Le radici tengono il terreno solo dove lo attraversano

Le radici aggiungono al terreno una resistenza che si misura, e che nel calcolo di stabilità di un pendio entra come una coesione in più. La danno però solo nello strato che attraversano, di solito entro il metro o il metro e mezzo, e il rinforzo si perde con la profondità, con il taglio del bosco e con la terra che la pioggia porta via fra una radice e l’altra.

Lungo un sentiero che corre al piede di una scarpata boscata c’è una parete di terra chiara e sabbiosa, con ghiaia e qualche ciottolo arrotondato. In cima crescono arbusti e alberi. Sotto il ciglio pendono decine di radici, sottili e grosse, e fra una radice e l’altra la terra non c’è più. Al piede, tre pali di legno sono piantati lungo il bordo del sentiero, e un’asse posata a terra ne segna il margine.

Le fotografie di questo articolo le ho scattate lì. Davanti a una parete così si sente spesso la stessa frase: «ci sono gli alberi, le radici tengono la terra». Le radici, infatti, sono ancora al loro posto. È la terra fra le radici che se n’è andata.

La parete mostra in piccolo il rapporto fra radici e stabilità dei versanti. In alto, dove il terreno è pieno di radici, lo strato regge. Sotto, dove le radici diradano, la faccia è arretrata e le radici pendono nel vuoto. Le radici tengono davvero, ma solo dove attraversano il terreno, e solo finché il terreno resta intorno a loro.

In Italia questa distinzione pesa. Il rapporto dell’ISPRA sul dissesto idrogeologico, edizione 2024 pubblicata nel 2025, conta oltre 636.000 frane nell’Inventario dei fenomeni franosi in Italia (IFFI). Coprono circa 25.000 chilometri quadrati, l’8,3 per cento del territorio, e sono, scrive lo stesso rapporto, i due terzi delle frane censite in Europa. Circa il 28 per cento sono fenomeni rapidi: crolli e colate di fango e detrito.

Fra le cause, il rapporto indica le piogge brevi e intense e l’abbandono dei versanti terrazzati. Indica anche gli incendi, che tolgono al suolo la copertura vegetale e lo espongono alle frane superficiali. Le aree che i Piani di assetto idrogeologico classificano a pericolosità da frana, insieme alle aree di attenzione, sono il 23 per cento del territorio. Rispetto alla mappa del 2020-2021 sono cresciute del 15 per cento, e l’ISPRA lega l’aumento a studi di maggior dettaglio e alla mappatura di nuove frane. La popolazione a rischio frane è di 5,7 milioni di abitanti, di cui 1,28 milioni nelle aree a pericolosità elevata e molto elevata (classi P3 e P4).

Quanto possano le radici contro queste cause dipende da tre misure: quanta resistenza aggiungono al terreno, fin dove arrivano e per quanto tempo durano. La geotecnica e la ricerca forestale le hanno fatte a partire dagli anni Settanta, e da quelle misure si torna poi alla parete del sentiero, fotografia per fotografia.

Chi ha cominciato a misurare le radici

La legge italiana lega l’uso dei boschi e dei terreni montani alla stabilità dei versanti da più di un secolo. Il regio decreto-legge 30 dicembre 1923, n. 3267, riordina la legislazione sui boschi e sui terreni montani. All’articolo 1 sottopone a vincolo «per scopi idrogeologici» i terreni che, usati in modo contrario alle sue regole, possono «subire denudazioni, perdere la stabilità o turbare il regime delle acque». Da lì nasce il vincolo idrogeologico. Il decreto però non dice quanto tiene una radice: le misure arrivano circa cinquant’anni dopo.

Fra le prime prove sistematiche ci sono quelle di laboratorio di L. J. Waldron. Nel 1977 pubblicò sul Soil Science Society of America Journal le prove di taglio diretto su colonne di terreno di 25 centimetri di diametro, attraversate da radici di erba medica, orzo e pino. In tutti i casi le radici aumentavano la resistenza al taglio. L’erba medica di un anno, al contatto fra uno strato di ghiaia e sabbia e il terreno sopra, la portava fino a cinque volte quella del terreno nudo. L’effetto dell’orzo calava con la profondità, da 15 a 30 a 45 centimetri.

Due anni dopo, nei boschi da legname del Nord America, le misure diventarono un modello. A Prince of Wales Island, in Alaska, Tien H. Wu, William P. McKinnell e Douglas N. Swanston misurarono le pressioni dell’acqua nei pori e la resistenza al taglio dei terreni, su versanti con il bosco e dopo il taglio. Nel 1979, sul Canadian Geotechnical Journal, pubblicarono un modello del sistema terreno-radici. I fattori di sicurezza calcolati erano in accordo con il comportamento osservato dei pendii. Il fattore di sicurezza è il rapporto fra la resistenza del terreno e lo sforzo che lo spinge a scivolare. Trovarono anche che, dopo il taglio, le radici marcivano e la resistenza del terreno calava. Il modello che porta i nomi di Wu e di Waldron, e che si usa ancora, viene da questi lavori degli anni Settanta.

Nel 1981 Waldron e Suren Dakessian allargarono il modello e trovarono un limite. In un terreno franco-argilloso saturo il rinforzo era fermato dall’aderenza fra radice e terreno, dell’ordine di 25 grammi per centimetro quadrato, circa 2,45 kPa, prima ancora che dalla resistenza delle radici. Le radici, cioè, tendevano a sfilarsi prima di rompersi.

Le prove dicevano quanto tiene una radice; restava da vedere quanto tiene un bosco intero. Negli stessi anni Donald H. Gray e Walter F. Megahan studiarono due piccoli bacini della Boise National Forest, in Idaho, su suoli sottili e grossolani. Conclusero che il bosco dava spesso il margine di sicurezza decisivo, per quattro vie. La prima è il rinforzo delle radici. La seconda è l’acqua tolta al suolo con l’intercettazione e la traspirazione. La terza è la regolazione della neve, di quanta se ne accumula e di come si scioglie. La quarta è l’effetto ad arco del terreno fra un fusto e l’altro: il terreno spinto verso valle si appoggia ai fusti, come un arco alle sue spalle. Con il taglio o con l’incendio questi effetti si perdevano, e le frane diventavano più frequenti.

Per capire il meccanismo, nel 1983 Gray e Harukazu Ohashi provarono in laboratorio sabbia armata con fibre naturali, sintetiche e fili metallici. La resistenza cresceva in proporzione alla quantità di fibre. Era massima con le fibre inclinate di 60 gradi sul piano di taglio, e restava simile in sabbia sciolta e in sabbia densa. Gli autori collegavano il risultato ai pendii sabbiosi e alle dune tenute dalle piante pioniere.

Nei paesi di lingua tedesca, intanto, la pratica correva avanti. La cronologia dell’AIPIN riportata nel manuale della Regione Lazio del 2005 indica come primo libro intitolato Ingenieurbiologie quello di Kruedener, del 1951. Nel 1973 l’austriaco Hugo Meinhard Schiechtl pubblicò Sicherungsarbeiten im Landschaftsbau, tradotto in italiano nello stesso anno come Bioingegneria forestale.

In Italia la tecnica e la legge si muovono negli stessi anni. Nel 1989 nasce a Trieste l’Associazione italiana per l’ingegneria naturalistica (AIPIN). Nello stesso anno la legge 18 maggio 1989, n. 183, sulla difesa del suolo, porta nella legislazione, come ricordano Mazzanti, Guarnieri e Preti nel manuale della Regione Lazio, «il concetto di intervento di riassetto idrogeologico e idraulico-forestale a livello di bacino idrografico». L’AIPIN, al primo congresso, a Torino nel 1990, sceglie il termine «ingegneria naturalistica» come traduzione di Ingenieurbiologie, e lascia «bioingegneria» perché si confondeva con la bioingegneria medica.

Nello stesso anno la legge 2 maggio 1990, n. 102, per la ricostruzione della Valtellina dopo le avversità atmosferiche dell’estate 1987, fa il primo passo nelle leggi dello Stato. All’articolo 6, comma 3, chiede che le sistemazioni idrogeologiche nelle aree di maggior pregio ambientale si facciano «preferibilmente con l’impiego di tecniche di bioingegneria». Nel 2001 l’APAT, l’Agenzia per la protezione dell’ambiente e per i servizi tecnici, presenta l’Atlante delle opere di sistemazione dei versanti, ristampato nel 2002. L’APAT lo presenta come il primo volume che riunisce le opere della geotecnica tradizionale e quelle dell’ingegneria naturalistica, da usare insieme. Seguono i manuali della Regione Lazio: il volume sui versanti, di Giuliano Sauli, Paolo Cornelini e Federico Preti, è del 2005; il manuale di dimensionamento di Gino Menegazzi e Fabio Palmeri è del 2013.

Nel 2006 la legge 183 è stata abrogata dal decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152, che nella parte terza regola oggi la difesa del suolo. All’articolo 56 il decreto elenca le attività di difesa del suolo. La prima è la sistemazione del suolo nei bacini idrografici «con interventi idrogeologici, idraulici, idraulico-forestali, idraulico-agrari, silvo-pastorali, di forestazione e di bonifica, anche attraverso processi di recupero naturalistico, botanico e faunistico». Un’altra è «la difesa e il consolidamento dei versanti e delle aree instabili». Le piante, cioè, sono fra gli strumenti della difesa del suolo; quanto tengano, la legge non lo dice.

Il calcolo, intanto, veniva corretto. Che il modello di Wu e Waldron sovrastimi il rinforzo era già noto dagli anni Ottanta, come riporta la rassegna di Masi, Segoni e Tofani. Nel 2005 Natasha Pollen e Andrew Simon hanno mostrato di quanto, con un modello a fascio di fibre: il modello semplice suppone che tutte le radici si rompano insieme. Nel 2010 Massimiliano Schwarz, Denis Cohen e Dani Or hanno proposto un modello a fasci di radici che segue la rottura passo dopo passo, al crescere dello spostamento. Nel 2016 e nel 2017 Chiara Vergani e colleghi hanno misurato quanto in fretta il rinforzo si perde dopo il taglio, in un bosco di abete rosso delle Alpi svizzere, e ne hanno tratto le conseguenze per i cedui europei. Nel 2025 Marco Uzielli, Federico Preti e colleghi, su un versante vicino a Firenze, hanno scritto che le soluzioni basate sulla natura valgono per le instabilità quasi superficiali, perché le radici stanno per lo più a poca profondità.

Ogni passo ha corretto il precedente. Negli anni Settanta le prove hanno dimostrato che le radici tengono. Dagli anni Ottanta si sa che tengono meno di quanto dice il modello semplice, dal 2005 si sa di quanto, e dal 2010 che la loro forza dipende dallo spostamento. Con gli studi sul taglio del bosco si è misurato per quanto tempo tengono. Oggi la ricerca dice anche dove smettono di tenere: sotto lo strato che attraversano servono altre opere.

Le parole che servono

Rinforzo radicale, o coesione radicale (Cr). È la resistenza al taglio in più che le radici danno al terreno che attraversano. Si misura in kilopascal (kPa): un kPa è un kilonewton su un metro quadrato. Nel calcolo si somma alla coesione del terreno, per questo si chiama anche coesione apparente.

Resistenza a trazione della radice (Tr). È la forza che rompe una radice tirata, divisa per l’area della sua sezione. Si misura in megapascal (1 MPa = 1.000 kPa). A parità di area, le radici sottili resistono più di quelle grosse.

Rapporto d’area radicale (RAR). È la frazione di un piano di terreno occupata dalle sezioni delle radici che lo attraversano. Un RAR di 0,0005 vuol dire 5 centimetri quadrati di radici su un metro quadrato di piano.

Superficie di scivolamento. È il piano, o la superficie curva, lungo cui una massa di terreno scorre su quello sottostante. Le Norme tecniche per le costruzioni del 2018 (NTC 2018) la chiamano superficie di scorrimento; nel modello di Wu e Waldron, come nelle prove di taglio in laboratorio, è il piano di taglio.

Frana superficiale. È una frana con la superficie di scivolamento a poca profondità, dentro la coltre di terreno che copre la roccia o uno strato più compatto. La innesca di solito una pioggia intensa, e spesso si trasforma in una colata rapida (Masi, Segoni e Tofani, 2021).

