Ambiente

I Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) rappresentano un laboratorio unico al mondo anche per l'ambiente in cui si trovano: a 1.400 metri di profondità, nel mezzo del più grande massiccio montuoso dell'Italia centro-meridionale nel cuore del Parco Nazionale del Gran Sasso, all'interno di una grande falda acquifera. Ciò ha determinato, in fase di costruzione, la realizzazione di notevoli lavori di captazione, drenaggio e impermeabilizzazione. Più recentemente sono stati eseguiti importanti lavori per il miglioramento della sicurezza e della prevenzione ambientale: la collocazione dei LNGS impone grande attenzione per l'ambiente nello svolgimento delle attività di ricerca. I LNGS possono quindi rappresentare emblematicamente il punto di incontro della ricerca scientifica, motore delle civiltà umana, con la culla della civiltà stessa: l'acqua.

 


Il contesto ambientale e territoriale


I Laboratori Nazionali del Gran Sasso sono ubicati nel cuore del Parco Nazionale del Gran Sasso e Monti della Laga. Il Parco Nazionale è stato istituito nel 1991 e si estende per ca. 160.000 ha, sul territorio di 44 comuni divisi tra le province di L'Aquila, Teramo, Pescara, Ascoli Piceno e Rieti.
I laboratori esterni ed il centro direzionale sono situati in Assergi (L'Aquila), nei pressi dell'omonimo casello autostradale, ed occupano attualmente un'area di circa 10.000 mq.
I laboratori sotterranei sono situati a circa 4 km dall'imbocco della galleria autostradale del Gran Sasso (A24), direzione Teramo-L'Aquila. Per accedere ad essi, dai laboratori esterni, occorre immettersi in autostrada, uscire a Casale S. Nicola (svincolo riservato ai soli autorizzati LNGS), rientrare in autostrada e percorrere la galleria sino all'ingresso dei laboratori sotterranei.
I laboratori sotterranei si trovano all'interno del massiccio roccioso centrale del Gran Sasso, in corrispondenza della verticale alla vetta di Monte Aquila, sovrastati da 1.400 metri di roccia calcareo-dolomitica.
Il massiccio roccioso del Gran Sasso ospita un imponente acquifero; a differenza degli scarsi, se non nulli, dati disponibili all'epoca delle prime fasi di scavo del traforo, il Gran Sasso è una delle formazioni tettoniche meglio conosciute a livello idrogeologico grazie sia ai sondaggi effettuati durante la realizzazione del traforo e dei laboratori sotterranei, che ai continui studi che si sono succeduti sino ad oggi.

 


