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Case Histories

CILE

DATA: 2010-2014

MACCHINA: MC 3D

La centrale elettrica di Angostura è uno dei maggiori progetti idroelettrici realizzati nel Paese negli ultimi dieci anni.

La crescita dell’economia cilena e del suo settore minerario hanno incrementato la domanda interna di energia elettrica nel Paese, che può beneficiare di risorse naturali e condizioni climatiche che permettono di generare energia idroelettrica in modo economico e sostenibile. La centrale elettrica di Angostura è uno dei maggiori progetti idroelettrici realizzati nel Paese negli ultimi dieci anni. La realizzazione di questa imponente opera ha richiesto l’utilizzo di tecniche innovative, soprattutto per quanto riguarda le opere di fondazione.

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Localizzata approssimativamente a 600 km a sud di Santiago, tra i comuni di Santa Barbara e Quilaco, nella regione di Biobío, la centrale di Angostura è la più grande centrale idroelettrica costruita in Cile dal 2004. Realizzata dalla compagnia pubblica cilena Colbún e aperta nell'aprile 2014, la centrale ha una potenza di 316 MW e una capacità produttiva media annua di 1.542 GWh. La centrale è alimentata dalle acque dei fiumi Huequecura e Bío-Bío, i cui flussi vengono convogliati attraverso l'utilizzo di un bacino di regolazione minima, che permette una variazione inferiore al metro del livello idrico, minimizzando l'impatto ambientale della centrale e permettendo lo sviluppo dell’industria del turismo nell'area.

Disposta su un'area estesa 260 ettari (2,6 km2), la centrale ha una portata complessiva di 100 milioni di m3 d'acqua ed è dotata di gruppi con turbine Francis ad asse verticale (due gruppi con turbine Francis da 136 MW di potenza e un gruppo con turbina più piccola da 46 MW), forniti dal colosso francese dell’energia Alstom. La struttura della centrale permette una flessibilità tale da poter operare nonostante le forti differenze di portata dovute alle variazioni stagionali del flusso dei fiumi. La centrale può contare inoltre sulla più grande sala turbine del Paese, che misura 59 m di altezza per 117 m di lunghezza e 30 m di profondità.

COSTRUZIONE DELLA DIGA

La commessa per la realizzazione del progetto per un valore totale di 240 milioni di Euro è stata assegnata all’italiana Salini Impregilo, che ha dato inizio ai lavori di costruzione nel febbraio del 2010. Le principali opere civili includevano la costruzione di una diga in terra lunga circa 1,6 km e alta 25 m sulla sinistra del fiume e la costruzione di una diga in Rollcrete lunga 125 m e alta 63 m, con sfioratore incorporato lungo il fiume Bío-Bío.

Per quanto il letto roccioso del fiume offrisse delle condizioni ottimali per la costruzione della diga, le specifiche del progetto includevano ampi lavori di impermeabilizzazione del corpo della diga a mezzo di perforazioni e iniezioni di cemento. I lavori di perforazione miravano anche a identificare e mettere in sicurezza ogni zona debole o permeabile lungo la struttura della diga.

Tutti i lavori di perforazione, inclusi i lavori di iniezione e impermeabilizzazione, consolidamento, drenaggio e installazione della strumentazione geotecnica (piezometri e pendolo invertito), sono stati affidati all'impresa di fondazioni cilena Pilotes Terratest, facente capo alla società di ingegneria Echeverria Izquierdo Group.

“Parte delle opere di perforazione sono state eseguite a cielo aperto”, spiega Alberto Mukden, Production Manager di Pilotes Terratest, “ma la quota più consistente dei lavori è stata realizzata sottoterra, e ha riguardato il tunnel di deviazione, il canale di scolo, la diga stessa, la galleria di drenaggio, i tunnel di adduzione, i tunnel di scarico, la sala turbine e le vie di accesso a quest'ultima.”

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La difficoltà principale nell’esecuzione dei lavori era legata al fatto che la maggior parte delle operazioni di perforazione e impermeabilizzazione dovevano essere eseguite in tunnel e gallerie di piccole dimensioni, con una sezione di 2,4 m larghezza e 2,5 m di altezza, quindi con pochissimo spazio sopra il mast.