Fattore di sicurezza (FS). È il rapporto fra la resistenza al taglio disponibile lungo la superficie di scivolamento e la tensione di taglio che agisce su di essa (NTC 2018, punto 6.3.4). Sotto 1, il pendio cede.

Pendio indefinito. È lo schema di calcolo più semplice: un pendio con la stessa inclinazione in ogni punto e di lunghezza molto grande, con la superficie di scivolamento piana e parallela al pendio. Si usa per le coltri sciolte su un substrato più resistente (Menegazzi e Palmeri, 2013).

Radici fini e radici grosse. Nella rassegna di Vergani e colleghi (2017) le radici fini hanno un diametro sotto i 2 millimetri, le grosse sopra; quelle oltre il centimetro gli autori le trattano a parte.

Apparato fascicolato, fittonante, superficiale. Il manuale di Menegazzi e Palmeri li distingue per come la quantità di radici cambia con la profondità. Nel fascicolato è quasi uniforme fino alla profondità massima. Nel fittonante cala in modo lineare. Nel superficiale cala in fretta, con una legge esponenziale o simile.

Ingegneria naturalistica. Sono le opere contro l’erosione, di stabilizzazione e di consolidamento fatte con piante vive. Le piante lavorano insieme ad altri materiali, come legname, pietrame e terra (Sauli, Cornelini e Preti, 2005).

Ceduo e fustaia. Il ceduo è un bosco che si rinnova dai polloni delle ceppaie tagliate. La fustaia è un bosco d’alto fusto, in cui gli alberi non vengono tagliati per farli ributtare dalla ceppaia.

Erosione da impatto, diffusa, a rigagnoli, per solchi. Sono i gradi dell’erosione dell’acqua. Le gocce staccano i granuli; un velo d’acqua li porta via fra un rigagnolo e l’altro; poi l’acqua si incanala nei rigagnoli e infine nei solchi (Gyssels e colleghi, 2005).

Che cosa fanno le radici al terreno

Il terreno resiste bene alla compressione e poco alla trazione. Le radici, al contrario, resistono bene alla trazione e poco alla compressione (Masi, Segoni e Tofani, 2021). Insieme lavorano come un materiale composito. Quando il terreno comincia a scorrere lungo un piano, le radici che lo attraversano si allungano, si tendono e prendono una parte dello sforzo.

La resistenza del terreno radicato dipende da tre cose: la resistenza del terreno, quella delle radici e l’aderenza fra i due (stessa fonte). Contano poi il numero delle radici, il loro diametro e la loro rigidezza. Contano il rapporto fra lunghezza e diametro, quanto sono diritte e come sono orientate rispetto alla deformazione.

Una radice tesa può finire in due modi. Si rompe, se l’aderenza con il terreno è più forte della radice. Si sfila, se è più debole. Quale delle due cose succeda, secondo il diametro, le fonti non lo dicono allo stesso modo. La rassegna di Masi, Segoni e Tofani (2021) riprende uno studio di Ennos (1990) su piantine di porro. Scrive che le radici fini si rompono restando al loro posto, e che le grosse possono sfilarsi senza rompersi. La rassegna di Vergani e colleghi (2017) riprende invece le prove di sfilamento di Schwarz, Cohen e Or (2011) su fasci di radici veri. Lì le radici sotto i 3 millimetri tendono a sfilarsi e le più grosse a rompersi, come si vede di solito sul campo.

La forza di una radice non arriva subito. Nel modello di Schwarz, Cohen e Or (2010) le radici fini danno il massimo entro i primi 5 centimetri di spostamento. Una radice di 20 millimetri può arrivare alla sua forza massima di sfilamento dopo 10 centimetri. Le radici fini tengono per prime. Quelle grosse tengono più a lungo, quando nel terreno si aprono già le fessure di trazione.

Quanta di questa forza arriva al pendio dipende da dove passano le radici rispetto alla frana. Schwarz e colleghi distinguono tre modi in cui le radici tengono un pendio, come riporta la rassegna di Vergani e colleghi (2017). Il primo, il più efficace, è il rinforzo di base: le radici attraversano la superficie di scivolamento di una frana superficiale e si ancorano nello strato stabile sotto. Il secondo è l’irrigidimento della massa che scivola, quando gli apparati di piante vicine si intrecciano. Il terzo è il rinforzo laterale: le radici lavorano ai bordi della frana, dove si aprono le fessure di trazione. Quando le radici non arrivano alla superficie di scivolamento, il loro contributo cala, e di quanto dipende dalle dimensioni della frana.

In questi meccanismi radici grosse e radici fini hanno compiti diversi. Le radici legnose grosse ancorano la coltre allo strato più stabile, attraverso i piani di debolezza. Le radici fini fanno da rete di rinforzo dentro la coltre (Vergani e colleghi, 2017). Fusti e radici delle piante legnose possono anche fare da contrafforte e da spalla d’arco contro le spinte verso valle (stessa fonte, che riprende Gray e Sotir, 1996). Nei suoli sottili le radici entrano nelle fessure della roccia e si ancorano in profondità. Crescendo, però, possono anche allargare le fessure e disgregare la roccia (Masi, Segoni e Tofani, 2021).

Il modello di Wu e Waldron, e perché sovrastima

Il modo più usato per mettere le radici nel calcolo è il modello di Wu e Waldron. Immagina radici diritte e perpendicolari al piano di taglio. Quando il terreno scorre, ogni radice si inclina e si tende, e la sua forza di trazione si divide in due parti. La parte parallela al piano si oppone direttamente allo scorrimento. La parte perpendicolare stringe il terreno sul piano e ne aumenta l’attrito.

Il rinforzo vale allora Cr = k · Tr · RAR. Il fattore k tiene conto dell’inclinazione della radice e dell’angolo d’attrito del terreno. Gli studi di Wu riassunti da Menegazzi e Palmeri (2013) mostrano che, al variare dell’angolo d’attrito e dell’inclinazione della radice, k sta fra 1,0 e 1,3. Wu, McKinnell e Swanston, nel 1979, hanno fissato 1,2, e la formula corrente è diventata Cr = 1,2 · Tr · RAR (Masi, Segoni e Tofani, 2021). Menegazzi e Palmeri usano 1,15; Pollen-Bankhead ha trovato più adatto 1,0, come riporta la rassegna di Masi e colleghi.

Un esempio dà l’ordine di grandezza. Prendo radici con una resistenza media di 20 MPa, dentro i valori più frequenti, fra 15 e 25 MPa, indicati da Menegazzi e Palmeri. Prendo un RAR di 0,0005, il valore più basso misurato da Wu nel 1976, come riporta lo stesso manuale. La formula dà 1,2 × 20.000 kPa × 0,0005 = 12 kPa. Cinque centimetri quadrati di radici su un metro quadrato di piano aggiungono così una resistenza pari al peso di 60 centimetri di terreno saturo, a 20 kN/m³, su quel metro quadrato.

Quei 12 kPa sono un tetto. Il modello suppone che tutte le radici lavorino insieme, alla loro resistenza massima, e si rompano nello stesso istante. In un terreno che scorre le radici hanno resistenze diverse, si tendono in tempi diversi e si rompono una dopo l’altra. Quando una cede, il suo carico passa alle vicine.

Pollen e Simon (2005) hanno applicato a questo processo i modelli a fascio di fibre della scienza dei materiali. Hanno usato le prove di trazione di 12 specie delle rive dei fiumi e hanno confrontato i risultati con prove di taglio diretto su campioni con e senza radici. Quando le forze in gioco bastavano a rompere tutte le radici, il modello perpendicolare sovrastimava il rinforzo fino al 50 per cento. Quando non bastavano, la sovrastima cresceva di un ordine di grandezza. Su una sponda alta 3 metri, la differenza fra i fattori di sicurezza dei due modelli andava da 0,13 a 2,39, secondo la specie.

Le altre stime vanno nella stessa direzione. Menegazzi e Palmeri scrivono che i valori del modello superano quelli misurati da 2 a 3 volte, probabilmente perché le radici non si mobilitano tutte insieme. Preti e Giadrossich (2009), sulla base della letteratura, parlano di oltre il 200 per cento, e considerano i valori del modello dei massimi. Su un versante toscano, riporta la rassegna di Masi e colleghi, il modello di Wu ha sovrastimato il fattore di sicurezza fino al 10 per cento, con un errore che cresce per le frane più piccole. Divisi per 2 o per 3, i 12 kPa dell’esempio diventano da 4 a 6 kPa.

Invece di dividere il tetto per 2 o per 3, la rottura progressiva delle radici si può anche calcolare. Il modello a fasci di radici di Schwarz, Cohen e Or (2010) calcola la forza del fascio in funzione dello spostamento, radice per radice. Tiene conto del diametro, della lunghezza, della tortuosità e della rigidezza delle radici, e del tipo di terreno. Nel 2013 Schwarz, Giadrossich e Cohen hanno aggiunto la variabilità della resistenza dentro ogni classe di diametro, con una distribuzione statistica di Weibull. Il modello si chiama RBMw, e con i loro dati l’esponente della distribuzione si può tenere uguale a 2.

Con i modelli a fasci si vede anche quali radici contano di più. Cohen e Schwarz (2017) hanno simulato un versante con una radura al centro. Nei casi provati, le radici di diametro intermedio, fra 5 e 20 millimetri, davano il contributo maggiore. La trazione delle radici a monte riduceva la compressione del terreno a valle, dove il pendio cede.

In pratica il modello di Wu e Waldron serve a dare un tetto e a confrontare le specie fra loro. Il valore da usare in un calcolo va ridotto, oppure misurato con prove di taglio in sito, come nella procedura del capitolo «Come si mette la radice nel calcolo».

Quanto valgono le radici, in numeri

Misurati o calcolati, i valori pubblicati coprono intervalli larghi: dipendono dalla specie, dal suolo, dall’età e dal metodo di misura. La tabella ne raccoglie una parte, ciascuno con la sua fonte.

I numeri si leggono in due gruppi. Le resistenze a trazione sono proprietà della radice, in megapascal. Le coesioni sono proprietà del terreno radicato, in kilopascal, e dipendono da quante radici lo attraversano. I valori trovati sul campo vanno da pochi kPa a qualche decina: 2-8 kPa per gli alberi sulle sponde studiate da Simon e Collison, fino a 94,3 kPa di mediana, stimati dalle radici contate e provate, nei boschi naturali di conifere dell’Oregon. Le centinaia di kPa di De Baets e colleghi sono massimi del modello di Wu nei primi 10 centimetri, e gli autori li usano per mettere in fila le specie.

Schmidt e colleghi hanno trovato anche un’altra cosa. Certi boschi da produzione di cento anni avevano specie, diametri delle radici e coesione radicale più vicini a quelli di tagliate di dieci anni che a quelli dei boschi naturali. Gli autori ne concludono che il peso della coesione radicale sulle frane non si deduce solo dall’età del bosco, né dalla presenza di una specie. Il disturbo umano, aggiungono, la cambia per almeno un secolo. Per la stessa variabilità, soprattutto del RAR, il manuale di Menegazzi e Palmeri chiede di stimarla sempre con il rilievo degli apparati radicali e con prove di trazione sulle radici.

Radici fini e radici grosse, erbe e piante legnose

Una parte di quella variabilità sta nel diametro delle radici e nel tipo di pianta. A diametri piccoli, le radici delle erbe sono le più resistenti e quelle degli arbusti le meno resistenti. Oltre il millimetro, le radici delle erbe sono più deboli, per unità d’area, di quelle di alberi e arbusti; sopra i 5 millimetri la differenza si riduce, e le resistenze di erbe e alberi tendono a coincidere (Masi, Segoni e Tofani, 2021).

Le erbe contano sulla quantità. Migliaia di radici fini nei primi centimetri danno un rinforzo forte quando la superficie di scivolamento è poco profonda. Alberi e arbusti portano il rinforzo più in basso, con radici fini e radici legnose insieme. La combinazione più efficace, scrive la stessa rassegna riprendendo Reubens e colleghi (2007), è uno strato fitto di radici fini in superficie, insieme a radici grosse e profonde che attraversano le possibili superfici di scivolamento.

Le radici grosse pesano anche nel fascio. Una radice di 50 millimetri, nell’esempio di Bassanelli e colleghi riportato da Vergani e colleghi (2017), vale più di 500 radici da 1 millimetro come forza massima del fascio; e per il rinforzo laterale le radici oltre il centimetro contano più di quelle fini (stessa fonte).

