CLASSE 5a M A.S. 2014/2015

ESTRAZIONE DI TRACHITE NELLA CAVA DI

MONTEMERLO (PD)

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INDICE

PREMESSA pag………..3

UN MATERIALE MILLENARIO pag………..4

INQUADRAMENTO TOPOGRAFICO pag………..6

INQUADRAMENTO GEOLOGICO pag………..8

LA CAVA pag………10

PREMESSA pag………10

METODO DI COLTIVAZIONE pag………11

ESTRAZIONE pag………12

PRODUZIONE pag………13

RECUPERO AMBIENTALE pag………14

DATI TECNICI pag………15

COMPUTO METRICO-ESTIMATIVO pag………17

PROVE SUI CAMPIONI pag………18

o PESO SPECIFICO pag………18

o PESO DI VOLUME pag………18

o DUREVOLEZZA pag………18

o RESISTENZA AL TAGLIO pag………19

o RESISTENZA ALLA TRAZIONE pag………19

o POINT LOAD TEST pag………20

ALBUM FOTOGRAFICO pag………22

BIBLIOGRAFIA pag………24

RINGRAZIAMENTI pag………25

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PREMESSA

Questa tesina rappresenta il mio lavoro per l’esame di Stato di 5a superiore.

Ho deciso di portare alla Vostra attenzione la storia e i metodi di lavoro di questa cava per vari

motivi: innanzitutto per parlare di un materiale, la trachite, che nonostante non sia molto

conosciuto, a mio avviso ricopre un ruolo molto importante nell’economia e nelle attività produttive

del giorno d’oggi. Inoltre, considerata la mia vicinanza ai Colli Euganei, ho pensato di esporre un

argomento originale di cui non si parla comunemente ad Agordo.

Per realizzare questo lavoro mi sono recato in cava più volte:

una dove, grazie alla grande gentilezza e disponibilità del Titolare, dopo essere entrati in

cantiere mi è stata spiegata la storia della cava e gli odierni metodi di estrazione, anche con

l’acquisizione di fotografie;

altre per recuperare materiali e campioni sui quali sono state svolte delle prove.

In più sono riuscito a ottenere molti documenti riguardanti il piano di coltivazione della cava,

fornitimi cortesemente dalla ditta Cave Pietra Montemerlo SRL.

Spero che il mio lavoro non Vi annoi e anzi mi auguro che stimoli in Voi interesse e curiosità.

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UN MATERIALE MILLENARIO

La trachite (dal greco τραχύς, “dalla superficie ruvida”) è una roccia magmatica effusiva, ciò

significa che si forma per cristallizzazione di un fuso magmatico il quale si raffredda sulla

superficie terrestre o all’interno della crosta terrestre a profondità molto basse: questo comporta una

rapida diminuzione di temperatura e pressione, il che determina a sua volta una situazione

sfavorevole allo sviluppo di cristalli ben definiti.

Questa roccia ha struttura porfirica (presenza di cristalli immersi in una massa di fondo),

olocristallina, è di colore grigio e solitamente include minerali di plagioclasio, sanidino e biotite.

Fig.1. Diagramma di Streckeisen per la classificazione delle rocce magmatiche effusive: la trachite

sta dalla parte degli alcalifeldspati, con presenza di biotite.

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Circa 35 milioni di anni fa il magma trachitico, risalendo in superficie, s’intruse lungo i piani di

stratificazione delle rocce sedimentarie, sollevandole e generando dei laccoliti, delle forme

geomorfologiche a forma di cupola.

Tra questi laccoliti rientrano proprio i Colli Euganei, colline di origine vulcanica nate circa 30

milioni di anni fa dopo eruzioni sottomarine di lava basaltica, i quali sono i più importanti serbatoi

di trachite in Italia.

Il ritrovamento di reperti di origine romanica nei comuni dei Colli Euganei e nelle importanti città

venete, fa capire come già all’epoca fosse sviluppata l’estrazione e quanto fosse chiara l’importanza

di questa roccia, utilizzata come pietra da pavimentazione stradale.

Dal V secolo l’estrazione si intensificò, dapprima grazie all’insediamento bizantino nella zona, che

la rese un materiale insostituibile per la costruzione di edifici, castelli, strade e mura di

fortificazione; quindi durante la Repubblica Veneta, per ricoprire le piazze di Venezia e delle città

limitrofe, data la sua ottima resistenza all’azione della salsedine.

