate.

Le più recenti e notevoli conche per natanti da 300 tonnellate costruite in Italia sono quelle di Noventa Padovana (idrovia Padova-Venezia), Battaglia (idrovia Padova-Brondolo), Po di Goro e Po di Gnocca, Oriago (raccordo fluviale dal Naviglio di Brenta al Porto di Marghera); per natanti da 600 tonnellate sono le conche di Brondolo (idrovia Venezia-Po), di Governolo (Mantova); per convogli di natanti da 600 tonnellate sono le conche di Cavanella d’Adige (in sinistra e in destra del fiume) e Cava nella Po (idrovia Venezia-Po), di Pontelagoscuro (Ferrara) allo sbocco del canale Boicelli nel Po.

FunzionamentoConsumo d’acqua. – L’enunciazione delle varie parti di cui si compone una conca dà già di per sé l’idea del suo funzionamento: quando, ad es., un natante debba scendere dal tronco a monte a quello a valle, dopo aver eseguito il riempimento della conca a mezzo degli acquedotti (v. in seguito) aprendo le valvole a monte, vengono aperte le portine quando il livello interno sia eguale o poco inferiore al livello esterno a monte, perché il natante possa entrare nel bacino; chiuse quindi le portine e scaricata l’acqua della conca fino ad eguagliare il livello interno a quello del tronco a valle, vengono aperti i portoni, così che il natante può transitare liberamente nel tronco inferiore. Il complesso delle accennate operazioni costituisce la manovra della concata (fig. 2), che richiede evidentemente un certo consumo d’acqua, cioè un deflusso d’acqua dal tronco superiore all’inferiore. Precisamente, se con si indica il volume della conca (cioè si pone = L•l•h, essendo h il salto dislivello) e con lo spostamentodel natante, il consumo d’acqua nella concata sarà V − v per un battello discendente e + v per un battello ascendente. Con tali elementi, in base al numero dei natanti che transitano in una giornata e alla possibilità che i loro incroci avvengano alle conche o lungo le livellette, si computa la quantità d’acqua giornaliera da somministrarsi al canale per il consumo delle concate.

Struttura. – Il corpo delle conche ha di solito struttura muraria: muratura di mattoni, calcestruzzo ordinario o, quasi generalmente nelle nuove costruzioni, cemento armato. In quest’ultimo caso le fiancate sono conformate come gli ordinarî muri di sostegno con soletta verticale e costoloni di rinforzo, disposti a distanza di circa m. 3 uno dall’altro; la platea è costituita da un solettone, che si prolunga sotto le fiancate, formandone il piede e mantenendovisi solidale. Talvolta, specie per conche di grandi dimensioni, le fiancate possono tenersi indipendenti dalla platea, allo scopo di evitare travenazioni nel caso di cedimenti non uniformi nella massa muraria. Ad evitare danni per urti dei natanti contro le pareti della conca, queste sono spesso rivestite di mattoni con paraste di graniglia in corrispondenza ai costoloni; ovvero sono munite di paracolpi, travi verticali di quercia sostenute da mensole.

Assai razionale è la conca di Pontelagoscuro (fig. 3), con fondazione in calcestruzzo semiarmato per la platea e la parte inferiore comprendente gli acquedotti, fino alla quota di magra del Po, e, per la rimanente altezza, con soletta verticale e costoloni di cemento armato.

Eccezionalmente, quando vi sia abbondanza d’acqua a disposizione, le opere murarie vengono limitate ai muri di testata a monte e a valle e il bacino della conca viene conformato con pareti in terra, a scarpate più o meno ripide, e provviste di opportuni rivestimenti; tale è ad es. la conca di Governolo di Mantova (fig. 4).

