UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI
PADOVA
FACOLTA’ DI INGEGNERIA PER
L’AMBIENTE E IL TERRITORIO
Tesi di laurea di MAURO GALLO
INNOVATIVA GESTIONE
INTEGRATA DELLE ACQUE DI
SCARICO E DEI RIFIUTI SOLIDI DI
UN RIFUGIO ALPINO DEL PARCO
DELLE DOLOMITI BELLUNESI
Relatori:
Prof. Ing. Raffaello Cossu
Prof. Maurizio Borin
Correlatore: Ing. Mario Gandini
Rifugio alpino “BRUNO BOZ”, 1718 m.
Il progetto Aquanova
Separazione all’origine dei flussi fognari
Trattamento ottimale per ogni singola frazione
Riduzione dei consumi
Ricircolo dall’acqua e dei nutrienti
Recupero energetico
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Rifugio alpino BRUNO BOZ, 1718 m.
C.A.I. sezione Feltre
comune di Cesio maggiore (BL)
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Schema del progetto Aquanova
applicato al rifugio B. Boz
digestore
anaerobico
biogas
energia
rifiuto
organico
dacucina
rifugioB
.B
oz
ricircolo
acque acque
brune grigie
acque
gialle
vascadi
fitodepurazione
irrigazione
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Trattamento delle acque grigie e parte delle acque
gialle tramite constructed wetland vegetata a
macrofite e alimentata tramite flusso
subsuperficiale orizzontale
Bassi costi di gestione
Bassi costi di manutenzione
Assenza di cattivi odori
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Digestione anaerobica delle acque
brune e dei rifiuti organici dalla cucina
Test in scala
laboratorio
Digestore anaerobico
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Obbiettivo della sperimentazione
Dimensionamento degli impianti di
fitodepurazione e digestione anaerobica per
la depurazione e lo smaltimento dei rifiuti
liquidi e solidi prodotti al rifugio
Contributo al progetto
Indagine sulle presenze di visitatori al rifugio;
Caratterizzazione qualitativa e quantitativa
dei flussi in uscita;
Test per valutare le migliori essenze da inserire
nell’impianto di fitodepurazione.
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Campionamento e caratterizzazione
dell’acqua grigia e dell’acqua gialla
prodotte al rifugio
Rilevamento della portata
Rilevamento del pH
Rilevamento solidi sedimentabili
Rilevamento temperature
Prelievo campioni per analisi di laboratorio
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Analisi quantitativo di scarti
organici da cucina
Ogni volta raggiunto il quantitativo idoneo
ad essere inviato al compostaggio veniva
effettuata una pesata con una bilancia
pesapersone
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Sperimentazione di
fitodepurazione
 Selezione
delle essenze nitrofile da inserire
nella sperimentazione;
 Valutazione del rendimento di rimozione fisicobiologica dei principali inquinanti di origine
antropica;
 Test di adattamento alla nuova alimentazione
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Modalità di riempimento dei vasi
stratodrenantesuperiore2cm
piezometroper monitorare
il livelloidricointerno
riempimentoconterreno
frescolocaleepietre
piùomenogrosse
stratodi separazione
dreno-terrenoconsassi
grossi epiatti
rubinettoper il prelievo
dei campioni
10cmdi strato
drenanteal fondo
di ghiaiafine
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Allestimento di n° 20 vasi :
18 essenze locali
2 bianchi di riferimento
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Alimentazione fornita alle piante
 Carico
iniziale con acqua potabile fino a
portare il terreno in stato di saturazione
 Dal 06/08 e per una settimana
alimentazione ad acqua grigia
 Dal 13/08 al 12/09 alimentazione ad
acqua grigia più 1% di acqua gialla
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
ESSENZE ANALIZZATE
ACHILLEA MILLEFOGLIUM
SENECIO DENSIFLORUM
SENECIO RUPESTRE
SENECIO CARDATO
EPILOBIO ALPESTRE
EPILOBIO ANGUSTIFOGLIUM
ACUNITUM NAPELLO
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Fiori gialli
Senecio
cardato
Senecio
rupestre
Senecio
densiflorum
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Fiori violetta/viola
Epilobio alpestre
Epilobio
angustifoglium
Aconitum
napello
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Fiori bianchi
Aconitum napello
Achillea millefoglium
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Risultati ottenuti
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
01/08/2003
02/08/2003
03/08/2003
04/08/2003
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07/08/2003
08/08/2003
09/08/2003
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14/08/2003
15/08/2003
16/08/2003
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20/08/2003
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22/08/2003
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24/08/2003
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26/08/2003
27/08/2003
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01/09/2003
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03/09/2003
04/09/2003
05/09/2003
06/09/2003
07/09/2003
Risultati indagine sulle presenze
200
175
150
125
100
75
50
25
0
presenze
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Media di 42
visitatori al
giorno
Media di 15
pernottamenti a
notte
pernottamenti
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
0
01/08/2003
02/08/2003
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09/08/2003
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11/08/2003
12/08/2003
13/08/2003
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15/08/2003
16/08/2003
17/08/2003
18/08/2003
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22/08/2003
23/08/2003
24/08/2003
25/08/2003
26/08/2003
27/08/2003
28/08/2003
29/08/2003
30/08/2003
31/08/2003
01/09/2003
02/09/2003
03/09/2003
04/09/2003
05/09/2003
06/09/2003
07/09/2003
08/09/2003
09/09/2003
10/09/2003
11/09/2003
12/09/2003
10
5
0
giorno
01-ago
02-ago
03-ago
04-ago
05-ago
06-ago
07-ago
08-ago
09-ago
10-ago
11-ago
12-ago
13-ago
14-ago
15-ago
16-ago
17-ago
18-ago
19-ago
20-ago
21-ago
22-ago
23-ago
24-ago
25-ago
26-ago
27-ago
28-ago
29-ago
30-ago
31-ago
01-set
02-set
03-set
04-set
05-set
06-set
07-set
08-set
09-set
10-set
11-set
12-set
Clima e temperature
40
35
T° max
mm
30
giorno
T° min
30
25
[ C° ] 20
15
giorno
mm piogge
T.max media
agosto 28°
T.Min media
agosto 12°
T.max media
settembre 18.4°
T.min media
settembre 6.5°
25
20
15
10
5
Piogge tot. 152.2 mm
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Produzione di acqua grigia
litri acqua grigia
300,0
240,1
250,0
200,0
182,7
176,0
172,9
140,0
150,0
112,0
100,0
84,7
58,1
50,0
24,525,0
16,116,816,8
0,0 0,0
0,0
44,1
36,4
23,8
9,8
84,784,7
66,0
58,6
0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
39,9
11,9
28,0
18,9
39,2
20,3 25,4
0,0
01/08/2003
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10/08/2003
11/08/2003
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14/08/2003
15/08/2003
16/08/2003
17/08/2003
18/08/2003
19/08/2003
20/08/2003
21/08/2003
22/08/2003
23/08/2003
24/08/2003
25/08/2003
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27/08/2003
28/08/2003
29/08/2003
30/08/2003
31/08/2003
01/09/2003
02/09/2003
03/09/2003
04/09/2003
05/09/2003
06/09/2003
07/09/2003
0,0
giorno
Azzeramento della produzione nella settimana dal 10/08 al
17/08
Media giornaliera di 70.80 l/d
Picco massimo di 240 l/d (per utilizzo della doccia da parte di
un gruppo di escursionisti)
Media pro capite 1,98 l/p*d
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
0
01/08/2003
02/08/2003
03/08/2003
04/08/2003
05/08/2003
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15/08/2003
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22/08/2003
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28/08/2003
29/08/2003
30/08/2003
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litri acqua grigia per persona
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16/08/2003
17/08/2003
18/08/2003
19/08/2003
20/08/2003
21/08/2003
22/08/2003
23/08/2003
24/08/2003
25/08/2003
26/08/2003
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28/08/2003
29/08/2003
30/08/2003
31/08/2003
01/09/2003
02/09/2003
03/09/2003
04/09/2003
05/09/2003
06/09/2003
07/09/2003
litri acqua grigia
300
280
250
240
200
183
150
134
100
85
50
161715
2
1
0,6 0,6
0,8
58
3945
25
1,4
1,3 1,2 1,3
106
9690
72
43
3,0
3
2,3
2,2
2,4
2,3
1,4
2,3
0,7 0,7 0,7
173
3644
12
2,5
1,7
1,3
176
140
112
125
85
59
8585
66
40
28
19
2,0
1,6
39
20 22
0
6
5,2
5
4,4
4
2,9
3,3
2,7
2,8
3,1
2,3
1,8
Ricostruzione della
produzione di acqua
grigia nei giorni di
carenza idrica la media
giornaliera così ricavata
sale a 80,78 l/d
giorno
Produzione pro capite
d’acqua grigia stabile
attorno ai 2 l/d*p
1,7
2,2
0,9
1,2
0,2
giorno
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Dinamica della produzione
giornaliera di acqua grigia
8
7
6
Litri
5
4
3
2
1
0
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
ore
portata del 03/09/03 tot 25,4 litri
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Caratteristiche chimico fisiche
dell’acqua grigia
COD
[mg O2/l]
BOD5
[mg O2/l]
N-NO3
[m/l]
N-NH4
[mg/l]
TKN
[mg/l]
MBAS
[mg/l]
S.S.
mg/l]
pH
B.Boz
434
235
0,54
0.67
12,3
0,95
222
7,2
Aquanova
(2000/2001)
240
38
1.85
10
6.8
10
8
7,3
Aquanova
(2002/2003)
103
36
3.7
2.5
4.9
24
12.9
7,1
Eriksson et.
altri 2002
424
216
0.3
1.56
4.3
0.9
76
7,6
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Produzione di acqua gialla