Quanto cambi il rinforzo da una specie all’altra lo mostra uno studio sulla macchia mediterranea. Nel Sud-Est della Spagna De Baets e colleghi (2008) hanno misurato 25 specie. Gli arbusti Salsola genistoides e Atriplex halimus hanno le radici più resistenti, seguiti dalla graminacea Brachypodium retusum. L’oleandro e la graminacea Avenula bromoides hanno le più deboli. Le graminacee e il giunco Juncus acutus rinforzano molto i primi 10 centimetri. Gli arbusti Anthyllis cytisoides, Retama sphaerocarpa, Salsola e Atriplex rinforzano il terreno fino a mezzo metro.

Quali piante: le misure fatte in Italia

Anche per le piante dei versanti italiani ci sono misure fatte sul posto: sulla ginestra, su tre specie mediterranee, sull’orniello, sulla roverella e su quattro graminacee. Dicono come lavorano quelle radici e quanto cambiano da uno studio all’altro; nella scelta contano poi la provenienza delle piante e le regole sulle specie autoctone. Sulla ginestra (Spartium junceum), in Toscana, Preti e Giadrossich (2009) hanno misurato radici, resistenze e attecchimento. La ginestra ha sempre un fittone e molte radici nei primi 10 centimetri. Nelle piante trapiantate il 90 per cento delle radici sta nei primi 20 centimetri; in quelle nate spontanee, il 65 per cento. Gli autori la giudicano efficace per la stabilità fino a circa mezzo metro. Le talee, invece, non hanno attecchito: dopo quasi due anni era morto il 93,4 per cento di quelle senza ormone radicante e il 92,3 per cento di quelle trattate. Per questo gli autori hanno escluso la propagazione per talea.

Le resistenze a trazione cambiano anche fra studi sulla stessa specie. Palmeri e Cornelini, nel manuale della Regione Lazio, riportano i valori medi di piante comuni sulle sponde e sui versanti del Lazio, presi da Dallari e colleghi e da Greenway (1987): 44,6 MPa per la ginestra, 32 MPa per la ginestra dei carbonai (Cytisus scoparius). Preti e Giadrossich, sulla ginestra toscana, hanno trovato una media di 31,7 MPa. I due valori non si contraddicono: la resistenza cambia con il diametro, e la media dipende dai diametri provati. Un valore medio serve a confrontare le specie; per un calcolo serve la legge fra resistenza e diametro, misurata sulle radici del posto.

Specie diverse rinforzano strati diversi dello stesso terreno. In Basilicata Mattia, Bischetti e Gentile (2005) hanno scavato per intero gli apparati radicali di tre specie mediterranee: una graminacea perenne, Lygeum spartum, e due arbusti, Atriplex halimus e il lentisco (Pistacia lentiscus). Hanno provato a trazione le singole radici, misurato il RAR alle varie profondità e calcolato il rinforzo con il modello di Wu e Waldron. Negli strati superficiali rinforza di più Lygeum spartum, in quelli profondi il lentisco; Atriplex halimus rinforza meno delle altre due. Eppure in Spagna le radici di Atriplex halimus erano fra le più resistenti. Il rinforzo dipende dalla resistenza di ogni radice e anche da quante radici attraversano il terreno, cioè dal RAR della formula di Wu. Con quel modello i valori sono dei massimi, e servono proprio a confrontare le specie fra loro.

Sui pendii le piante cambiano anche la forma dell’apparato radicale. Nelle ricerche delle università dell’Insubria e del Molise, piante giovani di ginestra e di orniello (Fraxinus ornus) cresciute su scarpata sviluppavano, dalla parte di monte, «radici più ampie e più resistenti» rispetto alle piante cresciute in piano (Chiatante e colleghi, 2003, come riportano Palmeri e Cornelini nel manuale del Lazio). Di Iorio e colleghi (2005) hanno scavato fino alle radici di 1 centimetro dieci roverelle adulte (Quercus pubescens), cinque su un pendio ripido e cinque su un pendio dolce. Sul pendio ripido le radici laterali si raggruppavano verso monte, e gli autori ne deducono che erano loro, più che il fittone, a dare gran parte dell’ancoraggio.

Per le erbe perenni c’è una prova su scarpate di scavo. Ad Altomonte, in Calabria, sulle scarpate aperte per una centrale termoelettrica sono state messe a dimora, fra novembre 2002 e maggio 2003, quattro graminacee perenni dalle radici profonde, fra cui il vetiver. Cazzuffi, Corneo e Crippa (2006) ne hanno seguito la crescita. Nei sopralluoghi dell’agosto e del novembre 2003 le radici avevano attraversato lo strato di terreno vegetale riportato, spesso 0,2-0,3 metri, ed erano entrate nell’argilla sotto. Nelle prove di taglio diretto in laboratorio, su campioni di 200 millimetri di diametro presi fino a 1 metro di profondità, le radici aggiungevano da 2 a 15 kPa di coesione, secondo la specie. Il valore più alto l’hanno dato le radici del vetiver, che erano anche le più resistenti a trazione.

Il vetiver (Chrysopogon zizanioides) è diventato popolare nell’ingegneria naturalistica per il rinforzo dei versanti (Masi, Segoni e Tofani, 2021). Nei climi tropicali e subtropicali è molto usato e promosso per stabilizzare i pendii, e ha radici fascicolate che arrivano fino a 3 metri di profondità (Stokes e colleghi, 2014, che riprendono Hellin e Haigh, 2002). In Italia, però, è una specie esotica. Già nel 2005 il manuale della Regione Lazio poneva la questione come un problema di deontologia professionale: nelle aree di elevato valore naturalistico vanno usate «solo specie autoctone», «escludendo il vetiver», e nelle aree protette il suo impiego resta escluso finché non si conosce meglio il suo comportamento negli ecosistemi (Sauli e Cornelini, 2005).

La scheda della piantagione di arbusti, nello stesso manuale, chiede che le specie siano «autoctone» e vengano «da materiale da propagazione locale». Nelle aree agricole, urbane e industriali il manuale ammette anche specie naturalizzate, ma considera sempre preferibili quelle autoctone. Anche il regolamento europeo sul ripristino della natura (regolamento UE 2024/1991), per i tre miliardi di alberi da piantare nell’Unione entro il 2030, chiede di dare priorità alle specie arboree autoctone (articolo 13). Trovarle, però, non è sempre facile. Nel manuale Cornelini e Sauli segnalano che nei vivai si trova la maggior parte degli alberi, ma pochi arbusti: mancano in particolare specie dei generi Salix, Calicotome, Cytisus e Lonicera.

Per le altre specie proposte per le scarpate, come il ligustro, il mirto o il carpino orientale, vale la regola già vista del manuale di Menegazzi e Palmeri. La coesione radicale si stima con il rilievo degli apparati radicali e con le prove di trazione sulle radici del posto.

Radici e stabilità dei versanti: fin dove arriva il rinforzo

Specie e terreno decidono anche fin dove scendono le radici. Nel 2002 H. Jochen Schenk e Robert B. Jackson hanno raccolto 475 profili di radici da 209 località del mondo. In più del 90 per cento dei profili almeno metà delle radici stava nei primi 30 centimetri di suolo, compresi gli orizzonti organici, e il 95 per cento nei primi 2 metri. Le radici scendevano più a fondo nei climi secchi, negli arbusteti rispetto alle praterie e nei suoli sabbiosi rispetto a quelli argillosi o di medio impasto. Il manuale di Menegazzi e Palmeri fa un’osservazione simile: le piante restano più in superficie nei suoli umidi e ricchi di sostanza organica, e scendono più a fondo in quelli asciutti e poveri.

La profondità massima è un’altra misura. Canadell e colleghi (1996) hanno raccolto 290 osservazioni su 253 specie. La profondità massima delle radici va da 0,3 metri per specie della tundra a 68 metri per Boscia albitrunca, nel Kalahari. In media è di 7,0 metri per gli alberi, 5,1 per gli arbusti e 2,6 per le erbe. Poche radici profonde, però, danno un RAR piccolo, e la formula di Wu dà un rinforzo in proporzione: per tenere una superficie di scivolamento serve una densità di radici che la attraversi.

Anche nei boschi la densità utile resta in alto: nei cedui, come negli altri boschi, la maggior parte delle radici sta nei primi 30-50 centimetri. Per questo il rinforzo di base su una superficie di scivolamento più profonda è basso o nullo (Vergani e colleghi, 2017). Il manuale di Menegazzi e Palmeri indica uno spessore dello strato rinforzato fra 1 e 1,5 metri. Raccomanda di non contare sulla coesione radicale, per prudenza, oltre 1,5 metri, al massimo 2.

Oltre alla profondità conta che cosa c’è sotto la coltre. Lo stesso manuale riprende, in una figura, quattro situazioni tipo di Tsukamoto e Kusakabe (1984). Nel caso A la coltre è sottile e poggia su una roccia compatta in cui le radici non entrano: al contatto resta una superficie debole, e l’effetto delle radici è leggero. Nel caso B la roccia ha fessure in cui le radici entrano e si ancorano: l’effetto è significativo, ma meno dove la roccia è poco fratturata. Nel caso C la coltre è più spessa e passa alla roccia attraverso uno strato di transizione, sempre più denso e resistente con la profondità; le radici lo attraversano, e l’effetto è massimo. Nel caso D la coltre è più spessa della profondità delle radici, e l’effetto è scarso. Per i casi A e D il manuale cita il rapporto INT-285 del Dipartimento dell’agricoltura degli Stati Uniti (1992), che suggerisce di usare il 25 e il 15 per cento della coesione radicale del caso C.

Un conto su un caso pubblicato mostra perché la profondità decide. Preti e Giadrossich (2009) hanno verificato un pendio toscano con questi dati: pendenza di 26,5 gradi, circa il 50 per cento; angolo d’attrito del terreno di 20 gradi; coesione di 1 kPa; peso di volume saturo di 20 kN/m³. Con lo schema del pendio indefinito e il terreno saturo fino alla superficie, il pendio nudo ha fattore di sicurezza 1 a 20 centimetri di profondità, come scrivono gli autori, e scende sotto 1 appena più in basso.

Aggiungo una coesione radicale di 5 kPa, dentro l’intervallo di 2-8 kPa trovato da Simon e Collison (2002) per le radici degli alberi. La tengo costante fino a 1 metro, lo spessore minimo dello strato radicato indicato da Menegazzi e Palmeri. I risultati sono nella tabella; i conti stanno nella nota in fondo.

Dentro lo strato radicato il pendio saturo sta in piedi: a mezzo metro il fattore di sicurezza passa da 0,62 a 1,87. Appena sotto lo strato, la superficie di scivolamento non incontra radici e il fattore torna quello del pendio nudo, 0,50. La coltre radicata, cioè, può scivolare tutta insieme sulla sua base. Anche se le radici scendessero più in basso, il loro effetto calerebbe, perché nel calcolo la coesione è divisa per la profondità. A 2 metri, 5 kPa portano il fattore da 0,43 a 0,75, e non bastano. Se le radici attraversassero il piano a ogni profondità, con quei 5 kPa il pendio arriverebbe al limite a 1,20 metri; senza radici ci arriva a 20 centimetri.

Lo schema del pendio indefinito non conta il rinforzo laterale ai bordi della frana, che pesa in misura diversa secondo le dimensioni della frana (Vergani e colleghi, 2017). Quando le radici non arrivano al piano, quindi, il calcolo sta dalla parte della sicurezza. Dice però con chiarezza dove sta il limite: nello spessore che le radici attraversano.

Le radici e l’acqua

Le piante cambiano anche l’acqua nel terreno, e l’effetto va nei due versi. Le chiome trattengono una parte della pioggia e la rimandano in aria. Con piogge deboli la trattengono quasi tutta, con piogge intense solo una frazione (Masi, Segoni e Tofani, 2021). Le radici tolgono acqua al suolo con la traspirazione, e il terreno più asciutto ha una suzione, cioè una pressione negativa dell’acqua nei pori, che ne aumenta la resistenza. Gray e Sotir (1996), come riporta la stessa rassegna, scrivono che un albero può asciugare il terreno fino a tre volte il raggio della chioma.