Nel periodo tra le guerre mondiali l’attività estrattiva fu favorita dall’applicazione di nuove

tecnologie quali la dinamite, il filo elicoidale o l’aria compressa.

Al giorno d’oggi vengono estratti due tipi di trachite: quella definita “gialla”, coltivata nel comune

di Zovon di Vo’ e quella classica di Montemerlo, chiamata altresì “grigia”, cavata invece nella zona

di Cervarese Santa Croce: quest’ultima di color grigio pallido presenta delle inclusioni color nero o

verde bottiglia di miche e anfiboli.

Le tecniche di estrazione odierne, data la condizione in sito molto fessurata della roccia, prevedono

delle volate molto ridotte eseguite tramite delle cariche sub orizzontali poste a una decina di metri al

di sotto la base del blocco. Quindi, attraverso pale meccaniche o camion, i blocchi vengono

trasportati agli impianti di lavorazione dove, grazie a frese diamantate o a seghe a disco, subiscono

varie riduzioni delle dimensioni fino a diventare lastre di diversa grandezza (solitamente tra 2 e 10

cm di spessore) in base alla destinazione commerciale, la quale può essere rivolta alla finitura di

spazi interni, alla pavimentazione di piazze o a diventare sassi da scogliera.

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INQUADRAMENTO TOPOGRAFICO

La cava, denominata “Buso” (termine dialettale che indica una conca) è situata a ridosso del centro

abitato di Montemerlo, nel comune di Cervarese Santa Croce (PD), a circa 15 km da Padova.

Fig.2 La posizione geografica del centro abitato di Montemerlo

L’attività si svolge all’interno del Parco Regionale dei Colli Euganei e si sviluppa sul versante

orientale del colle Montemerlo, a ridosso dell’omonimo centro abitato, nella zona più settentrionale

del Parco.

La cava è difficilmente individuabile, se non vista dall’alto, data la sua formazione a fossa e per

questo garantisce un impatto ambientale molto limitato.

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Fig. 3 Planimetria della cava Fig.4 Il colle fotografato in direzione O-E

Il colle, alto 105 m s.l.m., ha la forma di una dorsale allungata in direzione N-S e rappresenta un

rilievo isolato all’interno della pianura alluvionale, dove a N e a E troviamo vari centri abitati della

pianura Padano - veneta, mentre a S e a O è situato il gruppo dei Colli Euganei.

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INQUADRAMENTO GEOLOGICO

Dal punto di vista geologico il colle, così come tutta la zona collinare in questione, costituisce un

complesso di corpi eruttivi formatosi in due differenti fasi: inizialmente tramite un’attività eruttiva

basaltica e in seguito grazie a magmi acidi che hanno garantito la formazione di rioliti e trachiti.

Fig. 5 Stratigrafia dei colli euganei.

Nella zona inoltre compaiono rocce sedimentarie, quali calcari marnosi o marne tipiche delle

formazioni di Biancone o della Scaglia Rossa.

Nel complesso i colli possono essere interpretati come una grande anticlinale.

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Differentemente invece il colle di Montemerlo è formato interamente da trachite, mentre rocce

sedimentarie si trovano solo nelle vicinanze, al di sotto dei depositi alluvionali.

La roccia è quindi caratterizzata da una fitta fessurazione colonnare che forma dei prismi

quadrangolari; la giacitura è sub orizzontale e taglia trasversalmente questi prismi.

Infine sono presenti dei materiali limoso-argillosi che costituiscono il materasso alluvionale

circostante.

Fig 6. Carta geologica della zona in oggetto: centralmente in grigio si nota la cava, le zone in rosso

segnalano presenza di trachite, quelle viola terreni recenti non decarbonati, mentre quelle verdi

indicano Scaglia Rossa o Biancone.

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LA CAVA

PREMESSA

In base a quanto definito dall’articolo 2 del Regio Decreto 1443 del 29/07/1927 le attività di ricerca

ed estrazione di materiale dal sottosuolo sono suddivise in due categorie: miniere e cave. La cava

presa in considerazione rientra nella 2a categoria.

Inoltre, a sua volta, la Legge Regionale 44 del 07/09/1982 disciplina l’attività di cava e i metodi di

ripristino ambientale delle suddette lavorazioni.