Calcolo del corpo delle conche. – Per il calcolo del corpo delle conche valgono le norme comuni della scienza delle costruzioni: assai spesso esso viene condotto graficamente prendendo in esame la sezione corrente della conca (per la simmetria basta considerare metà sezione). Le forze che la sollecitano sono: apeso proprio delle murature, di intensità eguale al prodotto del volume per il peso specifico (circa 2400 kg. al mc.) ed applicato al baricentro della sezione con direzione verticale verso il basso; bsovraccarico eventuale esistente sui terrapieni, che viene trasformato, agli effetti del calcolo, in uno strato di terreno sovrincombente, di altezza K/d essendo il sovraccarico in tonnellate per mq. e il peso specifico della terra in tonnellate per mc. (circa 1,6); cspinta del terreno, da determinarsi in funzione del peso specifico e del grado di coesione (misurato dall’angolo di attrito delle terre) secondo uno dei varî procedimenti analitici o grafici al riguardo (v. spinta); dazione delle acque, cioè: 1. pressione dell’acqua contenuta nella conca contro le fiancate, da determinarsi in funzione del peso specifico dell’acqua e della sua altezza (v. idrostatica); 2. peso dell’acqua sulla platea; 3. azione delle acque freatiche, da determinarsi con considerazioni analoghe a quelle di cui al numero 1 e da aggiungersi all’azione della spinta del terreno; 4. sottospinta delle acque interne contro la superficie inferiore della platea diretta in senso verticale verso l’alto e d’intensità variabile a seconda della natura del terreno e del livello delle acque freatiche; ereazione del terreno, il cui valore totale viene determinato, mediante la seconda equazione della statica (Σ = 0), in base ai valori delle proiezioni verticali delle forze sopra indicate e deve, in ogni caso e in ogni fase della costruzione, risultare positivo. La determinazione del punto di applicazione e della direzione di questa forza, e cioè della legge di distribuzione della reazione del terreno, costituisce il problema più difficile che s’incontra nel calcolo delle conche, che va risolto caso per caso e dipende dalla natura e qualità del terreno, dal tipo dell’opera che si vuol costruire, dal modo di costruzione e, in cospicua misura, dai particolari procedimenti costruttivi che si adottano. Assai diffuso è l’uso di palificate generali sotto la platea, con l’impiego di pali in cemento armato, al duplice scopo di scaricare il peso del manufatto su un miglior banco di fondazione e di costipare il terreno per chiamarlo a una maggiore resistenza. Inoltre, alle estremità della conca si dispongono delle paratie con palancole di cemento armato, spinte fino agli strati impermeabili, quando la natura del terreno possa far temere travenazioni pericolose da monte a valle.

Componendo le forze sopra enunciate, si determina per ogni singolo concio ideale, in cui si può scomporre la sezione, la risultante e quindi la curva delle pressioni per la mezza conca secondo le norme della statica, per la stabilità è necessario che la curva delle pressioni sia contenuta nel terzo medio (se si vuole che in nessun punto si manifestino sforzi di trazione), che formi con le normali ai singoli giunti un angolo minore dell’angolo di attrito delle murature e che dia luogo nei punti più cimentati a una sollecitazione minore o, al più, eguale al carico di sicurezza del materiale impiegato. Tale sollecitazione viene determinata, in funzione della curva delle pressioni e del poligono delle forze, ed a seconda che il centro di pressione sia esterno o interno al terzo medio, mediante la

dove è = componente normale al giunto della pressione P= larghezza della sezione considerata, cioè lunghezza del giunto; = distanza del centro di pressione dallo spigolo più compresso; α = angolo d’inclinazione sull’orizzontale del paramento più compresso del muro.

Il calcolo analitico della stabilità di una conca si può effettuare in base alle tre equazioni fondamentali della statica

che eguagliano a zero la somma delle componenti orizzontali e verticali, e dei momenti delle varie forze rispetto a un punto qualsiasi.

Mentre con la seconda si determina il valore della reazione del terreno, dalla prima e dalla terza si può dedurre il valore della reazione che una mezza conca esercita sull’altra nella sezione di mezzaria ed il momento relativo e successivamente quindi l’intensità, la direzione e il punto di applicazione della risultante di tutte le forze esterne cui è soggetta la conca per ognuno degli accennati conci ideali. Tali norme valgono evidentemente tanto per le strutture massicce di calcestruzzo o di muratura, quanto anche per le strutture di cemento armato, per le quali le aree del calcestruzzo e del ferro vengono calcolate con le ordinarie espressioni; giova solo avvertire che, nei tipi ordinarî con soletta di base e contrafforti, il peso del terreno agisce in parte a favore della stabilità.

Acquedotti. – La comunicazione fra l’interno della conca e le due livellette contigue, per il riempimento ed il vuotamento del bacino, è attuata di solito, nelle vecchie opere, con aperture praticate nelle porte e comandate da uscioli o da ventole; nei manufatti moderni, a mezzo di cunicoli (acquedotti), disposti nei muri di testata a tergo della camera delle porte ovvero nella platea o alla base delle fiancate e comunicanti con l’interno del bacino attraverso alcuni vani distribuiti a conveniente distanza su tutta la lunghezza della conca. I più diffusi sono gli acquedotti longitudinali alla base delle fiancate, vantaggiosi perché l’acqua defluisce ognora con il massimo carico possibile, è escluso il pericolo di eventuali ostruzioni a causa di depositi ed interrimenti e sono quasi interamente evitate pericolose oscillazioni del natante durante il riempimento.

L’area degli acquedotti viene determinata con le espressioni analitiche della foronomia a livello variabile, in funzione delle dimensioni della conca (lunghezza L, larghezza l e salto h) e del tempo di riempimento fissato per la concata, il quale a sua volta viene stabilito in base al traffico previsto nell’idrovia; così è

ove μ è il comune efficiente di deflusso per le bocche a battente (v. Foromania) e l’accelerazione della gravità.