Dove le piogge superano sempre l’evapotraspirazione, cioè l’acqua che il suolo e le piante rimandano in aria, questo effetto è trascurabile. Con piogge moderate, invece, il suolo più asciutto prima dell’evento può accogliere più acqua (stessa fonte).

Quanto pesi l’acqua tolta al suolo rispetto al rinforzo delle radici, Simon e Collison (2002) l’hanno calcolato su sponde fluviali, separando i due effetti. Il loro modello di stabilità lavorava con i dati raccolti sul posto. Dopo un periodo asciutto, nella primavera 2000, gli alberi alzavano il fattore di sicurezza del 32 per cento con le radici e del 71 per cento con l’acqua tolta al suolo. Dopo un periodo umido, nella primavera 2001, del 46 e del 29 per cento. Le erbe, per via idrologica, lo abbassavano: del 10 e del 15 per cento. In più periodi del 2001 l’effetto idrologico degli alberi riduceva la stabilità, sempre compensato da quello meccanico.

Nell’altro verso, le radici aprono vie all’acqua. I canali lasciati dalle radici che marciscono possono drenare il pendio più in fretta, ma possono anche far entrare più acqua e aumentare il pericolo (Masi, Segoni e Tofani, 2021); studi che misurino questi effetti, avverte la rassegna di Vergani e colleghi (2017), mancano. Anche le radici vive fanno correre l’acqua. In una prova di laboratorio del 2026 Noviandi, Gomi, Sidle e colleghi hanno provato in una canaletta pendii seminati a pisello, usato come modello di apparato radicale, con 50, 200, 400 e 1.100 fusti per metro quadrato. Con la densità più alta la frana partiva più tardi, ma il terreno si saturava prima, perché l’acqua correva lungo le radici intrecciate. Con 50 e 200 fusti il pendio cedeva negli stessi tempi di quello nudo. La frana più piccola si è avuta con 400 fusti, e l’equilibrio migliore stava fra 400 e 1.100.

Lo stesso può succedere sotto un tappeto di rizomi. In Giappone, dopo le piogge del settembre 1998 a Kochi, Hiura e colleghi (2004) hanno trovato boschetti di bambù abbandonati sul luogo, o vicinissimi, in quasi un terzo dei dissesti. Il tappeto di rizomi del bambù lascia passare molta acqua. Quando il piede del pendio viene tagliato, l’acqua che vi entra provoca erosione e instabilità.

La radice bagnata tiene meno. Hales e Miniat (2017), sugli Appalachi meridionali, hanno misurato un rinforzo più basso nelle conche umide che sui dossi asciutti, perché la resistenza a trazione delle radici cala quando cresce la loro umidità. In laboratorio le radici si sono adattate all’umidità esterna in poche ore. Durante un temporale lungo, quindi, salgono le pressioni dell’acqua nei pori e insieme cala il rinforzo.

Al peso del terreno saturo si somma quello degli alberi, che conta poco. Il sovraccarico di una faggeta matura difficilmente supera 2,5 kPa, quanto uno strato di 15 centimetri di terreno sassoso (Masi, Segoni e Tofani, 2021, che riprendono O’Loughlin, 1974, e Dhakal e Sidle, 2003). Menegazzi e Palmeri indicano da 0,5 a 2 kPa per i boschi d’alto fusto, e un peso che conta solo per spessori dell’ordine di 30 centimetri. Nel conto sul pendio toscano, il sovraccarico di 0,4 kPa calcolato da Preti e Giadrossich dal peso delle piante cambia il fattore di sicurezza di meno di tre centesimi. Al peso degli alberi si aggiunge il carico del vento e della neve, e i suoi effetti locali sono poco conosciuti (Vergani e colleghi, 2017). In genere, scrivono gli autori, si può ammettere che non cambino la stabilità d’insieme di una frana: solo in condizioni estreme possono contribuire a innescarne una superficiale.

Le radici e l’erosione della superficie

Il rinforzo radicale lavora contro lo scorrimento di una massa. L’erosione è un altro processo: la pioggia e l’acqua che scorre staccano i granuli uno per uno dalla superficie. Gyssels, Poesen, Bochet e Li (2005) hanno raccolto gli studi sull’erosione dei suoli con radici. Le perdite di suolo calano in modo esponenziale al crescere della quantità di radici, come calano al crescere della copertura vegetale. Il peso delle radici, però, cambia con il tipo di erosione.

Contro l’erosione da impatto delle gocce le radici non contano: il coefficiente che ne misura l’effetto vale zero. Contro l’erosione diffusa contano meno, e la protezione principale viene dalla copertura del suolo. Contro i rigagnoli e i solchi, invece, le radici valgono almeno quanto la copertura. Nei dati raccolti dagli autori, il coefficiente di efficacia delle radici è da 5 a 21 volte più alto per i rigagnoli che per l’erosione diffusa, secondo come si misura la quantità di radici.

La copertura vuol dire foglie, lettiera, erba e muschio: quello che intercetta le gocce prima che tocchino il terreno. Un pendio può quindi essere stabile contro lo scivolamento e perdere lo stesso terra, granulo dopo granulo, se la sua superficie è nuda. Sulla parete del sentiero succede proprio questo.

La scarpata del sentiero, fotografia per fotografia

Le fotografie sono state scattate in una giornata di sole, senza un riferimento di misura. Descrivono lo stato della parete; non dicono quanti centimetri di terra se ne sono andati, né in quanti anni.

Che cosa si legge. La prima cosa è la forma della parete (Fotografie 2 e 3). Lo strato alto, pieno di radici, regge; sotto, dove le radici diradano, la faccia è arretrata. La terra è rimasta dove le radici la attraversano fitte, e se n’è andata dove non c’erano radici a tenerla.

La seconda cosa è la superficie. La faccia è nuda: non c’è erba, non c’è lettiera, e le radici non coprono il terreno. Contro le gocce e contro l’acqua che scende sulla faccia la protezione manca, come dicono i dati di Gyssels e colleghi sull’erosione da impatto e diffusa. Al piede (Fotografia 6) il terreno è nudo anche sotto gli arbusti.

La terza cosa è il taglio. Il sentiero corre al piede del pendio, e la parete ha tutta l’aria di essere nata dallo scavo del sentiero. Un taglio così somiglia a quello delle strade forestali. La rassegna di Vergani e colleghi (2017), che riprende Sidle e Ochiai (2006), scrive che la costruzione delle strade forestali può aggravare le frane superficiali e l’erosione.

La quarta cosa riguarda le radici grosse (Fotografie 3 e 4). Corrono sulla faccia e scendono fino al piede: la terra che le avvolgeva se n’è andata, e loro sono rimaste. Sono le radici che reggono le forze più grandi, e anche le più lente a marcire: le radici fini si rinnovano in pochi mesi, quelle grosse impiegano anni (Vergani e colleghi, 2017).

Sul versante il quadro cambia (Fotografie 8 e 9). Foglie, edera, muschio e rami coprono il terreno, e nelle fotografie la terra non si vede scavata. È la copertura di cui parlano Gyssels e colleghi. Anche qui, però, c’è un indizio di terra persa: alla base dell’albero della Fotografia 7 le radici principali sono fuori terra, coperte di muschio. Se il terreno si è abbassato intorno all’albero, il muschio dice che è successo da tempo; per esserne certi serve una misura.

Nelle Fotografie 5 e 10 foglie e fusti sembrano di bambù. Se lo è, vale l’avvertenza di Hiura e colleghi: il tappeto di rizomi lascia entrare molta acqua, e con il piede del pendio tagliato quell’acqua può provocare erosione e instabilità.

Che cosa non si legge. Le fotografie non dicono se la parete perde terra più con la pioggia o per il suo stesso peso, quando è asciutta. Non dicono nemmeno se la parte alta rischia di scivolare tutta insieme. Per saperlo servono misure.

Le radici scoperte, però, si possono usare come un metro. Bodoque e colleghi (2005), sulla Sierra de Guadarrama, in Spagna, hanno datato l’anno in cui le radici di pino silvestre sono rimaste scoperte, dagli anelli di crescita e dai cambiamenti del legno nelle sezioni delle radici. Dividendo lo spessore di suolo perso per gli anni hanno ottenuto da 1,7 a 2,6 millimetri l’anno lungo un sentiero molto frequentato, per 101 anni: fra 17 e 26 centimetri in un secolo. In un bosco rado di leccio hanno trovato da 1,1 a 1,8 millimetri l’anno, per 42 anni. Il metodo ha dato risultati affidabili sul pino, non sulla quercia.

Sulla parete del sentiero la prima misura è più semplice, ma chiede pazienza. Si scelgono cinque o sei radici grosse che corrono aderenti alla faccia e sono ancora legate al terreno ai due capi: quelle che pendono si muovono, e non servono. Ognuna si segna con un picchetto numerato al piede, e sulla radice si segna con la vernice il punto di misura. Con un metro rigido letto al millimetro si misura la distanza fra il dorso della radice, in quel punto, e la faccia del terreno accanto; si fotografa ogni radice con il metro accanto. La misura si ripete ogni anno nello stesso mese, in autunno prima delle piogge lunghe, e per più anni. Se la distanza cresce, la parete sta ancora perdendo terra, e si vede di quanti millimetri l’anno. Se in un anno non cambia, non vuol dire che la perdita si è fermata: i ritmi misurati da Bodoque e colleghi sul fondo di un sentiero vanno da 1,1 a 2,6 millimetri l’anno, e una differenza così piccola si legge solo dopo più anni. Un tronco o una radice da datare con gli anelli si tagliano solo con il permesso del proprietario, e il lavoro spetta a un laboratorio di dendrocronologia.

Quando le radici se ne vanno: taglio, incendio, invecchiamento

Il rinforzo non finisce quando la pianta muore: cala anno dopo anno, mentre le radici marciscono. Wu, McKinnell e Swanston (1979) lo avevano già visto in Alaska: dopo il taglio, le radici marcivano e la resistenza del terreno calava. Oggi quei tempi si conoscono.

In un bosco di abete rosso del Canton Svitto, sulle Alpi svizzere, Vergani e colleghi (2016) hanno provato sul campo radici fino a 12 millimetri e hanno calcolato il rinforzo con il modello a fasci. Lo esprimono come forza massima mediana del fascio di radici: 2.708 newton nel bosco vivo. Cinque anni dopo il taglio era di 1.167 newton, il 43 per cento; nel riassunto gli autori arrotondano al 40. Dopo dieci anni era di 155 newton, un valore che stimano con il loro modello di decadimento, perché a quell’età mancavano prove sulle radici. Dopo quindici anni era zero: di radici di abete non se ne trovavano più. Arbusti e rinnovazione naturale, cioè i giovani alberi nati da soli nella tagliata, dopo quindici anni arrivavano a quasi il 30 per cento. Nella rinnovazione di quindici anni non c’erano radici più grosse di 5 millimetri.

La rassegna di Vergani e colleghi (2017) allarga il quadro. Studi sulle Alpi e sugli Appennini hanno trovato, dieci anni dopo la morte della pianta, un calo della forza di trazione delle radici fra il 40 e il 90 per cento. Il contributo delle radici sparisce del tutto dopo 15-20 anni. La finestra di pericolo, scrivono gli autori, si apre quando le radici cominciano a marcire, e resta aperta finché la vegetazione legnosa non si è ristabilita con una densità di radici sufficiente.

Conta anche come si taglia. Sidle (1992) ha simulato più cicli di taglio su un versante dell’Alaska costiera. I tagli rasi, da soli o alternati ai diradamenti, davano condizioni meno stabili dei tagli parziali e dei tagli successivi. Questi ultimi tolgono il bosco vecchio in più riprese, mentre sotto cresce il nuovo. Aumentavano la probabilità di frana anche i turni sempre più corti, cioè tagli sempre più ravvicinati, e la rinnovazione scarsa. Pesava anche la distruzione del sottobosco durante l’esbosco, cioè il trasporto dei tronchi fuori dal bosco. Anche fra i diradamenti, che tolgono solo una parte degli alberi, c’è differenza. Cislaghi e colleghi (2019), come riporta la rassegna di Masi e colleghi, hanno trovato che il diradamento dall’alto, fra le piante dominanti, riduce il rinforzo in modo significativo; quelli dal basso, fra le piante sottoposte, e quelli intermedi lo riducono di poco.

