Dighe
Ingegneria a progettazione di dighe artificiali

Le dighe sono grandiose opere di ingegneria che vengono poste a sbarramento di più o meno grandi corsi d’acqua naturali, per favorire l'accumulo di enormi masse d'acqua.
Gli scopi di costruzioni di questo tipo possono essere di varia natura, come per esempio la produzione di energia elettrica, l'irrigazione, l'approvvigionamento di acqua potabile diretto a vaste zone abitate o altro.

Per quanto riguarda la costruzione, le dighe che, spesso, per la loro ingente mole costituiscono le opere più grandiose realizzate dall’uomo, possono avere caratteristiche molto diverse sia per quanto riguarda i materiali impiegati per la costruzione, sia per quanto riguarda il criterio statico secondo il quale vengono progettate. In base a quest'ultimo criterio le dighe si possono distinguere in due grandi gruppi: dighe a gravità e dighe a volta. Le dighe a gravità resistono all'azione delle forze esterne grazie al solo effetto del proprio peso; la spinta esterna più notevole come entità, è quella che si verifica ad opera dell'acqua contenuta nel serbatoio che esercita una notevole pressione contro il paramento di monte.

Per dare un'idea della grandezza di questa spinta, diremo che nel caso di un semplice paramento verticale supponendo, per esempio, che la diga abbia un altezza di 100 metri (valore questo certamente non tra i più alti riscontrabili nelle dighe costruite recentemente), ogni parte di essa con una larghezza di 1 metro viene premuta da una forza pari a 5.000.000 di chilogrammi, e cioè da 5.000 tonnellate. Risulta chiaro da questo esempio come sia di fondamentale importanza che le dighe realizzate in base a tale criterio - di gravità - abbiano spessori molto rilevanti. Per questo dovrà essere dimensionata in modo che possa resistere con un notevole grado di sicurezza alla traslazione, al ribaltamento, e allo schiacciamento. Infatti oltre alla spinta dell'acqua deve far fronte a eventuali spinte del ghiaccio che potrebbe formarsi specialmente in quelle costruite a notevoli altezze, e alle sottospinte idrostatiche che provocherebbero il sollevamento del corpo della diga stessa.

Rispetto alle dighe a gravità, quelle a volta si possono considerare come delle strutture eccezionalmente sottili: esse infatti non resistono alla spinta dell'acqua grazie al loro peso, perché scaricano questa spinta nelle spalle, sulle pareti della sbarrata generalmente strettissima, esattamente come un arco di un ponte che scarica ai lati. Ovviamente però una diga strutturata in una tale maniera, può essere usata solo se la gola da sbarrare non è molto larga o per lo meno abbia pareti rocciose: le rocce, infatti, proprio per le loro caratteristiche di compattezza resistenza e stabilità riescono ad assorbire e a resistere alle spinte trasmesse alla volta. I

n situazioni di questo tipo anche il risparmio di materiali rispetto alla costruzione delle dighe a gravità è estremamente alto, se pensiamo alla diga a volta come a una lastra curva, incastrata, seppure non perfettamente, alle pareti e al fondo della gola: la sua struttura si può quindi immaginare come un sistema di anelli orizzontali (quello che in termini tecnici viene chiamato «effetto arco») e di strisce verticali (tale effetto viene detto invece effetto mensola verticale) che insieme collaborano nel resistere alle azioni esterne. Uno svantaggio è pero costituito dalle variazioni termiche le quali possono causare dilatazioni che il materiale impiegato nella costruzione, essendo estremamente esiguo lo spessore della diga, può subire con disastrose conseguenze.

Questi tipi di dighe costituiscono le principali suddivisioni, che a loro volta comprendono un grandissimo numero di altre possibilità di costruzione a seconda delle esigenze ambientali e di carattere economico a cui sempre sono legati i progetti di queste opere.