Descrizione
Il progetto “Schacht Konrad 2” fa parte dell’imponente iniziativa della BGE volta a trasformare una miniera di minerale di ferro dismessa a Salzgitter nel primo deposito definitivo legalmente approvato in Germania per i rifiuti radioattivi a bassa e media attività. Il punto di trasferimento dei rifiuti radioattivi (denominato «Füllort», ovvero stazione di pozzo) si trova a circa 850 metri di profondità e costituisce il nodo centrale del trasporto: è qui che i contenitori dei rifiuti arrivano per poi essere convogliati attraverso la rete di gallerie sotterranee verso le camere di stoccaggio designate. Per rendere possibile tutto ciò, la vecchia struttura mineraria è stata sottoposta a una riprogettazione radicale, con imponenti impianti di movimentazione in superficie, una nuova torre di sollevamento e un rivestimento rinforzato del pozzo che deve soddisfare rigorosi requisiti di sicurezza nucleare. Nel sottosuolo, un aspetto è fondamentale: la stabilità strutturale. Il cemento armato sigilla il rivestimento delle cavità, costituisce le fondamenta per il trasporto e, infine, riempie ogni spazio vuoto residuo in modo che i contenitori di scorie radioattive siano racchiusi in modo permanente. I lavori nel pozzo sono eseguiti da ARGE Schacht Konrad 2 (ASK 2), un consorzio costituito da Redpath Deilmann GmbH e Thyssen Schachtbau GmbH, per conto della BGE (Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH, Società federale per lo smaltimento dei rifiuti radioattivi).
Sfide
La sfida principale in materia di casseforme consiste nel gettare il calcestruzzo contro la struttura esistente del pozzo. Ampie sezioni dei nuovi rivestimenti e delle fondazioni vengono realizzate con casseforme monofacciali contro un sostegno roccioso risalente a decenni fa, dove sia la cassaforma che la struttura esistente devono resistere alla pressione del calcestruzzo fresco. I team di ingegneri sanno come calcolare i carichi delle casseforme monofacciali, ma lo fanno prevedendo margini di sicurezza per le incognite, poiché l’effettivo sviluppo della pressione contro una struttura esistente non è qualcosa che un semplice calcolo possa confermare in cantiere.
- Cassaforma monofacciale contro il sostegno roccioso esistente: il calcolo standard tiene conto del caso di carico, ma non del comportamento effettivo della pressione in loco, e un errore nella velocità di getto rappresenta un rischio diretto per il sistema di cassaforma e per una struttura che funge da collegamento principale con la rete di gallerie del deposito
- Rischio legato alla qualità (vuoti) nelle interfacce: la copertura completa in calcestruzzo attorno all’armatura a contatto con il supporto roccioso esistente e il rivestimento; qualsiasi vuoto in queste sezioni critiche costituisce un difetto intollerabile in un’opera di tale importanza, senza alcuna possibilità di effettuare ulteriori controlli una volta effettuato il riempimento
- Temperature elevate in profondità: semplicemente parte integrante dell’ambiente di lavoro, insieme agli spazi ristretti e ai lunghi percorsi di trasporto tipici dei lavori in sotterraneo
- Sottoterra non c'è segnale cellulare: qualsiasi sistema di monitoraggio che dipenda da una connessione costante al cloud per visualizzare i dati in tempo reale qui sotto non funziona
In breve: gli ingegneri avevano bisogno di due elementi che i calcoli standard e l’ispezione visiva non erano in grado di fornire appieno: la pressione misurata della cassaforma per un getto su un solo lato contro la struttura esistente e la verifica della presenza del calcestruzzo per ottenere un risultato di alta qualità nelle interfacce critiche.
Soluzione e risultati
La direzione di cantiere ha dotato le sezioni critiche della cassaforma dei dispositivi PREMO e PHONO per sostituire i margini di sicurezza calcolati e la valutazione visiva con dati misurati e verificati durante il getto.
- PREMOIl monitoraggio della pressione del calcestruzzo ha misurato in tempo reale la pressione effettiva esercitata dal calcestruzzo contro la cassaforma, fornendo agli ingegneri la curva di pressione reale man mano che si sviluppava contro la struttura esistente e una base misurata per regolare la velocità di getto. La temperatura dei componenti è stata registrata parallelamente come parametro di riferimento e di documentazione.
- PHONO Il sistema di rilevamento del calcestruzzo ha confermato che il calcestruzzo era effettivamente presente dove doveva essere, in particolare nei punti di contatto con il sostegno roccioso esistente e il rivestimento, dove la cassaforma su un solo lato rende impossibile la verifica visiva, consentendo agli ingegneri di verificare la copertura attorno all’armatura e agli elementi incorporati direttamente dai dati dei sensori.
- Hub Node Solution ha reso possibile tutto ciò anche in assenza di segnale mobile sottoterra: i dati dei sensori vengono raccolti localmente dall’ e visualizzati in tempo reale su , un tablet che i tecnici consultano direttamente sul luogo del getto. L’ deve solo raggiungere periodicamente la superficie per sincronizzare i dati memorizzati con il cloud e l’app web a fini di documentazione, mentre l’analisi in tempo reale si svolge interamente offline, proprio nel luogo in cui vengono prese le decisioni. Node Hub Hub
Durante tutta la fase di colata, il team continuava a fare riferimento all’ Hub, non perché dubitasse del proprio giudizio, ma per confrontarlo con ciò che i dati mostravano effettivamente e per ritrovare quel tipo di certezza che conta a questa profondità.
Insieme, PREMO e PHONO hanno fornito agli ingegneri del cantiere un quadro in tempo reale e misurato della pressione della cassaforma e della presenza di calcestruzzo durante il getto, sostituendo le ipotesi basate sui margini di sicurezza e il giudizio visivo con una registrazione dei dati specifica per ogni getto rispetto alla struttura esistente, presso un portale che funge da collegamento principale tra la superficie e la rete di gallerie del deposito.