Il deflusso dell’acqua negli acquedotti viene comandato da argani di chiusura diversi, che vanno dalle semplici, comuni paratoie piane alle paratoie mobili di vario tipo (a settore od altro), e infine a valvole coniche cilindriche. Queste ultime (fig. 5) offrono il vantaggio di opporre al loro movimento la sola resistenza del peso proprio e dell’attrito sulle pareti (le pressioni dell’acqua si equilibrano) e di richiedere un’escursione molto piccola, eguale a una metà del raggio, perché la sessione periferica di efflusso sia eguale alla sezione del pozzo in cui sono installate, per l’identità

Le valvole cilindriche basse, ideate dal Moraillon nel 1884 (fig. 6), sono oggidì le più usate.

Porte. – Le porte costituiscono, assieme alle valvole, gli organi mobili delle conche e sono formate di un’ossatura (o scheletro intelaiatura), le cui dimensioni vengono commisurate agli sforzi sollecitanti, e di una fodera (o rivestimento copertura) destinata ad assicurare la perfetta tenuta d’acqua (fig. 7). L’ossatura consta di un telaio (o quadro), formato dalle quattro travi che delimitano il rettangolo della porta, e di travi intermedie, dette traverse ritti(a seconda della loro disposizione in senso orizzontale o verticale), rinforzate talora, nelle porte di maggiori dimensioni, da altre membrature disposte diagonalmente o a croce di S. Andrea. Circa il materiale impiegato, il numero e la disposizione dei battenti e la natura del movimento esistono porte in legno, in ferro o miste (con ossatura in ferro e fodera in legno); porte a uno o a due battenti; porte girevoli intorno ad un asse orizzontalegirevoli intorno ad un asse verticalea ventaglioscorrevolisollevabilia pontone girevolea pontone galleggiante (battelloporta). Le più diffuse sono le porte a due battenti a mutuo appoggio, nelle quali il telaio di ciascun battente si appoggia da un lato sul ritto cardinale (fissato per mezzo di cardini alla muratura e quindi costituente l’asse di rotazione) e dall’altro sul ritto battente, in corrispondenza al ritto battente dell’altra imposta, mentre il lato orizzontale inferiore dei due battenti appoggia sulla soglia, cioè su un risalto della platea, munito di guarnizione in legno per una migliore tenuta. Il ritto battente e il ritto cardinale sono pure provvisti di guarnizioni in legno, anche se la porta è in ferro; nel ritto cardinale poi l’asse di rotazione è spesso tenuto eccentrico rispetto all’asse del ritto conformato a sezione semicircolare, allo scopo di ottenere una perfetta aderenza solo quando la porta è chiusa ed evitare contemporaneamente un attrito troppo forte durante le manovre. Il valore generalmente assegnato all’angolo α compreso fra l’asse del battente in posizione di chiusura e la perpendicolare all’asse della conca è di 22° 30′, per conciliare le opposte esigenze di rendere minimo il costo della porta (α = 0°) e di rendere minima la spinta trasmessa dal battente al muro di testata e quindi il costo dell’opera muraria (α = 45°).

L’attacco delle porte alle murature può effettuarsi principalmente in due modi: o a mezzo di pernoralla collare o con una piastra superiore di sospensione. Nel primo caso il ritto cardinale si prolunga superiormente ed inferiormente nei pernî e la ralla è fissata alla platea, ovvero, più convenientemente, il ritto termina inferiormente con la ralla ed il pernio è fissato con una piastra alla platea, così da evitare depositi sulla ralla e da distribuire su più larga base il peso della porta. Nel secondo caso tutto il peso della porta viene sostenuto da una piastra superiore solidamente infissa alla muratura e provvista di cuscinetti a sfere, mentre una serie di reggispinta, inseriti uno sotto l’altro fra il ritto cardinale del portone e la cavità della muratura, è destinata ad opporsi alla spinta trasmessa nel senso longitudinale della sezione orizzontale della porta.

Quando la prevalenza possa invertirsi (o per l’influenza della marea nei tronchi fluviali prossimi alla foce, o per le variazioni di livello liquido nei fiumi, allo sbocco in questi di canali navigabili) è d’uopo ricorrere a un doppio ordine di porte con le cuspidi opposte o a porte reversibili, provvedendo la platea di doppia soglia. La reversibilità delle porte è stata, ad esempio, raggiunta nella conca di Brondolo, costruendo identici i montanti dei due ritti battente e cardinale e prolungandoli in sommità con un cilindro cavo che attraversa il piastrone di sostegno e alla cui superficie esterna è avvitato un manicotto, terminato superiormente da una flangia che costituisce il collare di appoggio della porta sul piastrone stesso: per la cavità interna del cilindro passa, pure ad esso avvitata, un’asta che sorregge il pernio inferiore di guida della porta.