Idrogeologia del massiccio


Il massiccio del Gran Sasso è un grande rilievo montuoso caratterizzato dal punto di vista morfologico da due catene subparallele allineate in direzione NW-SE tra le quali si interpone l'ampia zona depressa di Campo Imperatore ( vedi Profilo geologico schematico allegato). La catena settentrionale, più esterna, comprende le vette più elevate, dal Corno Grande al M. Camicia, tutte al di sopra dei 2500 metri, ed è costituita essenzialmente da rocce calcareo dolomitiche. La catena meridionale, più interna, è costituita da rilievi calcarei meno elevati, a struttura monoclinalica immergente a NE. Tra le due catene si apre la depressione tettonica di Campo Imperatore colmata da detriti di tipo fluvioglaciale e morenico. La forte permeabilità di tali depositi consente l'immagazzinamento pressochè totale delle acque meteoriche, con sviluppo di fenomeni carsici in superficie e in profondità. La forte disimmetria e gli evidenti contrasti morfologici osservabili sui due versanti del Gran Sasso sono derivati essenzialmente dalle caratteristiche litologiche e strutturali del massiccio, il cui attuale assetto è il risultato ultimo di grandi fenomeni di scorrimento con spostamento in direzione adriatica di un grande blocco calcareo dolomitico ("Blocco meridionale") al di sopra di formazioni calcareo marnose parzialmente ripiegate in una struttura di tipo sinclinalico ("Blocco settentrionale").
L'ammasso roccioso che costituisce l'acquifero del Gran Sasso è notevolmente "compartimentato" da un sistema di faglie che hanno bassa o nulla permeabilità; gli equilibri idrogeologici preesistenti sono stati modificati: c'è stato un abbassamento di 600 metri della quota piezometrica, in corrispondenza dei trafori, ma tale quota risale man mano che ci si allontana dai trafori stessi, proprio perché l'ammasso roccioso è compartimentato.
E' stata drenata una portata di circa 500 l/sec lato Assergi e di circa 1000 l/sec lato Casale S. Nicola: in tutto 1500 l/sec pari a circa il 7% dei 20.450 l/sec che costituiscono, secondo lo studio di impatto ambientale stesso, la portata di tutte le sorgenti alimentate dal bacino imbrifero del Gran Sasso, il quale ha una superficie complessiva di 968 km2 , su cui si verifica un afflusso medio annuo di 862.410.000 mc con precipitazioni medie annue complessive di 890 mm. Il deflusso medio annuale delle sorgenti è di 645.000.000 mc, corrispondenti, appunto ai 20.450 l/sec ricordati in precedenza.
La portata suddetta (1.500 l/sec) è stata quasi totalmente utilizzata per usi idropotabili, coprendo un drammatico ed antico fabbisogno che, se non si fossero realizzati i due trafori autostradali, si sarebbe dovuto inevitabilmente soddisfare con opere analoghe di captazione, più o meno alla stessa quota.
Dallo studio idrogeologico risultano diminuzioni di portata delle sorgenti dell'ordine dell'8% per quelle di Tempera - Capo Vera; dell'ordine del 7% per quelle del Pescara e di S. Callisto; dell'ordine del 4-6% per quelle di Presciano – Capo d'Acqua (Tirino), dovute in parte anche a una costante riduzione degli efflussi meteorici. Sono state inoltre effettuate nuove analisi chimiche delle acque mergenti dal traforo e da numerose sorgenti dei due versanti.

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Sistema di gestione ambientale


Anche per i motivi su esposti, i LNGS si sono dotati di un Sistema di Gestione Ambientale (SGA), sulla spinta del quale sono stati avviati, fra gli altri, mirati programmi ambientali di tutela delle acque.
Dall'anno 2001, i LNGS hanno adottato un Sistema di Gestione Ambientale, che ha avuto in data 26/06/2002 la prima certificazione di conformità alla norma UNI EN ISO 14001, standard internazionale relativo ai sistemi di gestione ambientale. A partire da tale data il SGA dei LNGS ha ricevuto periodiche conferme di certificazione; l'ultimo certificato rilasciato dall'Organismo Bureau Veritas data 26/06/2014 col No. IT177884/UK.
Lo scopo dell'adozione del SGA è stato quello di gestire le attività che hanno impatto sull'ambiente e di raggiungere un miglioramento delle performance ambientali, rispettando i principi fondamentali di gestione, ossia: impegno e politica dell'ambiente, pianificazione degli aspetti ambientali, attuazione e funzionamento, misurazione e valutazione, revisione e miglioramento.
L'adozione del SGA ha richiesto l'impegno di tutto il personale. Questo impegno è iniziato dal più alto livello organizzativo, il Direttore, che ha definito la politica ambientale , dichiarazione su intenzioni e principi adottati dai LNGS nei confronti della salvaguardia dell'ambiente nonché schema di riferimento per l'attività e per la definizione di obiettivi e traguardi in campo ambientale.
La gestione ambientale delle attività svolte dai LNGS è fondamentalmente basata su:

  • la politica ambientale, divulgata a tutto il personale e diffusa all'esterno;
  • la definizione di programmi ambientali (obiettivi e traguardi);
  • risorse umane, materiali ed economiche;
  • documenti, procedure gestionali, istruzioni operative, registrazioni;
  • sistema di auditing e monitoraggio delle prestazioni ambientali, volto a verificare l'attuazione delle procedure e delle istruzioni riguardanti la salvaguardia ambientale;
  • riesame periodico della Direzione, al fine di verificare l'adeguatezza e l'efficacia di quanto messo in atto.