Lo stesso vale per le aperture nel bosco. A St. Antönien, in Svizzera, Moos e colleghi (2016) hanno trovato che il rinforzo cala con la distanza dagli alberi, e che le aperture più lunghe di 20 metri aumentano in modo critico la suscettibilità alle frane superficiali. Rickli e colleghi (2019), su più di 600 frane svizzere, hanno confermato che il bosco pesa soprattutto sui versanti oltre i 35 gradi, come riporta la stessa rassegna.

In Italia i cedui, boschi tagliati a turni regolari, coprono circa 3,3 milioni di ettari (Nicolescu e colleghi, 2014, come riportano Vergani e colleghi, 2017). Specie come il castagno e il faggio rinnovano l’apparato radicale a ogni turno di taglio. Per queste, scrive la rassegna, la ceduazione regolare può tenere il terreno meno della conversione a fustaia, dove le radici grosse dei fusti grandi contano molto. Lasciare il ceduo invecchiare senza tagli è un’altra cosa: Dazio e colleghi (2018), sul castagno, hanno trovato che il ceduo invecchiato rinforza meno di quello tagliato con regolarità, come riporta la rassegna di Masi e colleghi.

Sui versanti ripidi, in Italia e nel Sud della Svizzera, le ceppaie di castagno di cedui invecchiati possono crollare, soprattutto nelle conche e sui tratti più ripidi. Vergani e colleghi precisano che il crollo delle ceppaie non innesca le frane superficiali, ma può causare erosione. Anche dopo il taglio l’erosione pesa: la perdita di suolo diventa un problema sopra gli 8-9 gradi di pendenza e cresce molto sopra i 20 (Borrelli e colleghi, 2016, come riporta la stessa rassegna).

Il fuoco toglie il bosco come il taglio. Gray e Megahan (1981) lo avevano già scritto per l’Idaho, e il rapporto ISPRA del 2025 mette l’aumento degli incendi fra gli effetti del clima che rendono il suolo più esposto alle frane superficiali.

Ingegneria naturalistica: le radici come materiale da costruzione

Dove le radici mancano, o non bastano, si possono mettere a dimora apposta. L’ingegneria naturalistica usa le piante come materiale da costruzione. L’Atlante dell’APAT (2002) spiega che cosa fanno le parti vive di un’opera. Intercettano e rallentano l’acqua di pioggia, e così frenano l’erosione della superficie. Rinforzano il terreno con le radici. Lo asciugano. Il legno morto di un’opera, avverte lo stesso Atlante, «può marcire in tempi relativamente brevi», e nella fase successiva la stabilità la assicurano le talee e le piantine che hanno radicato. Il passaggio non è scontato: nei 16 cantieri del Lazio di cui si parla nella sezione sui controlli, le talee hanno attecchito per lo più fra lo 0 e il 20 per cento. Tutte le opere con materiale vivo, scrive ancora l’Atlante, si realizzano nel periodo di riposo vegetativo.

L’Atlante divide le opere in famiglie. I rivestimenti contro l’erosione possono essere biodegradabili, come biotessili e biostuoie, o sintetici. Gli inerbimenti vanno dalla semina a spaglio alle zolle erbose e all’idrosemina. Le opere di stabilizzazione vanno dalle piantagioni alle fascinate, alle viminate, alle palizzate, alle palificate, alle gradonate e alle grate vive. Nell’Atlante la viminata si chiama anche graticciata. Fra le opere di sostegno ci sono le gabbionate e le terre rinforzate, che si possono rinverdire; fra le opere di drenaggio, i drenaggi superficiali, i dreni suborizzontali, le trincee e gli speroni drenanti. La tabella riporta le misure che l’Atlante dà per le opere più usate sui versanti.

Tre righe della tabella riguardano da vicino una scarpata sabbiosa. La fascinata, scrive l’Atlante, non è indicata nei terreni poco coesivi, perché consolida poco in profondità, e solo dopo che le verghe hanno radicato. L’idrosemina di base vuole terreni con molta frazione fine; su un terreno povero di fine e di sostanza organica l’Atlante indica quella a fibre legate.

Nella palificata le talee attraversano tutta l’opera: sul retro si infiggono per 15-20 centimetri nel terreno in posto, e sul davanti sporgono per 10-25 centimetri.

Il punto delicato di queste opere è il passaggio di consegne fra il legno e le radici. Giachi e colleghi (2024), su una frana superficiale sistemata in Toscana, scrivono che il successo dipende da due verifiche. Nel breve periodo conta la stabilità data dalla struttura non viva; nel lungo periodo conta lo sviluppo della vegetazione. Per seguire le radici hanno confrontato un metodo diretto, il RAR misurato sugli scavi, e uno indiretto, la tomografia elettrica del terreno. La crescita delle piante l’hanno seguita dalle immagini dei satelliti Landsat, con l’indice NDVI, che dalla luce riflessa stima quanta vegetazione c’è sopra il suolo.

Il periodo in cui il legno marcisce e le radici non tengono ancora si può coprire anche con opere convenzionali. Uzielli e colleghi (2025), su un versante vicino a Firenze, hanno confrontato tre soluzioni: una convenzionale, con materiali inerti, cemento e acciaio; una solo con le piante; una combinata. Hanno calcolato i fattori di sicurezza in più fasi del tempo e con diversi gradi di prudenza sui parametri. In quel sito la soluzione combinata è risultata la migliore: dava stabilità subito dopo i lavori, e una stabilità che cresceva nel tempo con il contributo delle piante. Per i fenomeni profondi, scrivono gli autori, le piante da sole non bastano.

Le NTC 2018 non nominano né le radici né la vegetazione. Chiedono però due cose che valgono anche per queste opere. La prima è al punto 6.3.4: il margine di sicurezza accettato dal progettista va giustificato con il livello di conoscenze, con l’affidabilità dei dati e con il modello di calcolo. La seconda è al punto 6.3.5: il progetto di un intervento di stabilizzazione comprende un piano di monitoraggio e un piano di gestione e controllo nel tempo della sua efficacia. Un’opera che cambia con gli anni, perché il legno marcisce e le radici crescono, ha bisogno proprio di quei piani.

Dopo i lavori: controlli e manutenzione

Il manuale della Regione Lazio dà a quei piani una forma concreta. Mazzanti, Guarnieri e Preti ricordano che un’opera di ingegneria naturalistica non è finita quando le piante sono a dimora: per sua natura richiede fin dall’inizio un piano di manutenzione (riprendono Paiero e colleghi, 1996). Il monitoraggio dopo i lavori si fa con sopralluoghi in primavera e in autunno, per almeno due stagioni vegetative. Si controlla se le specie impiantate hanno attecchito e sono sane, e come crescono semine, talee, arbusti e alberi. Dopo ogni intervento di manutenzione l’opera si segue per un’altra stagione vegetativa, per vedere se l’intervento ha funzionato.

Per la manutenzione gli stessi autori chiedono un programma periodico che copra un periodo medio di 5-6 anni, scritto nel progetto: nel capitolato, con la sua copertura nel computo metrico, oppure in un contratto di manutenzione a parte. Va seguita anche la vegetazione spontanea, che se non è controllata può compromettere l’opera: per erbe e arbusti il turno degli interventi può essere annuale o biennale, per gli alberi di 5-6 anni.

Quanto contino i controlli lo mostra il monitoraggio di 16 cantieri di sistemazione di versante del Lazio, fatto in una convenzione fra la Regione e l’Università della Tuscia e descritto nel manuale da Preti e Milanese. L’idrosemina o la semina era prevista in 12 cantieri su 16: è stata fatta davvero solo nel 25 per cento dei casi, e nel 58 per cento non è stata fatta affatto. In molti casi, precisano gli autori, la semina è saltata perché l’erba spontanea era cresciuta abbondante. Le talee avevano attecchito poco, per lo più fra lo 0 e il 20 per cento, e il salice bianco ha dato i risultati migliori. Le piante radicate stavano o nella classe di attecchimento più bassa o in quella più alta. Fra le cause probabili gli autori indicano la scelta delle specie, la qualità e la provenienza del materiale di vivaio, la forte siccità dell’estate 2003 e l’assenza di cure colturali subito dopo l’impianto. Preti e Milanese ne concludono che si fanno ancora molti errori di fondo, soprattutto nell’esecuzione, e che servono imprese con competenze specifiche. Dai dati sull’attecchimento ricavano anche il bisogno di ricerche sulle specie adatte al clima mediterraneo e di vivai locali.

Ai sopralluoghi si possono affiancare strumenti. Ognuno misura una cosa diversa, e nessuno misura da solo il rinforzo delle radici. Il georadar vede le radici grosse, sopra i 2 millimetri di diametro. Lavora meglio nei terreni ben drenati e resistivi, cioè che si oppongono al passaggio della corrente elettrica, come le sabbie asciutte. Dà misure affidabili solo in condizioni adatte, che cambiano da un sito all’altro (Guo e colleghi, 2013). La tomografia elettrica misura la resistività del terreno. Amato e colleghi (2008), sotto un bosco di ontano nero, hanno trovato che seguiva la massa delle radici nei campioni presi fino a circa un metro di profondità, ma dipendeva anche dall’acqua del suolo. Giachi e colleghi l’hanno confrontata con il RAR misurato sugli scavi.

Dall’alto i satelliti vedono la vegetazione; le radici restano sotto terra. L’indice NDVI, calcolato dalle immagini dei Landsat usati da Giachi e colleghi o dei Sentinel-2 europei, che hanno una risoluzione da 10 a 60 metri secondo la banda (Drusch e colleghi, 2012), segue lo sviluppo della vegetazione. L’interferometria radar da satellite (InSAR), con i dati dei Sentinel-1, a una risoluzione tipica di 10 metri (Torres e colleghi, 2012), rileva gli spostamenti del terreno. Il rapporto ISPRA del 2025 le riconosce un contributo importante per le frane a cinematismo lento, cioè con velocità moderate o lente, come le colate lente. Le frane superficiali di cui parla questo articolo, invece, spesso diventano colate rapide. Il rapporto ISPRA aggiunge che il monitoraggio in sito, sul versante, resta fondamentale. Serve a verificare nel tempo l’efficacia delle opere e a tarare i dati dei sistemi che lavorano a scala più ampia. Per progettare, installare e gestire le reti di strumenti sul versante, nel 2021 il Sistema nazionale per la protezione dell’ambiente ha pubblicato le linee guida SNPA per il monitoraggio delle frane, come ricorda ancora il rapporto.

Il rilievo dall’alto serve anche a progettare. Nel Parco di Portofino Turconi e colleghi (2020) mettono i rilievi LiDAR fra le attività necessarie alle soluzioni basate sulla natura del progetto europeo RECONECT. Il LiDAR è una scansione laser che dà la forma del terreno e l’altezza delle chiome. Lì serve a trovare le zone critiche per l’instabilità lungo i corsi d’acqua e a ricostruire i muri a secco. Dall’altezza delle chiome Hwang e colleghi, come riporta la rassegna di Masi e colleghi, hanno ricavato anche una mappa della coesione radicale, ma l’hanno tarata sulle radici misurate negli scavi.

Il rinforzo delle radici, quindi, si misura ancora con i metodi diretti: trincee, prove a trazione, prove di taglio. Gli strumenti servono a seguire nel tempo come crescono le piante e come si muove il versante, e il piano di monitoraggio li mette insieme ai sopralluoghi.

Come si mette la radice nel calcolo

La procedura che segue mette in fila i passi indicati dalle fonti, per un pendio in cui si vuole contare sul rinforzo delle radici.