Con due manovre di svitatura si libera dal pernio di base uno dei due montanti, fissando l’altro; si esegue così la rotazione intorno a uno o all’altro dei montanti; occorre un perfetto parallelismo dei montanti e quindi una grande rigidità nella struttura.

Calcolo delle porte. – Per il calcolo delle varie membrature delle porte si applicano le convenienti formule della meccanica applicata.

Le traverse orizzontali sono travi appoggiate agli estremi e soggette ad una pressione assiale e ad un momento flettente; i ritti sono soggetti ad una pressione idrostatica complessiva

(essendo l’interspazio, il franco delle sommità sul livello delle acque e l’altezza totale), il cui momento massimo è

rivestimenti infine vengono calcolati come piastre fissate sul loro perimetro ovvero, in via approssimata, il loro spessore in cm. può essere fissato (Landsberg) mediante la

in cui è la profondità dell’orlo superiore sotto il livello liquido ed le dimensioni rispettivamente orizzontale e verticale della lamiera, espresse tutte in centimetri.

Per la stabilità dell’intera struttura nel suo complesso e in relazione all’ufficio commessole è necessario considerare: a) il peso proprio della porta; b) la pressione dell’acqua sulle due facce opposte, conforme la legge dell’idrostatica; c) la spinta dal basso all’alto dovuta alla pressione dell’acqua contro la faccia inferiore della porta; d) le reazioni degli appoggi separatamente a porte chiuse e a porte aperte.

L’equilibrio della struttura durante la manovra viene studiato considerando, insieme con le forze precedenti, quelle che determinano il movimento e devono vincere gli attriti attorno all’asse di rotazione, l’inerzia delle porte, la resistenza dell’acqua e la pressione dovuta alla differenza fra i livelli liquidi a contatto con le due facce, quando (come sempre avviene) la manovra venga iniziata qualche tempo prima che sia raggiunta la perfetta eguaglianza dei livelli.

Manovra degli organi mobili. – Nelle vecchie conche e spesso anche in quelle recenti, ma di piccole dimensioni e di scarsa importanza, la manovra degli organi mobili (porte, valvole, paratoie degli acquedotti, ecc.) si eseguisce a mano con l’aiuto di apparecchi primitivi, come leve, aste ad uncino, catene o simili. Nei manufatti moderni la manovra è fatta con varî impianti meccanici: aste a cremagliera, settori dentati, quadranti a cremagliera.

Un dispositivo molto razionale, ma piuttosto complesso e costoso e perciò adatto solo a grandi manufatti, è quello impiegato per la prima volta nelle conche del canale di Panama e costituito schematicamente di una biella elasticaarticolata, ad un’estremità, alla traversa superiore della porta, e all’altra ad un giunto solidale con una ruota dentata di grande diametro mobile attorno al suo asse; la giunzione è fatta in modo che l’asse longitudinale orizzontale della biella incontri l’asse verticale della ruota tanto a porta chiusa quanto a porta aperta e sia inoltre perpendicolare al piano della porta aperta. L’elasticità della biella ha lo scopo di evitare urti pericolosi a fine corsa o per improvvisi arresti e di far appoggiare la porta sotto la pressione dell’acqua su tutto il contorno senza sollecitare la biella stessa; essa è ottenuta a mezzo di due molle collocate nell’interno di un cilindro munito di pistone e funzionanti l’una in caso di compressione, l’altra in caso di distensione della biella stessa. Infine un eccentrico, manovrabile dalla passerella stabilita sulla sommità della porta e collegato ad una delle teste della biella, consente che questa possa liberamente variare la propria lunghezza senza alterare la tensione delle molle a causa di sforzi secondarî; inoltre la dentatura della ruota è soppressa per un certo tratto ad evitare che la biella urti contro le murature, oltrepassando la posizione di completa apertura.