“Una cava è un cantiere dove, tramite adeguati mezzi, viene estratto da un giacimento materiale

litoide; seguendo un programma spazio temporale, autorizzato tecnicamente e giustificato

economicamente, che inoltre comprenda un progetto di ripristino ambientale”.

Fig 8. Immagine aerea del piano di cava.

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METODO DI COLTIVAZIONE

La cava è a cielo aperto e si considera tale dato che sono presenti le caratteristiche peculiari: un

fronte di scavo, un piazzale per il caricamento del materiale e per la movimentazione dei mezzi, una

strada di arroccamento, una vasca per la raccolta acque, i capannoni di ricovero mezzi e impianti di

1a lavorazione e infine una via d’accesso. Il fronte è chiuso considerando che si sviluppa lungo tutto

il contorno del piazzale.

Potremmo parlare di una coltivazione di collina notando che si lavora su pendii blandi e che

l’impatto visivo è basso, ma si utilizza un metodo a fossa perché questo consiste in un

abbassamento artificiale del piano campagna.

L’unico problema che si può presentare è il riuso dei vuoti.

Fig 8. Strada di accesso alla cava

L’attività estrattiva si concentra perciò all’interno del colle e, invece di lavorare sui fianchi di

questo, il materiale viene cavato dal centro verso l’esterno, in modo radiale; così facendo infatti si

garantisce un minor impatto ambientale, ma soprattutto una maggiore sicurezza per gli operai. Per

consentire queste condizioni l’accesso alla cava è garantito da una strada di servizio.

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ESTRAZIONE

Il materiale viene cavato tramite il metodo a gradoni per fette orizzontali discendenti su più livelli:

consiste nell’asportazione progressiva di materiale dall’alto verso il basso; le peculiarità di questo

sistema sono un basso impatto ambientale, la possibilità di avere elevate produzioni e un agevole

recupero ambientale.

Fig 9. Fronte di scavo: facilmente individuabile è la condizione colonnare molto

fratturata della roccia in sito.

L’estrazione del materiale viene fatta grazie a volate al piede profonde una decina di metri, le quali

garantiscono blocchi di 5-6 m3 dal peso di circa 120-130 q.

Le quantità sono così ridotte perché, trovandoci all’interno del Parco Regionale dei Colli Euganei,

ci sono dei pesanti vincoli ambientali che impongono un massimo di 5000 m3/anno.

I fori da mina vengono fatti grazie a una sonda perforatrice.

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PRODUZIONE

Il materiale coltivato, una volta estratto, viene prima ridotto di dimensioni tramite il metodo dei

punciotti e in seguito caricato e trasportato verso gli impianti di 1a lavorazione che tagliano la roccia

in lastre (il sistema dei punciotti è molto antico ma molto semplice: consiste infatti nel praticare dei

piccoli fori sulla superficie del blocco, inserire quindi dei chiodi e battere con una mazza su questi

ultimi, così facendo si creano delle superfici di debolezza che portano il blocco alla rottura).

Fig 10. Macchina di 1a lavorazione: segatrice a 4 colonne BRA, Ø 2 m

Dopo essere stato lavorato in cantiere, il materiale viene trasportato all’interno del capannone dove,

sempre grazie a segatrici simili a quella sopra riportata, raggiunge le dimensioni finali per essere

immesso nel mercato.

I prodotti possono essere:

Masegni;

Cordonate da 10 a 15 cm;

Pavimenti spessi da 2 a 6 cm;

Profili da 25 cm;

Sassi da scogliera da 16 q.

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RECUPERO AMBIENTALE

Il recupero ambientale, previsto dalla normativa all’art. 14 della Legge Regionale, prevede un

riempimento con terra delle zone scavate, nella quale verranno poi piantumate a spaglio delle

sementi.

Il riempimento però considera solo le ultime aree scavate, le più antiche invece come quelle di

origine romana, non vengono minimamente toccate, altrimenti ci sarebbe una perdita a livello

economico.

Fig 11. Riempimento recente con terra e semina di erba.

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DATI TECNICI

All’interno dell’azienda lavorano in cava 3 persone (1 capo cava e 2 operai), in laboratorio 5 (1

capo cantiere e 4 operai) e in ufficio 4 (1 amministratore e 3 impiegati).