1,78 litri giorno nel primo
periodo
20 litri giorno durante il
corso con in media 1 l/p*d
pH stabile attorno a 9
Solidi sedimentabili in
media del valore di 0,3 ml/l
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
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04/08/2003
05/08/2003
06/08/2003
07/08/2003
08/08/2003
09/08/2003
10/08/2003
11/08/2003
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13/08/2003
14/08/2003
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16/08/2003
17/08/2003
18/08/2003
19/08/2003
20/08/2003
21/08/2003
22/08/2003
23/08/2003
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28/08/2003
29/08/2003
30/08/2003
31/08/2003
01/09/2003
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04/09/2003
05/09/2003
06/09/2003
07/09/2003
08/09/2003
Scarti organici da cucina
4,5
4,0
3,5
3,0
Kg 2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
giorno
scarti da cucina
avanzi dei pasti
43,9 kg di scarti nel
periodo considerato
e 9,7 kg di avanzi
una media di 1,13
kg/giorno di rifiuti
organici prodotti nella
lavorazione dei cibi
0,24 kg/giorno di
avanzi di cibo
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Risultati dello screening test sulle
essenze locali
Dall’analisi dei dati relativi alla sperimentazione
di fitodepurazione si possono ricavare preziose
indicazioni anche se di carattere preliminare :
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Rendimenti di rimozione percentuali
dei principali inquinanti
COD
BOD5
N-NO3-
N-NH3
TKN
Senecio
rupestre
19,67
67,26
3,95
-48,2
20,14
Senecio
cardato
38.5
78.45
-10,54
50,88
25,40
Achillea
millefoglium
31,75
60,33
-1,36
43,35
25,5
Aconitum
napello
-90,04
17,34
-15,38
3,18
15,40
Epilobio
alpestre
25.5
50.4
4.5
16
22
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Il senecio cardato è risultata la specie più
adatta per il trattamento delle acque grigie