La natura dell’energia motrice impiegata per la manovra degli organi mobili delle conche è varia a seconda delle possibilità locali e delle epoche di costruzione dei manufatti. Così alle manovre a mano è succeduto più tardi l’impiego dell’acqua in pressione e del vapore, facendo agire l’una o l’altro su pistoni variamente conformati e collegati con bielle, ruote o leve alla traversa superiore della porta (ad es. il comando idraulico Nyholm nella conca di Hemelingen, presso Brema). L’aria compressa venne usata nel dispositivo Hotopp, applicato alle conche del canale dall’Elba alla Trave e nel dispositivo Lunghini, applicato alla conca di Battaglia (Padova). Questo impiega l’aria compressa (a conca piena per la manovra delle portine) o rarefatta (a conca vuota, per la manovra dei portoni) che si raccoglie in una camera di calma, situata sotto il muro di caduta: esso si presta bene nelle conche a forte salto (m. 7,40 a Battaglia) ed è vantaggioso per la completa abolizione di rotismi ed ingranaggi nella trasmissione del movimento. Molto più usati dei precedenti sono però oggi gli apparecchi elettrici, sia del tipo elettroidrodinamici, sia del tipo elettromeccanici. Fra i primi sono quelli con servomotore a olio, usati ad esempio nelle conche dell’idrovia Brondolo-Po, costituiti essenzialmente di motori elettrici direttamente accoppiati a elettropompe per la compressione dell’olio contenuto nei serbatoi, il quale con tubazioni viene trasmesso a un servomotore a farfalla per la manovra delle porte o a un servomotore a pistone per la manovra delle valvole cilindriche (fig. 8). Gli apparecchi del tipo elettromeccanico escludono l’azione intermedia dell’olio compresso: tali, ad es., quelli della conca di Pontelagoscuro (Stabilimento tecnico triestino), costituiti per ogni gruppo di valvole e porte di motori elettrici in parallelo accoppiati a distributore a ingranaggio in olio per la trasmissione del movimento, con giunti a frizione, azionati da elettromagneti, per l’innesto automatico a distanza.

Conche di tipo speciale. – Conche di tipo speciale sono:

  1. a) leconche con bacini di risparmio, che consentono di diminuire il consumo d’acqua della concata raccogliendone parte in bacini disposti a lato della conca e riprendendola per la successiva manovra (fig. 9). Disponendo dibacini collocati a quote opportune, ed essendo il rapporto fra l’area delle sezioni orizzontali del bacino e della conca, può ottenersi un risparmio d’acqua uguale a

cioè per = 0,5 ÷ 2 ed = 1 ÷ 3, il risparmio varia fra 0,25 e 0,67 del consumo totale;

  1. b)conche accollate oconche in parallelo, costituite da due conche adiacenti, con un muro di fiancata comune; cosicché per natanti diretti in uno stesso senso viene raddoppiata la potenzialità di traffico dell’idrovia, per natanti diretti in senso opposto si ha un’economia nel consumo d’acqua di 0,50 del totale utilizzando per il riempimento di una conca l’acqua scaricata dall’altra;
  2. c)conche in serie oscala di conche, costituite da una successione di conche che supera così un dislivello troppo elevato per una conca unica (praticamente più di 10 metri); le conche possono essere collegate l’una all’altra per modo che le portine dell’una costituiscano i portoni della conca a monte o, meglio, si può interporre fra conca e conca un breve tratto di canale (scala di conche di Nieder-Finow sul canale Berlino-Stettino) a vantaggio dell’esercizio per gl’incroci e la conservazione del fondale;
  3. d)conche d’incrocio edi scambio, variamente conformate con piante poligonali e più ordini di porte per collegare tre tronchi di idrovia a quote diverse o consentire l’incrocio di due canali o il regresso dei natanti e la loro rotazione.

Opere accessorie di arredamento delle conche. – Necessarî per l’esercizio dell’idrovia sono gli arganelli e i rulli di rinvio disposti sulle fiancate per la trazione dei battelli, i magazzini e le officine per il deposito e la riparazione dei materiali, le abitazioni del personale di sorveglianza e di manovra, i dispositivi per la messa all’asciutto del manufatto, cioè le panconature di legno o metallo da introdursi nei gargami praticati nelle murature e gl’impianti di esaurimento con pompe variamente azionate comunicanti con la conca attraverso cunicoli provvisti di paratoie o di valvole.

Bibl.: A. Pallucchini, Tecnica della navigazione interna, Milano 1915; G. W. Goethals, The Panama Canal, New York 1916, I, II; I. Engelhard, Kanal- und Schleusenbau, Berlino 1921; Engels, Handbuch des Wasserbau, Berlino 1921; O. Jacquinot e F. Gaillot, Navigation intérieure: canaux, parigi 1922; G. Ferro, Navigazione interna, Padova 1927; Atti dell’Associazione per i Congressi internazionali di navigazione, Bruxelles.


Le conche da WIKIPEDIA leggi qui……..

 


LE CONCHE DI NAVIGAZIONE

(ICOMOS – International Council on Monuments and Sites *)

Per consentire la navigazione in salita o in discesa è fondamentale l’uso delle conche a portale per contenere un volume d’acqua ad un livello più alto rispetto ad una zona adiacente.