1. Si trova la profondità della possibile superficie di scivolamento. Servono le indagini chieste dal punto 6.3 delle NTC 2018: rilievo del pendio, successione degli strati, pressioni dell’acqua nei pori. Per prudenza la coesione radicale non si conta oltre 1,5 metri di profondità, al massimo 2 (Menegazzi e Palmeri, 2013). 2. Si riconosce la situazione tipo. Si guarda il contatto fra la coltre e lo strato sotto, e si sceglie fra i casi A, B, C e D di Tsukamoto e Kusakabe. Nei casi A e D si usa il 25 e il 15 per cento della coesione del caso C (rapporto USDA INT-285, 1992, come riportano Menegazzi e Palmeri). 3. Si rilevano le radici. Fra i metodi usati di solito, ricorda la rassegna di Masi e colleghi, ci sono lo scavo dell’intero apparato radicale, la parete di trincea e il lavaggio di campioni di terreno. Il lavaggio, però, perde una parte considerevole delle radici. Nella parete di trincea si scava un profilo e sulla parete pulita si contano e si misurano le radici, direttamente o da una fotografia (Böhm, 1979, come ricordano Preti e Giadrossich, 2009). Negli studi raccolti da Vergani e colleghi (2017) le trincee sono larghe da 50 centimetri a 4 metri e profonde da pochi centimetri a 1-2 metri; per il calcolo, il RAR serve alla profondità della possibile superficie di scivolamento. Preti e Giadrossich hanno invece scavato a mano le piante e contato le radici che attraversano una sezione orizzontale ogni 5 centimetri di profondità. In tutti e due i casi, a ogni profondità si somma l’area delle sezioni delle radici e la si divide per l’area di terreno: è il RAR a quella profondità. 4. Si prova a trazione un campione di radici. Si provano radici di ogni classe di diametro e si ricava la legge fra resistenza e diametro, del tipo Tr = a · d elevato alla -b. Per la ginestra Preti e Giadrossich hanno provato 98 radici, da 0,65 a 9,9 millimetri di diametro con la corteccia, circa un’ora dopo averle tolte dal terreno e tenute umide. Ne hanno ricavato Tr = 37,605 · d elevato alla -0,306, con Tr in megapascal e d in millimetri. Le radici che si rompono lontano dal centro del campione non vanno scartate d’ufficio: Boldrin e colleghi (2021), su festuca arundinacea e su due loietti, hanno visto rompersi il 75 per cento delle radici nel terzo più giovane e solo il 7 per cento nel terzo centrale, e chiedono di rivedere quell’abitudine. 5. Si calcola Cr, e la si tratta come un tetto. Con la formula di Wu e Waldron si ottiene il valore massimo. Poi lo si riduce, di 2-3 volte come indicano Menegazzi e Palmeri, o si usa un modello a fasci di radici. 6. Oppure si misura direttamente. Le prove di taglio in sito su blocchi di terreno radicato danno risultati più attendibili delle stime, perché contengono già la rottura non simultanea delle radici e il loro sfilamento (Menegazzi e Palmeri, 2013). 7. Si mette Cr solo dove le radici attraversano il piano. Si verifica anche il piano subito sotto lo strato radicato, che nell’esempio toscano ha fattore di sicurezza 0,50. 8. Si fa il conto nelle condizioni peggiori. Terreno saturo e radici bagnate, che tengono meno (Hales e Miniat, 2017). Il punto 6.3.4 delle NTC 2018 chiede di assumere le condizioni più sfavorevoli ragionevolmente prevedibili, quando le pressioni dell’acqua non si possono valutare bene. 9. Si mette nel conto il tempo. Dopo un taglio il rinforzo scende al 40 per cento in cinque anni e a zero in quindici (Vergani e colleghi, 2016). In un’opera nuova il legno marcisce prima che le radici siano cresciute. Per entrambi i casi si verifica anche la fase di mezzo. 10. Si scrive il piano di monitoraggio e di gestione. Lo chiede il punto 6.3.5 delle NTC 2018, con le soglie di attenzione e di allarme del punto 6.3.6. Per le parti vive il manuale del Lazio indica sopralluoghi in primavera e in autunno per almeno due stagioni vegetative e un programma di manutenzione di 5-6 anni, come nel capitolo «Dopo i lavori: controlli e manutenzione».

Le scorciatoie che non tengono

«Ci sono erbe con radici lunghe 15 metri.» Su 253 specie, Canadell e colleghi (1996) hanno trovato per le erbe una profondità massima media di 2,6 metri. Per il vetiver, l’erba diventata popolare per il rinforzo dei versanti, Stokes e colleghi (2014) riportano radici fino a 3 metri. La profondità massima di poche radici, comunque, non è la profondità del rinforzo: in più del 90 per cento dei profili il 95 per cento delle radici sta nei primi 2 metri (Schenk e Jackson, 2002). Un numero così, senza una misura pubblicata, non si usa in un progetto.

«Più radici ci sono, più il pendio è sicuro.» Nelle prove di Noviandi e colleghi (2026) la densità più alta ritardava la frana, ma saturava prima il terreno, perché l’acqua correva lungo le radici. L’equilibrio migliore stava a densità intermedie.

«Il peso degli alberi fa franare il pendio.» Il sovraccarico di una faggeta matura difficilmente supera i 2,5 kPa (Masi e colleghi, 2021). Nel conto toscano, 0,4 kPa cambiano il fattore di sicurezza di meno di tre centesimi. Le ceppaie crollate dei cedui invecchiati causano erosione, non frane superficiali (Vergani e colleghi, 2017).

«La coesione del modello di Wu è quella che c’è nel terreno.» È un massimo. Le misure danno da 2 a 3 volte meno (Menegazzi e Palmeri, 2013), e la sovrastima può crescere di un ordine di grandezza quando le forze non rompono tutte le radici (Pollen e Simon, 2005).

«Dal satellite si vede se le radici tengono.» L’indice NDVI segue lo sviluppo della vegetazione vista dall’alto; le radici restano sotto terra. L’interferometria radar misura gli spostamenti del terreno, e l’ISPRA le riconosce un contributo importante per le frane a cinematismo lento. Le frane superficiali, invece, spesso diventano colate rapide. Il rinforzo delle radici si misura sul posto, con trincee, prove a trazione e prove di taglio.

«Il bosco tagliato tiene ancora, le radici restano nel terreno.» Restano, ma marciscono: dieci anni dopo la morte della pianta la loro forza è calata fra il 40 e il 90 per cento, e dopo 15-20 anni il contributo sparisce (Vergani e colleghi, 2017).

«La ginestra si moltiplica facilmente per talea.» Nelle prove di Preti e Giadrossich (2009), dopo quasi due anni era morto più del 92 per cento delle talee, con o senza ormone. Nelle stesse prove hanno attecchito tutte le piante messe a dimora con la zolla.

Se la casa sta sotto o sopra un pendio: che cosa si fa, in ordine

Chi ha una casa a ridosso di un pendio parte dall’acqua, e mette le piante dopo. È la stessa acqua che bagna i muri controterra e che, dentro il pendio, fa salire le pressioni nei pori mentre il rinforzo delle radici bagnate cala. Nell’articolo «Impermeabilizzare il muro è l’ultima mossa, non la prima» ho scritto la regola dei tre tempi: «Intorno a una casa l’acqua si tratta in tre tempi: prima si allontana quella che arriva dal tetto e dal terreno, poi si intercetta quella che scende nel terreno, e solo alla fine si ferma quella che resta.» Vicino a un pendio l’ordine è lo stesso; cambiano i posti dove l’acqua non deve finire.

Per l’Atlante dell’APAT i drenaggi di un pendio instabile e quelli dei terreni di fondazione hanno lo stesso scopo. Allontanano l’acqua di superficie e quella sotterranea, e così abbassano le pressioni nei pori e le spinte del terreno. Fra i drenaggi superficiali, che si fanno anche subito dopo una frana, l’Atlante mette i fossi di guardia e i dreni intercettori. Questi ultimi sono fatti di ghiaia pulita, con un tessuto non tessuto contro il terreno e un tubo fessurato che porta via l’acqua. L’Atlante chiede anche di sigillare con argilla costipata le fessure aperte, che nella parte alta di una frana sono fra le vie principali per cui la pioggia entra in profondità. Nei 16 cantieri del Lazio seguiti da Preti e Milanese la frana sistemata più spesso era lo scorrimento. Per gli scorrimenti, scrivono, di solito si abbina un drenaggio superficiale e sotterraneo alle opere di ingegneria naturalistica. Passa dall’acqua anche l’abbandono dei versanti terrazzati, che il rapporto ISPRA mette fra le cause delle frane. Senza una manutenzione costante dei muretti a secco e dei drenaggi, scrive il rapporto, i versanti terrazzati sono particolarmente esposti a franare con le piogge intense. Il muro a secco, spiega l’Atlante, lascia passare l’acqua: drena il terreno che sostiene e ne riduce la spinta. E già nel 1981 Gray e Megahan mettevano fra le misure per i boschi dell’Idaho le opere idrauliche che deviano l’acqua dalle zone critiche.