Ha dimostrato una buona
resistenza alla nuova alimentazione
con il miglior stato vegetativo fino al
termine della sperimentazione
Una pregevole fioritura ed il
maggior indice LAI
La maggior evapotraspirazione
L’apparato radicale che meglio si è
adattato alla nuova condizione in
vaso
I migliori rendimenti di rimozione
percentuali %
COD
BOD5
N-NO3-
N-NH3
TKN
MBAS
38
78
-10
50
25
99
Senecio cardato
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Senecio
cardato
COD
[mgO2/l
BOD5
[mgO2/l]
Bianco a
sola
acqua
COD
BOD5
[mg O2/l] [mg O2/l]
N-NO3[mg/l]
N-NH4
[mg/l]
TKN
[mg/l]
MBAS
[mg/l]
pH
N-NO3[mg/l]
N-NH4
[mg/l]
TKN
[mg/l]
MBAS
[mg/l]
pH
Risultati delle analisi di laboratorio
3
78
12
0,240
1,200
2,30
<0,01
6,55
sui
campioni
prelevati
dal
senecio
3
81
7
0,310
1,250
3,10
<0,01
6,68
n°3
e 0,420
confronto
con<0,01i due
3cardato
100
3
1,190
4,50
6,58
3
90
0
0,520
3,600
3,60
<0,01
6,90
bianchi di riferimento
B1
40
12
0,25
0,6
1,5
<0,01
6,36
B1
88
8
0,359
0,9
1,7
<0,01
6,46
B1
67
4
0,16
2,9
2,2
<0,01
6,13
N-NO3[mg/l]
N-NH4
[mg/l]
TKN
[mg/l]
MBAS
[mg/l]
pH
Bianco
acqua
grigia
COD
BOD5
[mg O2/l] [mg O2/l]
B2
420
35
0,15
2,9
2,8
<0,01
6,15
B2
780
39
0,386
4,62
3,9
0,05
6,69
B2
560
25
0,24
3,6
3,4
0,06
6,82
Altre piante consigliate
Anche se di dimensioni minute
l’achillea millefoglium ha
evidenziato caratteristiche
positive in vista del suo futuro
impiego con buone percentuali
di rimozione di inquinanti e una
buona evapotraspirazione
COD
BOD5
N-NO3-
N-NH3
TKN
MBAS
31
60
-1,3
43
25
99
Anche l’achillea
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Altre piante consigliate