 


Acque

I LNGS, come da politica ambientale, sono impegnati sul fronte della prevenzione dei rischi ambientali in particolar modo la tutela della matrice ambientale acqua. Affinchè ci sia il costante controllo della risorsa idrica è previsto il monitoraggio continuo delle sostanze pericolose utilizzate all'interno dei laboratori sotterranei per esperimenti e attività.
I Laboratori sotterranei dei LNGS si trovano sotto il massiccio roccioso centrale del Gran Sasso che ospita un imponente acquifero. Le notevoli portate di acqua rinvenute durante gli scavi dei laboratori sotterranei hanno reso necessari imponenti interventi di drenaggio, canalizzazioni ed impermeabilizzazioni. Le acque così raccolte (circa 100 l/s) sono convogliate dall' azienda acquedottistica del Ruzzo, insieme alle acque captate all'interno delle gallerie autostradali (più di 600 l/s) nella propria rete di distribuzione che alimenta buona parte del territorio teramano.
Una parte rilevante (ca. 100 l/s) delle acque di roccia provenienti dagli stillicidi delle pareti dei laboratori che non hanno le idonee caratteristiche per essere considerate potabili, vengono immesse attraverso punti di raccolta che sono stati numerati, in un secondo circuito idrico sotterraneo, denominato delle "acque di stillicidio" . I punti di raccolta accessibili posti lungo le zone di maggiore transito (galleria TIR e zone limitrofe) sono stati protetti con la realizzazione di bauletti e di cordolature di cemento armato.
Già all'epoca della realizzazione dei laboratori sotterranei, le sale sperimentali erano state oggetto di particolare cura nella loro impermeabilizzazione, mediante la stesura di una guaina in PVC, posta al di sotto del massetto in cemento armato, protetta due strati di tessuto non tessuto. La guaina risvolta quindi sopra ad un cordolo perimetrale alto 40 cm e termosaldato ad una guaina che ricopre l'estradosso della pannellatura di cui è rivestita la sala.
Negli anni 2004-2005 sono stati eseguiti ulteriori impegnativi lavori di isolamento pavimentale che hanno riguardato sia le sale sperimentali che il tratto principale di galleria TIR e che sono consistiti essenzialmente: nella stesura di una apposita guaina con intercapedine a controllo di vuoto, in un nuovo massetto armato con resinatura superficiale, in un sistema di raccolta, mediante griglie e pozzetti, di eventuali liquidi ed il loro stoccaggio in appositi serbatoi di grossa capacità (300 m3 complessivi).
La rete interna delle acque di stillicidio, in corrispondenza di un pozzetto situato nei pressi dell'ingresso dei laboratori, si raccorda ad una tubazione in polietilene (PEAD) che convoglia le acque direttamente all'esterno, in maniera separata rispetto alle acque che percolano attraverso il traforo.
Nel suddetto pozzetto l'acqua viene sottoposta ad un monitoraggio continuo tramite una strumentazione analitica che misura il Carbonio Organico Totale (TOC), nonché la conducibilità e pH. In particolare l'analizzatore di TOC ha una sensibilità di 0,5 ppb, in grado quindi di apprezzare la variazione di contenuto organico delle acque di 0,5 µg/l ovvero, alla massima portata, un'eventuale immissione di sostanza di 1 mg/sec.
La strumentazione analitica di controllo e monitoraggio delle acque è stata nel corso degli ultimi anni ulteriormente potenziata con l'installazione dei seguenti strumenti:

 

  • Cromatografo ionico: Per monitorare in modo completo eventuali: anioni, cationi, metalli (anche tossici), non metalli, metalli di transizione.
  • Spettrometri di massa:


         SISTEMA GAS-CROMATOGRAFICO MS/MS (Sistema per l'identificazione on-line di composti organici volatili)
         SISTEMA LC-MASSA/MASSA (Sistema per l'identificazione di composti organici NON volatili).