1. Si guarda dove va l’acqua, mentre piove. Durante una pioggia si gira intorno alla casa e lungo il ciglio del pendio. Si segnano il punto di scarico di ogni pluviale e i punti in cui l’acqua ristagna. Poi si guarda dove corre l’acqua dei piazzali verso il pendio, e dove quella del pendio scende verso la casa. Al piede si guarda se la terra è nuda, come sulla parete del sentiero, e se c’è stato uno scavo. Da questo giro esce il percorso dell’acqua, che è il primo dato del progetto. 2. Si allontana l’acqua del tetto e dei piazzali, senza mandarla nel pendio. I pluviali si allungano finché l’acqua cade lontano dal terreno che sta contro la fondazione. Il codice residenziale americano chiede di scaricarla a 1,52 metri o più dalle fondazioni, ma solo dove ci sono terreni espansivi o collassabili (sezione R801.3). Il codice edilizio della Columbia Britannica, dove i pluviali non finiscono in una rete, chiede di allungarli finché l’acqua va via senza erosione del terreno. Il pluviale non va mai collegato al tubo drenante della fondazione (Dipartimento dell’Energia statunitense, rapporto BA-1015). Il terreno scende allontanandosi dalla casa: il codice americano chiede una caduta del 5 per cento nei primi 3 metri e almeno il 2 per cento sulle superfici pavimentate (sezione R401.3). Dove il pendio sta a monte della casa, da quel lato il terreno non può scendere verso fuori. Per questo caso lo stesso codice chiede fossi o canalette che portino l’acqua lontano dalla casa (sezione R401.3, eccezione). È la stessa logica dei fossi di guardia che l’Atlante dell’APAT scava a monte delle frane, per intercettare l’acqua che corre sul versante e allontanarla dall’area instabile. Su un pendio c’è un vincolo in più. Quell’acqua non si scarica sul pendio e non si lascia disperdere nel terreno a monte. La Regione del Veneto, nell’allegato A alla delibera 2948 del 2009 sulla compatibilità idraulica, avverte che la dispersione sul terreno, nei pendii con un’acclività non trascurabile, può avere controindicazioni per la stabilità del versante. L’acqua va portata a un recapito: la fognatura delle acque bianche, se c’è, oppure un corso d’acqua o un canale, con i titoli che servono. 3. Sul pendio non si scava un pozzo perdente. Il documento inglese sul drenaggio (Approved Document H, punto 3.25) non lo ammette a meno di 5 metri da edifici e strade, nelle aree instabili e dove la falda, in qualche periodo dell’anno, raggiunge il fondo del pozzo. Il codice edilizio della Columbia Britannica lo vuole ad almeno 5 metri dalla fondazione, e solo dove la falda naturale sta sotto il fondo. Il Codice civile fissa poi le distanze dal confine: almeno 2 metri per i pozzi e le cisterne, e 1 metro per i tubi (articolo 889). Un pozzo perdente scavato sopra un pendio porterebbe l’acqua in profondità, sotto lo strato che le radici attraversano, dove il loro rinforzo non arriva. 4. Il piede del pendio non si taglia. Non si taglia per allargare un cortile o aprire un vialetto, e uno scavo al piede che serve davvero si fa solo dopo la verifica di stabilità del pendio. Fra le cause che predispongono un pendio a franare, scrive il rapporto ISPRA, negli ultimi decenni pesano sempre di più quelle umane: tagli stradali, scavi, sovraccarichi di edifici e rilevati. Per un’opera su un pendio, o vicina a un pendio, le NTC 2018 chiedono di verificare la stabilità globale del pendio con e senza l’opera (punto 6.4.1). Nella verifica entrano anche gli scavi e i riporti che servono a farla. Per uno scavo su pendio chiedono di verificare come cambia la stabilità del pendio stesso (punto 6.8.6.2). 5. Il dreno della casa si decide con un dato; il drenaggio del pendio è un’altra opera. Se la casa ha un interrato, il drenaggio perimetrale si decide dopo aver visto dove sta l’acqua. Si scava un pozzetto di prova di almeno un metro quadrato in pianta e profondo 2 metri, e lo si controlla in stagioni diverse. È la buca che il documento inglese sul drenaggio prescrive per sapere a che quota sta la falda (Approved Document H, punto 1.33). Vicino alla casa e su un pendio anche il pozzetto è uno scavo che va progettato. Le NTC 2018 vogliono sostenute le pareti degli scavi vicini a costruzioni esistenti, e per uno scavo su pendio chiedono di verificare come cambia la stabilità del pendio (punto 6.8.6.2). Le pareti del pozzetto, quindi, si armano o si scavano inclinate secondo il piano di sicurezza, e la terra tolta non si ammucchia sul bordo. Il dreno si posa alla fondazione, più in basso del pavimento interno, nella ghiaia lavata con il tessuto filtrante verso il terreno. Il suo recapito si decide prima di scavare. Il suo compito è tenere l’acqua del terreno sotto il pavimento (Dipartimento dell’Energia statunitense, rapporto BA-1015). Historic England avverte che un dreno a trincea posato vicino alle fondazioni può concentrare l’acqua al piede dei muri, e perfino minare la stabilità delle fondazioni. Sono i due rischi che il progetto dello scavo deve escludere: lo stesso punto 6.8.6.2 delle NTC 2018 chiede di esaminare come lo scavo cambia l’acqua nei pori e di garantire la stabilità delle costruzioni vicine. Lungo una fondazione esistente lo scavo si apre per conci alternati, cioè a tratti corti che si richiudono prima di aprire il seguente. Quanto sono lunghi i tratti, e in che ordine si aprono, lo fissa il progettista, fra le fasi costruttive che la relazione geotecnica deve descrivere (NTC 2018, punto 6.1.2). Il drenaggio del pendio, invece, è un’opera di stabilizzazione. Nell’Atlante dell’APAT le opere di drenaggio vanno dai drenaggi superficiali ai dreni suborizzontali, alle trincee e agli speroni drenanti, e si progettano con le indagini del punto 6.3 delle NTC 2018. 6. Le piante vengono dopo, e per prima cosa coprono la superficie. Su un pendio nudo serve prima di tutto la copertura: contro le gocce e contro l’erosione diffusa lavorano foglie, lettiera ed erba più delle radici (Gyssels e colleghi, 2005). Arbusti e alberi autoctoni rinforzano poi lo strato che attraversano, di solito entro 1-1,5 metri (Menegazzi e Palmeri, 2013), e per arrivarci servono anni (Vergani e colleghi, 2016). Vicino alla casa le radici cercano l’acqua dei tubi. Donghi, nel 1923, avvertiva che entrano nei dreni fino a riempirli. Lo standard 606 del Natural Resources Conservation Service statunitense riguarda i dreni agricoli di campo: tiene pioppi, salici, olmi e aceri teneri ad almeno 30 metri per lato dal dreno, e le altre specie arboree a 15, esclusi i fruttiferi. Nessuno di questi numeri è una distanza fra una pianta e i muri di casa: i 30 e i 15 metri valgono per i dreni agricoli. Lo stesso vale per la misura di Gray e Sotir vista sopra, fino a tre volte il raggio della chioma: dice fin dove un albero può asciugare il terreno, non a che distanza piantarlo. 7. Si controlla ogni anno, e si chiama il geologo quando il terreno si apre. Ogni autunno, prima che arrivino le piogge lunghe, si apre ogni pozzetto e se ne guarda il fondo: se ci si trova fango, la linea raccoglie terra e la deposita, e il filtro o la pendenza non lavorano come dovrebbero. Si controllano poi i pluviali e i loro scarichi, e si rimisurano le radici scoperte con i picchetti e il metro rigido, come nella procedura per la parete del sentiero. Dopo un temporale forte si controlla dove l’acqua ha ristagnato e da dove è scesa. Per le opere soggette all’invarianza idraulica la manutenzione è anche un obbligo. Invarianza idraulica vuol dire che trasformare un’area non deve aggravare la piena del fosso, del corso d’acqua o della rete che ne riceve l’acqua. La Regione Friuli Venezia Giulia, nel suo regolamento, vuole i dispositivi di drenaggio accompagnati da un piano di manutenzione, attuato «a cura e spese dei proprietari delle aree interessate». Se sul ciglio, o a monte della casa, si aprono fessure nel terreno, i controlli non bastano più: le fessure di trazione si aprono ai bordi di una massa che si muove. La profondità della superficie di scivolamento e l’acqua nel terreno si misurano allora con le indagini del punto 6.3 delle NTC 2018. Il geologo ricostruisce il modello geologico del pendio (punto 6.3.2); le indagini geotecniche, di cui risponde il progettista, definiscono gli strati, le pressioni dell’acqua nei pori e la posizione della superficie di scivolamento (punti 6.2.2 e 6.3.3).

In sintesi

1. Le radici aggiungono al terreno una resistenza misurabile. Nel calcolo entra come coesione radicale, in kPa. I valori trovati sul campo vanno da pochi kPa a qualche decina: 2-8 kPa per gli alberi e 6-18 kPa per le erbe sulle sponde studiate da Simon e Collison (2002).

2. Il rinforzo vale solo dove le radici attraversano la superficie di scivolamento. Il meccanismo più efficace è il rinforzo di base: radici che la passano e si ancorano sotto. Se non ci arrivano, restano l’irrigidimento della massa e il rinforzo laterale, che contano meno (Vergani e colleghi, 2017).

3. Le radici stanno in alto. In più del 90 per cento dei profili raccolti da Schenk e Jackson (2002), almeno metà delle radici sta nei primi 30 centimetri e il 95 per cento nei primi 2 metri. Il manuale di Menegazzi e Palmeri non conta sulla coesione radicale oltre 1,5 metri, al massimo 2.

4. La profondità decide. Sul pendio toscano di Preti e Giadrossich, saturo, una coesione radicale di esempio di 5 kPa porta il fattore di sicurezza a mezzo metro da 0,62 a 1,87. Appena sotto uno strato radicato di 1 metro il fattore torna 0,50.

5. Il modello di Wu e Waldron dà un massimo. Cr = 1,2 · Tr · RAR suppone che tutte le radici si rompano insieme. Le misure danno da 2 a 3 volte meno, e i modelli a fasci di radici seguono la rottura progressiva.

6. Le specie si scelgono sul posto, fra quelle autoctone. Le misure italiane su ginestra, lentisco, orniello e roverella dicono come lavorano le loro radici; il valore da mettere nel calcolo si misura sulle radici del posto. Il vetiver rinforza molto, ma è esotico, e il manuale della Regione Lazio lo esclude dalle aree di elevato valore naturalistico.

7. Le radici cambiano anche l’acqua, nei due versi. Traspirazione e intercettazione asciugano il suolo; i canali delle radici e i rizomi possono farvi entrare più acqua. Le radici bagnate tengono meno.

8. Contro l’erosione di superficie contano la copertura e le radici fini. Contro l’impatto delle gocce le radici non contano; contro i rigagnoli contano almeno quanto la copertura (Gyssels e colleghi, 2005).

9. Dopo il taglio c’è una finestra di pericolo. Nell’abete rosso il rinforzo scende al 40 per cento in cinque anni e a zero in quindici (Vergani e colleghi, 2016). Il fuoco toglie il bosco come il taglio (Gray e Megahan, 1981).

10. Le opere di ingegneria naturalistica usano le radici, hanno limiti precisi e vanno seguite per anni. L’Atlante APAT dà misure e pendenze per ogni opera. Il manuale della Regione Lazio chiede sopralluoghi per almeno due stagioni vegetative e una manutenzione programmata di 5-6 anni. Le piante valgono per le instabilità quasi superficiali; per quelle profonde servono altre opere, anche insieme alle piante (Uzielli e colleghi, 2025).

11. Le radici scoperte misurano la terra persa. Sulla parete del sentiero lo strato radicato regge e la faccia nuda arretra. Con misure ripetute, o con la datazione degli anelli delle radici, si ricava quanta terra se ne va ogni anno.

12. Se la casa sta vicino a un pendio, l’acqua viene prima delle piante. L’acqua del tetto e dei piazzali si allontana senza mandarla nel pendio; il pozzo perdente non si fa a meno di 5 metri da un edificio né nelle aree instabili; le piante coprono la superficie e rinforzano solo lo strato che attraversano.

Dal cantiere

Il mio mestiere è l’acqua negli edifici. Con i versanti ho a che fare quando il pendio sta a monte di una casa, di un muro controterra o di un cortile. Davanti a una parete come quella del sentiero guardo prima di tutto l’acqua: da dove arriva sul ciglio, dove scorre sulla faccia, dove si ferma al piede. Poi guardo la superficie, se è nuda o coperta.

Le radici scoperte le leggo come un segno che la terra se ne sta andando. Non dicono però se il pendio sta per franare: quello lo dicono la profondità della superficie di scivolamento e l’acqua nel terreno, e li misurano le indagini del geologo e del progettista. Quando un pendio sta sopra una casa, il lavoro comincia da lì, e le piante vengono dopo, come parte del progetto e non al posto del progetto.

Domande frequenti

Piantare alberi su una scarpata la mette in sicurezza?
Da sola no. Le radici di un impianto nuovo crescono in anni: dopo il taglio di un bosco di abete rosso, arbusti e rinnovazione davano dopo quindici anni circa il 30 per cento del rinforzo del bosco maturo (Vergani e colleghi, 2016). Il rinforzo, poi, vale solo nello spessore che le radici attraversano, di solito entro 1-1,5 metri (Menegazzi e Palmeri, 2013). Se la superficie di scivolamento è più profonda servono altre opere, come drenaggi o opere strutturali, spesso insieme alle piante.

Fino a che profondità le radici tengono il terreno?
Fino a dove attraversano la superficie di scivolamento con una densità sufficiente. In più del 90 per cento dei profili raccolti da Schenk e Jackson (2002) almeno metà delle radici sta nei primi 30 centimetri; nei cedui la maggior parte sta nei primi 30-50 centimetri (Vergani e colleghi, 2017). Il manuale di Menegazzi e Palmeri non conta sulla coesione radicale oltre 1,5 metri, al massimo 2.

Tagliare gli alberi su un pendio aumenta il rischio di frane?
Per un periodo sì. Le radici degli alberi tagliati marciscono, e il rinforzo cala per anni, finché le piante nuove non hanno radici a sufficienza (Vergani e colleghi, 2016 e 2017). I tagli rasi danno condizioni meno stabili dei tagli parziali (Sidle, 1992), e le aperture più lunghe di 20 metri aumentano la suscettibilità alle frane superficiali (Moos e colleghi, 2016).

Meglio l’erba o gli alberi?
Fanno cose diverse. Le erbe hanno moltissime radici fini, molto resistenti, nei primi centimetri, e proteggono la superficie. Alberi e arbusti portano il rinforzo più in basso, con radici legnose che possono attraversare la superficie di scivolamento. La combinazione più efficace è la somma dei due (Masi e colleghi, 2021).

Quali piante usare per consolidare una scarpata?
Specie autoctone, da materiale di propagazione locale, come chiede il manuale della Regione Lazio. Per ginestra, lentisco, orniello e roverella ci sono misure italiane: la ginestra, per esempio, è efficace fino a circa mezzo metro (Preti e Giadrossich, 2009), e il lentisco rinforza gli strati profondi più di una graminacea come Lygeum spartum (Mattia e colleghi, 2005). Il vetiver ha dato il rinforzo più alto fra quattro graminacee provate in Calabria (Cazzuffi e colleghi, 2006), ma è una specie esotica, che il manuale del Lazio esclude dalle aree di elevato valore naturalistico. In ogni caso la coesione radicale si misura sulle radici del posto.

Le radici possono rendere un pendio meno stabile?
In certe condizioni sì. I canali delle radici possono far entrare più acqua nel terreno, e nelle prove di Noviandi e colleghi (2026) la densità più alta di piante saturava prima il terreno. Le radici possono anche allargare le fessure della roccia. Il peso degli alberi, invece, conta poco.

Si può mettere la coesione radicale in un calcolo di stabilità secondo le NTC 2018?
Le NTC 2018 non parlano di radici. Chiedono che i parametri vengano da indagini specifiche e che il margine di sicurezza sia giustificato con il livello di conoscenze e con l’affidabilità dei dati (punti 6.3.1 e 6.3.4). Una coesione radicale va quindi misurata sul posto, con rilievi e prove, applicata solo nello strato che le radici attraversano, e ridotta rispetto al valore del modello di Wu.