Pregevole e intensa
fioritura
Buona resistenza alla
nuova alimentazione
Discreti rendimenti di
rimozione percentuali %
COD
BOD5
N-NO3-
N-NH3
TKN
19,67 67,26 3,95 -48,2 20,14
Senecio rupestre
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Altre piante consigliate
Di pregevole aspetto ma non ha
fatto registrare risultati
all’altezza delle altre essenze
analizzate; viene consigliata per
arricchire la varietà cromatica
Rendimenti di rimozione %
COD
BOD5
25.5 50.4
N-NO3-
N-NH3
TKN
4.5
16
22
Epilobio alpestre
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Essenze non analizzate ma di possibile
impiego
Cirsium eriophorum Senecio densiflorum
Epilobio
angustifoglium
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Essenze sconsigliate
I due aconitum, viola e bianco, sono
entrambi molto velenosi !
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Conclusioni:

Presenze al rifugio:. Al rifugio si sono registrate una media di 43 visitatori al giorno e una media di 15
pernottamenti a notte nell’arco del periodo analizzato.

Acqua grigia: la produzione di acqua grigia in uscita, proveniente prevalentemente dal lavandino e dal lavapiedi del
bagno (dal monitoraggio è stata esclusa la frazione proveniente dalla cucina), è risultata di soli 80 litri al giorno con punte di
240 l/d e minimi di 10 l/d. Produzione pro capite di soli 2 L/ ab*d di molto inferiore alle aspettative. La doccia presente al rifugio,
che comporterebbe la produzione di 25 l/uso, non viene quasi mai utilizzata dai visitatori per vari motivi:. Per ciò che riguarda
la frazione di acqua grigia proveniente dalla cucina sono in programmazione degli studi approfonditi per valutare (dato il
maggiore e diverso carico inquinante) se sia possibile assimilarla a quella proveniente dai bagni per essere poi depurata allo
stesso modo.