All'esterno, le acque che arrivano direttamente dai laboratori, passano attraverso un sedimentatore/disoleatore ed un depuratore chimico-fisico per poi immettersi infine, a monte dell'abitato di Casale S. Nicola, nel fosso Gravone che confluisce nel torrente "Mavone" affluente del fiume Vomano. Lo scarico di tutte le acque è regolarmente autorizzato dalla Provincia di Teramo e periodicamente soggetto da parte degli organi preposti (ARTA) a controlli – oltre alle analisi on line interne ed agli altri autocontrolli.
All'interno dei laboratori. l'acqua di stillicidio viene impiegata, sfruttando , in modo ottimale dal punto di vista energetico ed ambientale, la sua bassa temperatura (6°C), per il raffreddamento a circuito chiuso sia degli apparati sperimentali che degli ambienti sotterranei, inviandola a scambiatori di calore a piastre in acciaio inox, che garantiscono il più completo disaccoppiamento fisico dei circuiti.
L'acqua di stillicidio viene anche utilizzata come scorta idrica per i sistemi antincendio di cui i laboratori risultano ovviamente dotati.

 

 

Energia


Gli impianti tecnologici realizzati per il complesso degli edifici dei LNGS sono stati progettati tenendo conto anche del loro impatto ambientale e nell'intento di minimizzare i consumi energetici. Vengono utilizzati, a tale scopo, sistemi di recupero energetico e impianti a fonte di energia rinnovabile, quali:

  • impianti a pannelli solari per la produzione di acqua calda;
  • sistemi di ottimizzazione dell'energia;
  • utilizzo di recuperatori rotativi;
  • lampioni fotovoltaici.

Attualmente l'energia solare viene utilizzata per la produzione di acqua calda sanitaria: a servizio della mensa (bollitore di 1400 litri), per la zona foresteria (bollitore da 450 litri) ed per la biblioteca (bollitore da 1400 litri).
Tali sistemi di riscaldamento sono integrati a quelli più tradizionali, che vengono utilizzati nel caso di insufficiente apporto energetico dell'impianto solare (ad es. elevata richiesta energetica).
Gli impianti di climatizzazione dei LNGS sono dotati di diversi sistemi e/o accorgimenti per il risparmio energetico. In sintesi:

  • In inverno viene sfruttato il calore di condensazione fornito dai gruppi frigo (mantenuti in funzione per raffreddare particolari ambienti, come ad esempio il Centro di Calcolo -CED-) per il riscaldamento: "circuito di recupero" .
  • In inverno viene preriscaldata l'aria di rinnovo degli ambienti raffreddando l'acqua del circuito di refrigerazione: "freecooling" .
  • In estate si utilizza una Sistema di Accumulo Ghiaccio (S.A.G.) o "banca del ghiaccio" (una vasca contenente acqua glicolata), che rilascia il freddo accumulato di notte durante le ore più calde della giornata. In questo modo si fronteggiano i momenti di punta con una potenzialità dei gruppi frigo più contenuta e si assorbe energia elettrica quando la stessa ha minor costo ed è meno richiesta.

I recuperatori di calore permettono di effettuare il giusto ricambio d'aria con l'espulsione dell'aria viziata e immissione dell'aria esterna ad opera dei ventilatori, recuperando nel contempo energia dall'aria viziata prima che questa venga espulsa. Tutte le unità di trattamento aria degli edifici esterni sono dotati di recuperatori rotativi , in cui lo scambio termico avviene per accumulo di calore nel rotore.
Presso i LNGS sono stati installati tre lampioni fotovoltaici. Questi lampioni sono un'applicazione di uno studio per la realizzazione di un impianto di illuminazione stradale sperimentale. L'impianto di illuminazione realizzato è composto da un lampione fotovoltaico con potenza 18 W (convenzionale, cioè senza interfaccia radio), uno con potenza 26 W ed uno con potenza 36 W (questi ultimi con interfaccia radio). La scelta delle diverse potenze è legata allo scopo sperimentale dell'impianto.