Quanto tempo ci vuole perché un’opera di ingegneria naturalistica tenga?
Dipende da quanto in fretta attecchiscono le piante, e il manuale della Regione Lazio chiede di verificarlo sul posto. Prevede sopralluoghi in primavera e in autunno per almeno due stagioni vegetative, e un programma di manutenzione che segue l’opera per 5-6 anni. All’inizio tiene la parte non viva: legname, pietrame, terra. Poi il legno marcisce, e la stabilità passa alle talee e alle piantine, se hanno radicato (Atlante APAT, 2002): per questo il progetto verifica anche la fase di mezzo. Giachi e colleghi (2024) hanno seguito le radici con gli scavi e con la tomografia elettrica, e la vegetazione con le immagini da satellite.

Che cosa vuol dire trovare radici scoperte su una scarpata?
Vuol dire che la terra intorno alle radici se n’è andata. Misurando la distanza fra il dorso della radice e il terreno si sa almeno quanta terra manca; datando l’anno in cui la radice è rimasta scoperta si ricava quanta se ne perde ogni anno. Bodoque e colleghi (2005) hanno trovato così da 1,7 a 2,6 millimetri l’anno lungo un sentiero molto frequentato.

Il bambù tiene la terra?
Tiene la superficie con un fitto tappeto di rizomi, che però lascia passare molta acqua. In Giappone, dopo le piogge del 1998 a Kochi, quasi un terzo dei dissesti aveva un boschetto di bambù abbandonato sul luogo o vicinissimo, e il pericolo cresce quando si taglia il piede del pendio (Hiura e colleghi, 2004).

Le radici fermano l’erosione della superficie?
Solo in parte. Contro l’impatto delle gocce non contano; contro l’erosione diffusa conta soprattutto la copertura di foglie, lettiera ed erba; contro i rigagnoli e i solchi le radici contano almeno quanto la copertura (Gyssels e colleghi, 2005).

In conclusione

La frase del sentiero, «le radici tengono la terra», è vera a metà. Le radici aggiungono al terreno una resistenza misurabile, che nei calcoli vale da pochi kPa a qualche decina. Ma la aggiungono solo nello strato che attraversano, di solito entro il metro o il metro e mezzo. E solo finché sono vive, o morte da poco, e finché il terreno resta loro intorno.

Da qui vengono i limiti pratici. Le radici tengono contro le frane superficiali; per quelle profonde servono altre opere. Dopo un taglio o un incendio un versante resta esposto per anni, finché le radici nuove non sono cresciute. E una parete nuda può perdere terra granulo dopo granulo anche sotto un bosco, perché il rinforzo delle radici lavora contro lo scivolamento, mentre contro le gocce la superficie ha bisogno della copertura di foglie, erba e muschio.

La parete del sentiero ne mostra due, la profondità e la superficie. Lo strato pieno di radici regge; sotto, la faccia nuda arretra; le radici grosse restano appese, a misurare la terra che se n’è andata. Chi deve decidere che cosa fare su un pendio parte da lì: dove sta la superficie di scivolamento, dove va l’acqua, che cosa copre il terreno. Il rinforzo delle radici entra nel conto dopo, solo nello spessore che attraversano, e con un piano che lo segua negli anni.

Nota sui calcoli

I conti stanno in un file di calcolo che accompagna il testo, con la fonte accanto a ogni costante. Le formule, per chi vuole rifare i conti, sono queste.

• Resistenza al taglio del terreno radicato (criterio di Mohr-Coulomb con il termine delle radici, Masi, Segoni e Tofani, 2021, equazione 2, scritta per il terreno saturo): τ = c’ + σ’ · tan φ’ + Cr, con c’ coesione efficace, σ’ tensione normale efficace sul piano, φ’ angolo di resistenza al taglio, Cr coesione radicale.
• Modello di Wu e Waldron (Masi, Segoni e Tofani, 2021, equazioni 3 e 5): Cr = Tr · RAR · [sen(90° - ψ) + cos(90° - ψ) · tan φ’], con ψ angolo della radice sul piano di taglio al momento della rottura. Con il termine fra parentesi fissato a 1,2 da Wu e colleghi (1979): Cr = 1,2 · Tr · RAR.
• Esempio: Tr = 20 MPa = 20.000 kPa, RAR = 0,0005: Cr = 1,2 × 20.000 × 0,0005 = 12 kPa; con il fattore 1,0, 10 kPa; divisi per la sovrastima di 2-3 volte, da 4 a 6 kPa. Equivalenza: 12 kPa / 20 kN/m³ = 0,60 metri di terreno saturo.
• Legge fra resistenza a trazione e diametro (Masi, Segoni e Tofani, 2021, equazione 1): Tr = a · d elevato alla b, con b negativo. Ginestra (Preti e Giadrossich, 2009): Tr = 37,605 · d elevato alla -0,306, Tr in MPa e d in mm.
• RAR a una profondità z: somma delle aree delle sezioni delle radici che attraversano il piano, divisa per l’area del piano (Preti e Giadrossich, 2009). 0,0005 su 1 m² = 10.000 cm² × 0,0005 = 5 cm².
• Pendio indefinito saturo fino al piano campagna, con la filtrazione parallela al pendio come ipotesi dello schema (Preti e Giadrossich, 2009, equazione 3; stessa impostazione in Menegazzi e Palmeri, 2013): FS = (c’ + Cr) / [(γsat · z · cos β + Wv) · sen β] + [(γ’ · z · cos β + Wv) / (γsat · z · cos β + Wv)] · tan φ’ / tan β, con γ’ = γsat - γw, z profondità verticale del piano, β inclinazione del pendio, Wv sovraccarico della vegetazione.
• Dati del pendio toscano (Preti e Giadrossich, 2009): γsat = 20 kN/m³, γw = 9,8 kN/m³, β = 26,5° (tan β = 0,499, il 49,9 per cento), φ’ = 20°, c’ = 1 kPa. Termine d’attrito: (10,2 / 20) × tan 20° / tan 26,5° = 0,372. Controllo: pendio nudo a z = 0,20 m, FS = 0,998, contro l’1 scritto dagli autori.
• Profondità alla quale FS = 1, senza sovraccarico: z = (c’ + Cr) / [(1 - 0,372) × γsat × sen β × cos β]. Senza radici 0,20 m; con Cr = 5 kPa 1,20 m.
• Sovraccarico: con Wv = 0,196 e 0,4 kPa, i valori calcolati da Preti e Giadrossich dal peso delle piante, il fattore di sicurezza a 0,20 m passa da 0,998 a 0,984 e a 0,971; a 0,5 m da 0,623 a 0,625 e a 0,627.
• Aderenza di Waldron e Dakessian (1981): 25 g/cm² × 9,807 × 10⁻³ N/g / 10⁻⁴ m² = 2,45 kPa.
• Erosione e radici (Gyssels e colleghi, 2005): SEP = e elevato alla (-b · RP), con SEP perdita relativa rispetto al suolo senza radici e RP quantità di radici. Coefficienti b: per l’erosione diffusa 0,1195 con la densità di radici in kg/m³ e 0,0022 con la densità di lunghezza in km/m³; per i rigagnoli 0,5930 e 0,0460; per l’impatto delle gocce 0. Rapporti: 0,5930 / 0,1195 = 5,0; 0,0460 / 0,0022 = 20,9.
• Radici scoperte (Bodoque e colleghi, 2005): 1,7-2,6 mm/anno × 101 anni = 17-26 cm; 1,1-1,8 mm/anno × 42 anni = 5-8 cm.
• Forze delle radici dopo il taglio (Vergani e colleghi, 2016): 1.167 / 2.708 = 43 per cento dopo cinque anni; 155 / 2.708 = 5,7 per cento dopo dieci anni; 0 dopo quindici.

Che cosa in questo articolo è mio e non delle fonti: la tesi del titolo, cioè la lettura unitaria delle fonti sul rinforzo di base, sulla profondità e sull’erosione; la lettura delle dieci fotografie, compreso il riconoscimento del bambù, che resta un’ipotesi; l’idea che la parete sia nata dallo scavo del sentiero; l’indizio di terra persa alla base dell’albero della Fotografia 7; la scelta del pendio toscano di Preti e Giadrossich come caso di calcolo, con una coesione radicale di esempio di 5 kPa presa dentro l’intervallo di Simon e Collison e applicata fino a 1 metro; i valori di esempio del modello di Wu, 20 MPa e un RAR di 0,0005, presi dentro gli intervalli del manuale di Menegazzi e Palmeri; la procedura di misura delle radici scoperte sulla parete, con i picchetti, il metro rigido e la misura ripetuta ogni anno, per più anni; la procedura in dieci passi, che mette in fila quello che dicono le fonti e prende il RAR alla profondità dove il pendio potrebbe scivolare; il legame fra i punti 6.3.4 e 6.3.5 delle NTC 2018 e le opere di ingegneria naturalistica, che le NTC non nominano; la scelta degli studi italiani sulle specie e il confronto fra le medie di resistenza della ginestra; la lettura di che cosa misurano, rispetto al rinforzo delle radici, georadar, tomografia elettrica, NDVI e interferometria radar; l’ordine dei sette passi per la casa vicino a un pendio, che mette insieme le regole dell’articolo «Impermeabilizzare il muro è l’ultima mossa, non la prima», compresa quella del fango sul fondo dei pozzetti, e quelle di questo; la conclusione che un pozzo perdente scavato sopra un pendio porta l’acqua sotto lo strato che le radici attraversano; il racconto del «Dal cantiere».

Fonti

Norme, leggi e documenti pubblici

• Regio decreto-legge 30 dicembre 1923, n. 3267, Riordinamento e riforma della legislazione in materia di boschi e di terreni montani, articolo 1.
• Legge 18 maggio 1989, n. 183, Norme per il riassetto organizzativo e funzionale della difesa del suolo (abrogata dal decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152).
• Legge 2 maggio 1990, n. 102, Disposizioni per la ricostruzione e la rinascita della Valtellina e delle adiacenti zone delle province di Bergamo, Brescia e Como, nonché della provincia di Novara, colpite dalle eccezionali avversità atmosferiche dei mesi di luglio ed agosto 1987, articolo 6, comma 3.
• Decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152, Norme in materia ambientale, parte terza, articolo 56.
• Decreto 17 gennaio 2018, Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni», Gazzetta Ufficiale n. 42 del 20 febbraio 2018, supplemento ordinario n. 8, punti 6.1.2, 6.2.2, 6.3.1-6.3.6, 6.4.1 e 6.8.6.2.
• Regolamento (UE) 2024/1991 del Parlamento europeo e del Consiglio, del 24 giugno 2024, sul ripristino della natura e che modifica il regolamento (UE) 2022/869, articolo 13.
• ISPRA, Dissesto idrogeologico in Italia: pericolosità e indicatori di rischio. Edizione 2024, Rapporti 415/2025, Roma 2025.
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• G. Sauli, P. Cornelini, F. Preti, Manuale di ingegneria naturalistica, volume 3: Sistemazione dei versanti, Regione Lazio, Roma 2005; in particolare i capitoli 6 (G. Sauli, P. Cornelini), 12 (F. Palmeri, P. Cornelini), 16 (P. Cornelini, G. Sauli), 23 (L. Mazzanti, L. Guarnieri, F. Preti) e 25 (F. Preti, C. Milanese), e la scheda della piantagione di arbusti.
• G. Menegazzi, F. Palmeri, Manuale di dimensionamento delle opere di ingegneria naturalistica, Regione Lazio, Roma 2013.

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L’autore

Specialista in risanamenti di interrati, umidità di risalita, muffe e condense; anni di cantiere. Autore di “Murature umide: cause e rimedi” (Grafill, 2026).

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Ditta Renzo-ArtHome di Spedicato Oronzo Specialista in risanamenti di interrati e umidità di risalita Web: www.renzo-arthome.com E-mail: renzo.spedicato@gmail.com  ·  PEC: renzoarthome@pec.it Cell.: +39 335 844 2978  ·  Ufficio: +39 371 775 4189 P.IVA 02475540304 Chiedi un preventivo →

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