Chiuse a portale  singole erano in uso dal 1° secolo A.C. (China-Lu Dam e nei canali vicino a Nanyang) ma dovrebbereo essere state usate precedentemente (nella valle dell’Eufrate, o nel porto di Sidone) per l’irrigazione  o per il flusso idraulico.In Europa le chiuse furono realizzate inizialmente per risolvere due specifici problemi: il desiderio di consentire alle barche di entrare in un sistema di bacini navigabili protetti da dighe e la necessità di aumentare il battente d’acqua disponibile per la navigazione dei fiumi.Per il primo caso originariamente veniva utilizzata un tipo di porta singola da sollevare  mentre nel secondo caso erano sufficienti  sbarramenti o chiuse costituite da legni removibili , le barche che scendevano o risalivano il fiume potevano essere fatte uscire quando gli sbarramenti erano rimossi. La prima chiusa a portello singolo così definibile fu costruita  a Nieuwpoort  ed in Italia sul fiume Mincio a Governolo nel tardo 12° secolo, sebbene si può ritenere che ciò sia accaduto prima nelle Fiandre in quel secolo (9). Alla fine del 14° secolo l’apertura del Canale Stecknitz in Germania (1398) costituì il primo canale in quota d’Europa e tale sviluppo fu possibile grazie all’uso di chiuse singole.

Il principale problema delle chiusure istantanee e delle chiuse singole  era quello di usare grandi quantità d’acqua fino a che il livello da entrambe i lati dei bacini non fosse uguale. Due chiuse entrambe chiuse portano ad un enorme risparmio d’acqua e tempo nell’uso della chiusa. Questo sistema che appare come una stanza, originario della China nel 10° secolo, potrebbe essere stato usato in Olanda intorno al 14° secolo. Un bacino racchiuso tra due chiuse era capace di contenere una o più barche . La camera di navigazione  riduce pertanto di molto l’uso di acqua. Il primo esempio registrato in Europa (1373) fu a  Vreeswijk (Olanda) ed era un canale tra Utrecht ed il fiume Lek. L’uso di chiuse in un siatema complesso di canali di terra ferma fu per la prima volta realizzato nel 15° secolo a Milano ed esattamente nel 1420.

Per siti molto scoscesi la chiusa più bassa potrebbe costituire lo sbarramento superiore di un’altra (chiuse accollate). Un testo Chinese del 1072  cita un paio di scale a chiuse (11). In Europa erano usate in Francia, quando il canale di Briare fu aperto nel 1642, 39 anni dopo che il primo progetto era stato redatto (Storia della Tecnologia, 3, 460-3). In una scala a chiuse la porta superiore del bacino più basso costituisce la chiusa inferiore del secondo e così fino in cima. Questo metodo di costruzione riduce i costi ma causa rallentamenti quando barche procedono in senso opposto e devono usare contemporaneamente le chiuse. Più importante dal punto di vista ingegneristico era che fossero inefficienti per gli utilizzatori dell’acqua, ed i canali sui quali erano costruiti presentavano spesso problemi per l’approvvigionamento idrico.

Le due più grandi di queste scale d’acqua sono di otto salti a Fonserannes (Béziers)  sul Canal du Midi (Francia) e a Banavie ( La scala di Nettuno ) sul canale della  Caledonia (Scozia, UK). Il Canale Rideau in Canada fa pure un uso notevole delle scale d’acqua con una grande risalita di otto gradini ad Ottawa. La tecnologia trasportata dal Canale di Caledonia porta alla realizzazione del sistema a sette conche a Berg nel Canale Gota (Svezia) dove Thomas Telford fu il progettista che usò i disegni del Canale di Caledonia come base per le conche del Canale Gota (12). In questa circostanza Telford aveva imparato dagli ingegneri del Canal di Midi  in quanto nella sua libreria all’Istituto di Ingegneria civile di Londra vi sono copie di due antichi libri (1778 e 1804) sul Canal du Midi con annotazioni di pugno di Telford.

Il maggior miglioramento nel disegno  delle conche fu la porta sdoppiata. A seguito degli sforzi richiesti, una chiusa singola di legno costringeva a restringere di gran lunga la larghezza che avrebbe potuto essere realizzata. La porta sdoppiata era costituita da due portelli che andavano ad incontrarsi ad angolo al centro della chiusa aumentando la larghezza della conca che era possibile costruire. Le conche doppie furono probabilmente introdotte in Italia da Bertola da Novate sebbene i primissimi disegni fossero di Leonardo da Vinci datati verso la fine del 15° secolo.

Le prime conche costruite in Cina ed Italia erano di pietra, ma altrove venivano usate rive erbose, dove la sezione della chiusa fra le porte era costituita da versanti erbosi. Pali di legno verticali erano usati per fermare le barche dall’avvicinarsi a questi  versanti inclinati. Tali conche utilizzavano grandi quantità di acque rispetto alle stesse conche in pietra a causa delle ingenti perdite. Esse possono ancora essere rinvenute nella navigazione del fiume Kennet in Inghilterra e nel Grossefehn-Kanal vicino a  Emden (Germany).