Acqua gialla: l’analisi sulla produzione di acque gialle risulta per certi versi incompleta i valori ottenuti non sono del tutto
esaustivi: ad una scarsa produzione nel primo periodo (circa 1,7 l/d) segue una produzione media di 20 l/d durante il corso, il
pH è risultato stabile attorno al valore 9

Scarti da cucina: la produzione media giornaliera di 1,4 kg al giorno; da una prima analisi incrociata dei dati relativi ai
pernottamenti e a quelli relativi agli scarti organici della cucina si evince che il digestore anaerobico, preposto allo smaltimento
degli stessi, si potrà ottenere un recupero energetico sotto forma di biogas in grado di renderlo autosufficiente ed una
riduzione volumetrica del materiale fecale ed organico da smaltire a fine stagione superiore all’80% dal totale.

Selezione piante: Il test sulle essenze da inserire nell’impianto di fitodepurazione, anche se condotto per un così
breve periodo e con un numero ridotto di dati, ha fornito alcune importanti indicazioni preliminari: il senecio cardato è risultato
di gran lunga la specie più adatta agli scopi depurativi con ottimi rendimenti di rimozione, un’elevata evapotraspirazione e un
buonissimo adattamento alla nuova alimentazione evidenziato da uno straordinario sviluppo radicale; di minor entità, ma
comunque positivi, sono risultati i rendimenti di rimozione del senecio rupestre e dell’achillea millefoglium.

Impianto di fitodepurazione: Il quantitativo e le caratteristiche dell’acqua grigia permettono in prima
approssimazione di valutare le dimensioni della futura wetland che sarà installata al rifugio; si prevede che con una vasca di
area compresa tra i 4 e i 5 m2 e 60 cm di profondità. In testa all’impianto verrà posizionato il senecio cardato per la presenza
di più alti carichi inquinanti seguito dalle altre essenze testate e risultate positive a questo scopo. inoltre tutto l’impianto, vasca di
fitodepurazione e digestore anaerobico, non peserà sul consumo energetico del rifugio in quanto interamente alimentato da
pannelli solari.
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Disposizione planimetrica delle
essenze selezionate
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI
Dipartimento IMAGE
Università degli studi di Padova
SETTIMANA DI STUDIO SULLA FITODEPURAZIONE DELLE
ACQUE DI RIFIUTO
In memoria di Luigi Faccini
Tramonto sulle Dolomiti Bellunesi
RINGRAZIAMENTI
Innanzitutto vorrei ringraziare il prof. Raffaello Cossu per avermi offerto la possibilità di
svolgere questa interessante sperimentazione in un luogo veramente incantevole, il
prof. Maurizio Borin e il prof Cesare Lasen per l’assistenza tecnica, l’ing. Mario
Gandini e l’ing. Mauro Zane per il prezioso aiuto nella stesura di questo lavoro, senza
dimenticare infine le dottoresse Sandon Annalisa, Marinello Barbara, Crivellaro
Elena per l’esecuzione delle analisi in laboratorio.
Vorrei ringraziare inoltre il presidente del C.A.I. di Feltre geom. Ennio Lanciato per
la indispensabile collaborazione; il presidente del Parco Nazionale delle Dolomiti
Bellunesi dott. Walter Bonan; il geom. Renzo De Carli e signora per la generosa
disponibilità concessami; il signor Basso del dipartimento Acque potabili di Feltre per
l’aiuto nel trasporto campioni.
Un ringraziamento particolare all’amico Cristiano Giorgino per l’inappuntabile
preparazione della Vespa50R senza la quale non avrei potuto gestire al meglio il lavoro
affidatomi.
Un doveroso ringraziamento agli amici Matteo, Antonello, Cristiano, Elvis, Bruno e
Mauro per essersi arrampicati fin quassù ed avermi portato un po’ di gradita compagnia;
a Désireè e a tutti gli amici e amiche che mi hanno sostenuto in questi anni.
Infine un ringraziamento particolare dal profondo del cuore ai gestori del rifugio
Ginetta e Daniele Castellaz, a Ernesto, Rachele, Eddy, Adelina e Lorenzo per
essersi presi cura del sottoscritto per più di un mese.
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introduzione – obbiettivi e metodologie – risultati