In cantiere si utilizzano i seguenti macchinari:

2 elettrocompressori;

1 sonda perforatrice;

1 pala gommata Liebherr L551;

2 escavatori cingolati Fiat Hitachi FH330;

1 carrello elevatore;

3 pompe elettriche sommergibili;

1 segatrice automatica a ponte Terzago;

1 segatrice a 4 colonne BRA.

In laboratorio invece:

2 tagliablocchi;

2 intestatrici;

2 bocciardatrici;

2 frese a ponte automatiche;

1 carrello elevatore;

1 camion Fiat.

Fig 12. Fresa a ponte in laboratorio

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Fig 13. FIAT Hitachi FH330

Fig 14. Liebherr L551.

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COMPUTO METRICO-ESTIMATIVO

LAVORI DIMENSIONI COSTO

UNITARIO IMPORTO

A MISURA / /

Movimentazione di

materiale 15.887,90 m

3 3,00 € / m3

47.663,70 €

Disgaggio manuale del

fronte;

oneri per la messa in

sicurezza

1.200,00 h 25,00 € / m

30.000 €

Stesa di terreno vegetale

per la ricomposizione 1.286,98 m

3 6,00 € / m

3 7.721,88 €

A CORPO / /

Messa a dimora di alberi

e arbusti in accordo con

l’ente Parco dei Colli

Euganei

/ 4.500,00 €

4.500,00 €

Concimazione e semina

di erba con stallatico / 1.500,00 € 1.500,00 €

Manutenzione superfici

piantumate / 3.500,00 € 3.500,00 €

TOTALE / 94.885,58 €

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PROVE SUI CAMPIONI

Per i dati raccolti dalle prove sul materiale in questione mi sono basato sul fascicolo redatto da

Floriano Calvino del Consiglio Nazionale delle Ricerche per la Geologia.

Le prove meccaniche sui provini sono state svolte lungo i piani XY, XZ e YZ, in modo da agire il

più parallelamente possibile alle giaciture preferenziali della roccia: l’asse X rappresenta

l’orizzontale uscente dal fronte di cava, l’asse Y risulta parallelo alle facce laterali dei prismi,

mentre l’asse Z è quello verticale, di allungamento.

Il Point Load Test è stato svolto invece in laboratorio a scuola, coadiuvato dai professori.

PESO SPECIFICO

Il peso specifico è stato determinato su polvere ottenuta dalla macinazione di quattro campioni.

In un picnometro è stata eliminata l’aria dal materiale immerso nell’acqua distillata e il valore

ottenuto è 2,669.

PESO DI VOLUME

Su 36 provini cubici, aventi lo spigolo di 70 mm è stato invece calcolato il peso dell’unità di

volume.

Il valore medio 2,405 kg/dm3 definisce la trachite grigia di Montemerlo una roccia mediamente

pesante.

DUREVOLEZZA

Per valutare la durevolezza è stata presa in considerazione il comportamento della roccia sotto

l’azione degli agenti atmosferici e della salsedine.

Nel primo caso si ha una durevolezza discreta, ma non accettabile per una roccia magmatica. Gelo e

umidità intaccano la roccia, rendendola inconsistente per qualche millimetro.

Il processo di degradazione si avverte solo dopo alcuni anni, ma influisce fortemente il modo in cui

il materiale viene posato, il quale non deve ostacolare il libero drenaggio e l’asciugamento della

roccia.

Nel secondo caso invece si nota che l’azione espansiva del sale, capace di esercitare addirittura

pressioni fino a 100 kg/cm2, ha scarso effetto sull’integrità della trachite.

Dimostrazione di tale ottima caratteristica è piazza San Marco a Venezia,oppure i moli di Porto

Garibaldi o di Cortellazzo, coperti in gran parte da trachite grigia di Montemerlo.

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RESISTENZA AL TAGLIO

La prova è stata condotta con una pressa idraulica avente coltelli prismatici distanti 5 cm su

campioni di sezione 40 x 40 mm.

Si nota una facilità di rottura lungo il primo verso, circa 46 kg/cm2, mentre lungo il secondo verso

la resistenza è più elevata e si aggira sui 90 kg/cm2. A provino saturo la resistenza ha un’importante

diminuzione lungo entrambi i versi, mentre dopo un ciclo di gelo-disgelo, un efficace aumento si ha

solo lungo il primo piano.

