CAVE
A GRADONI
STRATEGIE OTTIMALI DI SCAVO
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Premessa
Scopo
della presente nota è di mostrare come il programma ALE
Advanced Land Editor proceda alla modellazione automatica di una cava
a gradoni seguendo un criterio ottimale di coltivazione.
Si
mostrerà come, grazie ad un processo di automazione spinto, il
programma svolga questo complesso compito con poche, facili azioni da
parte del progettista.
Strategie
di Coltivazione
In figura A è mostrata
schematicamente la sezione (in grigio) di un pendio che si intende
coltivare.
Nella stessa sezione è stata indicata con una
linea rossa la traccia della pendenza media finale della cava,
ottenuta in genere in base a considerazioni di natura geotecnica.
La
questione fondamentale è ora quella di stabilire una strategia
di coltivazione che, procedendo per stati di avanzamento, conduca al
risultato voluto.
In
figura B si è proceduto ad uno sbancamento a partire dal basso
in modo da generare subito una piazzola da utilizzare per la
movimentazione del materiale ed altri servizi. Dopo un certo
avanzamento ci si troverà dinnanzi a una parete di altezza
eccessiva e quindi sarà necessario spostare la base di
sbancamento a quota superiore. Non sfugge che, lavorando ad una quota
superiore, ogni eventuale caduta di materiale possa interessare la
piazzola di movimentazione con pericolo per le persone e le
attrezzature.
In figura C si è invece ipotizzato di scavare qua e là lungo il pendio in modo da aumentare progressivamente la pendenza della cava fino ad ottenere il risultato voluto. Anche in questo caso il succedersi di scavi interconnessi da labili sentieri costituisce un ancor più evidente pericolo di incidenti.
Infine nella figura D si è ipotizzato di scavare dall'alto verso il basso per gradoni. La piazzola di movimentazione si genera in alto e si abbassa ed amplia man mano che si procede verso la parte bassa, che è coinvolta solo all'ultima fase di coltivazione.
Scegliamo quindi una strategia di coltivazione per gradoni a partire dall'alto verso il basso. Dobbiamo ancora scegliere una alzata ed una pedata convenienti e la pendenza di un singolo gradone come illustrato nella nota : Coltivazione di Cave a Gradoni
Modellazione
Automatica
Notiamo che abbiamo ragionato su una
teorica singola sezione mentre in realtà la cava si svolge nel
territorio in modo esteso ed articolato. I concetti sono chiari ma il
progetto richiede un lungo, oscuro lavoro artigianale per arrivare ad
illustrare con molte sezioni ogni configurazione intermedia ed
impostare i calcoli di volume.
A questo punto entra in gioco ALE
che offre di elaborare in un sol colpo (vedi figura seguente) tutto
il progetto, le sue fasi di avanzamento e tutti gli elaborati
(planimetrie, sezioni, calcoli di volume, viste tridimensionali).
Osserviamo praticamente le varie fasi di lavoro.
Nella figura che segue il progettista ha contornato con una polilinea
chiusa l'area da coltivare.
Caso per caso quest'area può
coincidere con l'intera proprietà (depurata dei margini di
legge) oppure potrà essere indicata un'area parziale in cui si
intende procedere.
A questo
punto ALE propone una scheda in cui saranno indicati con chiarezza
l'alzata, la pedata e l'angolo massimo del singolo gradone (per il
momento supposti costanti per tutti i gradoni).
Con questi dati
viene immediatamente calcolata nella finestrella inferiore la
pendenza media che assumerà la cava a fine coltivazione (dato
di fondamentale importanza dal punto di vista geotecnico) e la
distanza fra un gradone e l'altro (che non coincide con la
pedata).
Si potrà scegliere fra una normale cava a gradoni
orizzontali ed una a gradoni obliqui (necessaria a chi taglia pietra
pregiata secondo angoli ben stabiliti).
Nel caso di gradoni
obliqui l'inclinazione potrà essere stabilita quotando 3 punti
di un piano o mediante coordinate polari (un punto, una pendenza ed
una direzione di massima pendenza).
E' inoltre
fornita una opzione fra una soluzione di massimo volume estratto ed
una, detta ottimizzata, molto simile alla prima ma più agevole
logistica in quanto di forme più arrotondate.
Tutto qui. Le
scelte progettuali sono già sufficienti a completare il
lavoro.
Per estremo scrupolo ALE mostra un riepilogo di quanto di
accinge a fare
e infine genera il modello tridimensionale dello stato finale procedendo quota dopo quota dall'alto verso il basso.
Caratteristiche
Ottimali
Facendo riferimento alla prima figura di
questa nota, "Strategie di coltivazione" soluzione D,
notiamo che la sezione finale è ottimizzata in quanto, tenendo
fissi i parametri alzata, pedata ed angolo del gradone , non è
possibile ricavare più materiale di scavo di quanto
mostrato.
Allo stesso modo la cava disegnata da ALE è
ottimizzata in tutta la sua estensione e non è quindi
possibile individuare una configurazione a più alto
rendimento.
Gestione
dei Singoli Gradoni
Si potrebbe avere l'impressione
che l'automatismo spinto di ALE privi il progettista di qualche grado
di libertà ma ciò non è vero.
Ogni singolo
gradone della cava generata può essere gestito separatamente
cambiando uno o più parametri ed anche la stessa forma in
planimetria, i gradoni possono essere altresì eliminati,
aggiunti o modellati artigianalmente ad uno ad uno. ALE aggiunge
potenza, non toglie nulla.
Configurazioni
intermedie
Come già accennato, in qualunque
momento ALE può produrre la documentazione di progetto
completa su ognuna delle modellazioni effettuate.
In tal modo è possibile una completa gestione dell'avanzamento per lotti di lavorazione.
Qui sotto è mostrata la configurazione 3D al sesto gradone dei 10 previsti.
Calcolo dei
Volumi di Sterro e Riporto
Il
metodo di calcolo dei volumi di scavo e rinterro sia nella modalità
con sezioni ragguagliate che con la modalità ad alta
precisione dei prismi retti è illustrata nella nota Calcolo
dei Volumi di Sterro e Riporto .
Come
sopra detto i volumi calcolati sono disponibili in tempo reale per
ogni fase di avanzamento lavori.
Si vuole qui mettere in evidenza
una speciale funzione recentemente aggiunta al programma che permette
di scegliere il volume di scavo desiderato (entro limiti
ragionevoli).
ALE adatterà il progetto (cambia l'alzata dei
gradoni) in modo da ottenere il valore desiderato.
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