Anche il legno era utilizzato per la realizzazione di conche come quella che sopravvive ancora realizzata (1810)  nell’antico Canale di Maryinsk in Vitegra (Russia). La caratteristica dello sviluppo dei canali in Francia nel 17° secolo fu la  fenditura integrata nella muratura della conca che controllava il flusso dell’acqua dal livello superiore all’inferiore. Precedentemente le conche erano state riempite e svuotate  dall’ aperture nelle porte. Ciò restringeva la profondità alla quale la conca poteva essere realizzata, in quanto l’acqua fluendo all’interno della conca avrebbe potuto innondare le barche all’interno

Disponendo fenditure ed i relativi canali nella struttura della conca l’acqua avrebbe potuto alimentare la conca dal fondo senza il pericolo di allagare le barche. Quando fu costruito il Canal du Midi, il muro laterale delle conche fu realizzato incurvato in modo tale che il centro della conca fosse più largo delle porte. Si pensava che ciò avrebbe contrastato le forze tendenti a spingere contro i muri laterali della conca quando la stessa era in fase di svuotamento. Ciò trascurava il fatto che quando la conca era piena l’acqua creava una simile, ma opposta forza e quindi le conche sono meglio costruite in linea dritta. Tuttavia molti canali furono costruiti con conche a bordi incurvati incluso il canale di Castiglia in Spagna (1790) ed il primo canale  Saimaa in Finlandia (1845-56)

L’acqua fu il mezzo di superamento del principale problema di ingegneria idraulica, e vi sono alcuni accenni nei documenti riguardanti il Gran Canale della Cina circa bacini laterali di riserva d’acqua.I bcini laterali erano costruiti in modo tale che il loro livello fosse a metà strada tra il livello superiore e quello inferiore delle conche. Durante lo svuotamento della conca  la prima metà di acqua scaricata poteva alimentare il bacino laterale mentre la medesima acqua poteva essere utilizzata susseguentemente per alimentare l’altra metà dell’acqua necessaria Molte conche Europe (18° e 19° secolo) come  la scalinata di Devizes nel Canale del Kennet e dell’Avon furono realizzate  con bacini laterali alle conche.

In Europa centrale ed orientale talvolta furono costruite  conche di doppia larghezza che permettevano a due barche contemporaneamente  di attraversare la conca. Porte di grandezza singola erano state predispasposte sfalsate, una sulla destra della conca ed una sulla sinistra. La prima barca entrava nella conca  e poi si spostava per permettere alla seconda di entrare . Il primo utilizzo di tale sistema di conche potrebbe essere avvenuto nel Finow-Kanal (Germania) quando fu ricostruito nel 1830. Possono anche essere rintracciate in altri canali tedeschi  e nel Labe e nella Vltava nella Repubblica Ceca.

Verso la fine del 19° secolo vi fu un aumento di interesse nell’ingegneria dei canali in Europa e molti di essi furono progettati e realizzati. Per abbassare i costi e diminuire i tempi di percorrenza le conche furono progettate e realizzate più profonde che in passato. Ciò avrebbe causate eccessivi sforzi alle porte angolate così furono realizzate le conche a fossa In esse l’estremità inferiore della conca era chiusa da un muro, le barche entravano attraversando un’apertura nella parte più bassa del muro. Sia le porte  a fossa che quelle ad ascensore verticale  furono usate per sigillare ciò. Le conche a fossa per la loro profondità usavano ingenti quantità d’acque. Per ridurre tale utilizzo nel muro laterale furono create camere che  fungevano come serbatoi laterali. Potevano essere usate fino a cinque o sei camere in ogni lato della conca.

La prima conca a fossa conosciuta (ma che non ebbe successo) fu costruita nel corso del canale mai terminato trans svedese a Trollhättan  nel  1754. Questa fu nel Karls Grav ed aveva una caduta di non meno di 16 metri. Sfortunatamente tale conca a fossa si era dimostrata inutilizzabile in tempo di piena a causa dell’altezza insufficiente nel tunnel d’ingresso e nel 1768 fu sostituita da una scala di due conche accollate.

Il miglioramento del progetto delle conmche continò per tutto il secolo con differenti tipi di progetti conche pubblicati. Tali progetti includevano porte con ascensori e rotazioni, aumenti  dell’altezza libera sotto la porta in sollevamento, porte con scivoli da ogni lato,  porte scorrevoli che si abbassano in verticale, o sono incernierate sul fondo, o con settori e segmenti ricurvi delle porte  per distribuire maggiormente gli sforzi. Le porte vengono ora usate per il riempimento e lo svuotamento delle conche  senza la necessità di attrezzi quali  aperture e fenditure.