 

 

Esperimenti


Le attività sperimentali svolte presso i LNGS possono avere influenza sugli aspetti ambientali dei Laboratori e quindi devono essere condotte adottando sia le regole imposte dalla legislazione ambientale sia seguendo le procedure del SGA.
Tutti coloro che si trovano ad operare in una qualunque delle fasi di installazione, conduzione e dismissione di un esperimento devono contribuire alla trasmissione delle informazioni necessarie ad una corretta gestione ambientale del sistema.
Sin dalla fase di proposta di un esperimento da sottoporre ai LNGS, le collaborazioni sperimentali devono attenersi alle linee guida contenute nel documento "Rules for proposal at LNGS (solo vers. inglese)".
La Proposta di un esperimento dovrà indicare:

  • le risorse ambientali (energia elettrica e termica, acqua,...) necessarie per ognuna delle fasi dell'esperimento;
  • le emissioni ed interazioni ambientali previste;
  • indicazioni sulle sostanze che saranno impiegate;
  • misure di prevenzione per attenuare/compensare gli impatti negativi sull'ambiente.
  • nominativo di un Referente Ambientale dell'Esperimento (RAE), che garantisca la sua costante presenza presso i Laboratori e che abbia una adeguata conoscenza delle operazioni, dei processi dell'esperimento e delle sostanze utilizzate.

Ognuno deve fare la propria parte.
Nello spirito del rispetto dell'ambiente tutto il personale, i collaboratori delle istituzioni di ricerca internazionali, gli appaltatori, i fornitori, gli ospiti e le altre parti interessate sono chiamata a collaborare attivamente, per quanto di loro competenza, al miglioramento del Sistema di Gestione Ambientale.
A questo scopo vengono individuate le specifiche esigenze formative di tutto il personale dei Laboratori per garantirne una adeguata formazione e sensibilizzazione sui principi e l'importanza del SGA, mettendo in evidenza la loro responsabilità nel raggiungimento degli obiettivi prefissati.
Per quanto riguarda le ditte appaltatrici esiste una specifica procedura il cui scopo è regolamentare il rapporto tra Sistema di Gestione Ambientale e le attività svolte dalle ditte o società esterne: infatti la natura delle forniture, la modalità dello svolgimento delle prestazioni potrebbero influenzare con diverso grado gli aspetti ambientali dei Laboratori.
Per quanto riguarda invece i gruppi di visitatori, per essi si provvede ad organizzare brevi incontri introduttivi sul SGA e sull'impegno preso dall'intera struttura nella salvaguardia dell'ambiente, predisponendo eventualmente anche del materiale informativo.

 


Documentazione


Il Sistema di Gestione Ambientale documenta e registra le situazioni di emergenza potenziale, le procedure di risposta, l'addestramento e le relative verifiche che hanno rilevanza ambientale.
La documentazione del SGA è articolata in differenti tipologie di supporti, sia cartacei che informatici:

  • Manuale di Gestione Ambientale (MGA), che raccoglie la quasi totalità della documentazione alla base del SGA dei LNGS;
  • Procedure Gestionali (PG), che contengono descrizioni dello svolgimento di determinate attività, la descrizione dei ruoli e delle responsabilità;
  • Istruzioni Operative (IO), che contengono descrizioni dettagliate di determinate attività operative;
  • Modulistica, (quantitativi di rifiuto speciale prodotti, quantitativi di rifiuto differenziato, rapporto di audit,...),
  • ISOsoft 14001, supporto informatico adottato dai LNGS per la maggior parte delle procedure gestionali, che consente vari tipi di registrazioni, controllo di scadenze e documentazione delle attività del SGA;
  • Report di ISOsoft 14001, stampa delle registrazioni effettuate attraverso le schermate del software.