Per poter operare in queste condizioni i tecnici di Pilotest Terratest hanno scelto una perforatrice Comacchio MC 3 D con centrale idraulica separata. Grazie alle sue dimensioni ridotte (1,15 m di larghezza cingolo, con un mast lungo 2,3 m), la macchina ha potuto essere utilizzata con successo all'interno delle piccole gallerie che compongono la struttura della diga.

"La perforatrice è montata su un sottocarro a larghezza variabile, che va da 750 a 1.150 mm, e ciò le permette di accedere anche a cantieri caratterizzati da spazi molto angusti," spiega il Responsabile Commerciale di Comacchio, Flavio Durigan. “Il mast ha 1200 mm di corsa, a fronte di 2,500 daN di tiro-spinta, il che consente di operare in condizioni di altezza ridotta”.

"La macchina è equipaggiata con una centrale elettrica da 55 kW che annulla le emissioni e riduce notevolmente il livello di rumore, assicurando un ambiente di lavoro più sano e sicuro. La centrale idraulica è anch’essa montata su un sottocarro con larghezza regolabile, che va da 1 m a 1.5 m, e che ben si adatta agli spazi ristretti delle gallerie. I pattini in gomma dei sottocarri utilizzati sia per la perforatrice che per la centralina hanno permesso di evitare danni al pavimento in cemento delle gallerie”.

L'impermeabilizzazione del letto roccioso del fiume è stata realizzata attraverso dei fori da 64 mm, successivamente riempiti in cemento, per un totale di 7.018 m di perforazione. Nelle zone più limitate in altezza, dove lo spazio libero sopra al mast era ridotto al minimo, per l’esecuzione dei fori si sono dovute utilizzare aste di perforazione non più lunghe di un metro, che hanno reso particolarmente difficile eseguire i lavori con la precisione richiesta.

"La perforazione necessaria alla impermeabilizzazione del letto roccioso è stata eseguita utilizzando una tecnica molto innovativa" dichiara Alberto Mukden.

"Per la prima volta abbiamo implementato un sistema di perforazione a roto-percussione con un martello fondo foro ad azionamento idraulico sviluppato da Wassara. Il vantaggio di questo sistema è che non necessita di aria compressa, quindi non produce inquinamento acustico nell’ambiente di lavoro, l'energia idraulica applicata al martello non subisce praticamente alcuna perdita, e permette un miglior controllo della deviazione nell’esecuzione del foro”.

"La deviazione del foro ammessa era fissata a 2% sull'intera lunghezza, che poteva arrivare anche a 60 m. Siamo fieri di poter dire che questa richiesta è stata pienamente soddisfatta, nonostante l'altezza estremamente ridotta e una corsa libera di 1,2 m. Inoltre, l'utilizzo di un martello alimentato ad acqua ha permesso di ridurre in modo considerevole il livello di rumore, creando un ambiente di lavoro sano, senza polvere e confortevole per tutte le persone che operavano all'interno delle gallerie.”

"L'altro vantaggio fondamentale di questo sistema è la grande produttività: siamo riusciti a migliorare l'indice di produzione del 20% rispetto a quello ottenuto con il tradizionale sistema ad aria compressa."

I sistema Wassara è stato utilizzato anche per i drenaggi con fori da 102 mm eseguiti lungo il corpo della diga e lungo la galleria che circonda la sala macchine. Le opere di fondazione eseguite da Pilotes Terratest hanno richiesto complessivamente 22 mesi di lavoro, lavorando in turni di giorno e di notte, e includevano, tra le altre cose:

  • 4665 m di perforazione a roto-percussione per i drenaggi, con un diametro di perforazione di 100 mm
  • 1429 m con una lunghezza di 15 m “verso l’alto” e 2336 m di perforazione con una lunghezza media di 45 m “verso il basso”
  • 1484 m di perforazione a roto-percussione per i lavori di consolidamento con un diametro di perforazione di 64 mm
  • 7018 m di perforazione a roto-percussione per l’impermeabilizzazione con un diametro di perforazione di 64 mm
  • 853 m di perforazione a diamante con sistema HQ3
  • 712 m di perforazione a roto-percussione per l’installazione di piezometri

A partire dal suo lancio, la centrale idroelettrica di Angostura è diventata una fonte di energia essenziale per il Sistema Interconectado Central del Cile (una rete elettrica che si espande da Taltal fino a Chiloe e che serve il 92% della popolazione), generando circa il 3,3% della domanda del sistema.