LUOGHI

A )  Conche a chiusa singola

Un importante non-canale che rappresenta l’evoluzione della conca a chiusa singola è situato  nel porto di Sidone (2° secolo AC o precedente) ; là ci sono ancora porti fenici esistenti dove blocchi di roccia tagliati (uno ne rimane ancora) indicano l’esistenza di una chiusa presumibilmente per il flusso delle acque del porto. Tali opere potrebbero addirittura risalire all’8°/ 12° secolo  AC. (15)

  • Il Nilo alla conca verso il Mar Rosso (Egitto) ricostruito dal faraone Tolomeo II (Filadelfo) 285 AC. (9)

Valutazione: 1***;2***,3***. Totale :9

Diodoro Siculo disse di questo canale lungo 97 Km: “…nel punto più adatto fu costruito un ingegnoso tipo di chiusa. Questa si apriva quando si voleva passare e si chiudeva immediatamente un espediente il cui uso si è rivelato di grande successo. “(16)

  • Canale Magico (Cina)

Valutazione: 1. **; 2. ***; 4. *. Totale: 6

  • Duckerschleuse, Stecknitz Canal (Germania) Conche a porta singola

Valutazione: 1. *; 2. **; 3. **; 4. *. Totale: 6

Otto chilometri a nord di Lauenburg, una città con una grande tradizione di trasporto in acque interne, sull’Elba, 30 Km a est di Amburgo (Germania) le chiuse sono vicino al paese di Witeeze. Accanto alla chiusa vi è l’abitazione del guardiano.Quando le barche non usavano frequentemente la chiusa, il guardiano era anche un fattore. La casa oggi è usata come caffè e posto di ristoro. La conca è in restauro al momento. Per arrivare a questo luogo è necessario attraversare il canale Ela-Trave che sostituì  loStecknitz Canal nel 1900, alla chiusa di Witeeze . Questa e le altre conche sul canale furono costruite con progetto di Hotropp.  L’acqua era impiegata per azionare le porte con contrappesi e le chiuse sono attivati con aria, e anche spinte dall’acqua che scorre dal livello superiore a quello inferiore.

Altri siti analoghi incluso il  Palm-Schleuse in Lauenburg, hanno una conca di forma circolare capace di accogliere molte chiatte del piccolo canale Stecknitz allo stesso tempo. Questa conca fu costruita nel 1724 al posto di una singola chiusa. Fu chiamata poi Herr Palm che era il mugnaio locale (il mulino è di fianco alla conca) ed il guardiano. (vedi “Canali di livello superiore”)

B ) Conche a doppia chiusa

  • Gran Canale della Cina 984 DC

La prima conca doppia al mondo che si ricordi fu costruita nella parte settentrionale del Shan-yang Yun-Tao  fra Yangtze  e Huai-yin  nel 984 DC da  Chhiao Wei-Yo assistente commissionario  dei  trasporti per  Huainan.(17)

  • La Conca di Viarenna, Via Arena, Milano (Italia) c. 1400

Tra il 1179 ed il 1209 fu costruito un canale di approvvigionamento delle acque ed irrigazione di più di 50 Km con immissione dal fiume Ticino (che scorre dal Lago Maggiore fino al Fiume Po) fino a sud di Abbiategrasso per piegare ad est a sud di Milano. Nel 1269 questo canale fu allargato e reso navigabile prendendo il nome di Naviglio Grande. Nel 1386 cominciò il lavoro nella nuova Cattedrale che fu costruita con marmi provenienti da cave vicine al Lago Maggiore. Le imbarcazioni  erano portate  di  2m sopra al  livello raggiungendo quello del fossato della città interrompendo il flusso del Naviglio Grande nei momenti più idonei e raggiungendo il livello di questo fossato con la collocazione di assi di sbarramento. Le imbarcazioni passavano così nel fossato interno fino ad un luogo vicino alla cattedrale. Quando le barche erano passate le assi venivano usate per fermare le acque del fossato e riaprire il Naviglio Grande . La procedura era invertita per consentire alle barche di ritornare indietro. Uno sbarramento (Conca a chiusa singola) fu realizzato all’ingresso del canale di collegamento a Viarenna ed un successivo alla congiunzione fra il fossato ed il Naviglio Grande per sostituire le assi di sbarramento. Gli Ingegneri Filippo da Modena e  Fioravante da Bologna crearono la prima conca doppia in Italia (una delle prime in Europa) ponendo due chiuse vicine l’una all’altra per ridurre il consumo d’acqua. Una seconda conca fu realizzata durante l’allargamento del fossato nel 1445 (ora chiamato Naviglio Interno) Le varie sezioni del Naviglio Interno sono state ora completamente coperte o riempite.

 

 


(*) Estratto da ICOMOS un’organizzazione internazionale non-governativa di professionisti dedicate alla conservazione dei siti e dei monumeti storici del mondo

(**) Empio Malara presidente e fondatore dell’associazione Amici dei Navigli – Istituto per i Navigli