RESISTENZA ALLA TRAZIONE

Si osserva che lo scarico delle tensioni interne ha favorito un abbassamento della resistenza.

Quest’ultima risulta massima lungo l’asse verticale dei prismi

Fig 15. Fascicolo dal quale sono state prelevate le

informazioni sulle prove.

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POINT LOAD TEST

Questa prova serve a definire la resistenza a compressione della roccia.

Si effettua sottoponendo 25 campioni alla compressione generata da un particolare strumento,

portando il materiale alla deformazione.

Si legge il carico di rottura su un display, lo spessore del provino e si stila una tabella.

Tramite due grafici si determina prima l’ Is50, mettendo in relazione spessore e carico di rottura,

quindi si calcola il valore finale moltiplicando per una costante (per la trachite 20) il carico di punta.

Fig. 16. Strumento per la determinazione del carico

di rottura.

Fig 17. Grafico per il calcolo dell’ Is50 Fig 18. Grafico per la definizione della

compressione

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/ mm KN Is50

Carico di

punta

(Kg/cm2)

Compressione

semplice

(Kg/cm2)

1 4,7 14,6 65 62 1240

2 4,5 4,9 24 23 460

3 3,0 13,2 40 32 640

4 3,7 10,1 71 60 1200

5 6,0 15,9 41 43 860

6 4,8 6,7 28 27 540

7 3,8 6,8 45 40 800

8 6,0 13,4 31 32 640

9 5,7 16,5 49 51 1020

10 6,2 16,5 40 41 820

11 3,0 9,8 105 72 1440

12 3,7 11,6 80 65 1300

13 4,0 11,5 67 59 1180

14 4,7 10,8 49 48 960

15 3,5 13,3 110 85 1700

16 3,8 7,9 51 45 900

17 3,6 15,3 112 90 1800

18 3,7 15,2 102 83 1660

19 3,7 9,6 68 57 1140

20 3,6 12,0 88 70 1400

21 6,7 8,4 19 22 440

22 5,6 10,2 35 37 740

23 3,7 12,5 85 70 1400

24 3,7 10,6 77 66 1320

25 7,8 6,6 12 14 280

CARICO DI PUNTA Media 51,74 Kg/cm2 Mediana 51 Kg/cm

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COMPRESSIONE SEMPLICE Media 1034,78 Kg/cm2 Mediana 1020 Kg/cm

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ALBUM FOTOGRAFICO

Fig 19. Foto storica della cava.

Fig 20. Parete dove recentemente sono stati effettuati dei disgaggi tramite

esplosivo.

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Fig 21. Sistema di pompaggio acqua dalle vasche di raccolta in laboratorio.

Fig 22. Fronte di recente apertura, ricavato da un nuovo livello.

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BIBLIOGRAFIA

“La geologia dei Colli Euganei” di Giamberto Astolfi e Franco Colombara,

editoriale Programma;

“La coltivazione delle cave ed il recupero ambientale” di Mauro Fornaro, Politeko

edizioni;

“Appunti di geologia di 4a ” di Danilo Giordano;

“Studi sulle proprietà tecniche della trachite da taglio di Montemerlo” di Floriano

Calvino;

“Colli Euganei” da Wikipedia;

“Trachite” da Wikipedia;

“Trachite Euganea” da Wikipedia.

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RINGRAZIAMENTI

Volevo ringraziare particolarmente il Titolare ing. Michelangelo Dalla Francesca e la ditta Cave

Pietra Montemerlo SRL per la grande disponibilità e gentilezza con la quale mi hanno assistito in

cantiere e per avermi fornito molti documenti senza i quali non avrei potuto svolgere questa tesina.

In più ringrazio anche la Pro Loco di Montemerlo grazie a cui, nella giornata di domenica 10

Maggio 2015, è stata approfondita la mia conoscenza sulla cava e sulla trachite, attraverso un

completo tour svoltosi tra la cava e l’arena civica, ricco di spiegazioni e curiosità.

Un grazie anche a tutti i professori dell’ Istituto Minerario di Agordo, che con le loro conoscenze e

la loro esperienza mi hanno aiutato molto nel completare questo lavoro.

Dedico infine questa tesina ai miei genitori, verso i quali sarò sempre riconoscente per avermi

permesso di compiere questa magnifica esperienza e per tutto il sostegno datomi in questi 5 anni.