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Innovazioni per i megacantieri e dove trovarle

Gemelli digitali, drone, ma anche soluzioni per ridurre al minimo l’impatto della costruzione di grandi infrastrutture entrano in cantiere

Sottoattraversamento del fiume Isarco nel cantiere del tunnel del Brennero (foto: Webuild)
Sottoattraversamento del fiume Isarco nel cantiere del tunnel del Brennero (foto: Webuild)

L’edilizia è uno dei settori più tradizionali. Che si tratti di costruire grattacieli o gallerie, il concetto di disruption ormai comune per quel che concerne il digitale è meno familiare. Non aiuta il fatto che, come sottolineato da diversi imprenditori, ottenere finanziamenti per sviluppare questo tipo di tecnologie non è facile: la scalabilità, che col web consente guadagni astronomici nel giro di pochi anni, è difficile da raggiungere. “Quello delle costruzioni è un comparto in fortissimo ritardo” ammette Michele Longo, chief bidding & engineering officer di WeBuild, nuovo nome di Salini Impregilo, gigante italiano delle costruzioni.

Se guardiamo ai rapporti periodici delle società di consulenza, emerge come si tratti di quello più indietro nel processo insieme all’agricoltura” prosegue: “Questo è un male, naturalmente. Ed è, però, anche una buona notizia, perché significa che esistono ampi margini di miglioramento”.

Il cantiere alla diga Hoover (Webuild)
Il cantiere alla diga Hoover (Webuild)

Congelare il fiume prima di costruire

Il gruppo italiano, tra i leader mondiali nelle costruzioni con all’attivo la partecipazione a cantieri – per dare un’idea – della rilevanza del canale di Panama, ha lanciato una serie di progetti innovativi per tenere il passo. Soprattutto nel settore chiave: quello idrico.  “Lavoriamo su strade, ferrovie e metropolitane, ma il ramo in cui abbiamo qualcosa in più, peraltro riconosciuto a livello mondiale, è sicuramente quello legato all’acqua”.

In Australia, nel contesto del progetto di ampliamento della rete di centrali idroelettriche di Snowy Hydro Limited, WeBuild impiega una speciale Tbm (Tunnel boring machine, la cosiddetta “talpa”) in grado di scavare su un range di pendenze variabili sfidanti e su angoli molto ripidi, con una discesa fino al 9% e una salita fino al 47% .

In Nevada il colosso italiano sta scavando un tunnel idraulico da 4,6 chilometri grazie a un’altra Tbm unica al mondo, progettata per resistere a condizioni di pressione “mai sperimentate nella storia del tunneling”, afferma l’azienda: “L’avanzamento avviene fino a un massimo di 15 bar, il doppio del precedente record mondiale”. Il progetto servirà al prelievo e trasporto delle acque del Lake Mead, uno dei più grandi laghi artificiali degli Stati Uniti, alimentato dalla diga di Hoover che sbarra il corso del fiume Colorado. Il bacino rifornisce la vicina città di Las Vegas.

In Trentino, invece, nell’ambito della realizzazione del tunnel ferroviario del Brennero (destinato a diventare la più lunga galleria ferroviaria sotterranea al mondo ), per il sottoattraversamento del fiume Isarco viene usato l’artificial ground freezing. “Si tratta, in questo caso, del congelamento delle acque di falda presenti nel sottosuolo con azoto liquido a 300 gradi sottozero, una tecnica che permette di scavare la galleria come  se ci trovassimo di fronte a roccia”, illustra Longo. Di recente Webuild si è aggiudicata la progettazione e la realizzazione della tratta di nuova linea ad alta capacità di circa 22,5 chilometri in prosecuzione della galleria di base del Brennero, tra Fortezza e Ponte Gardena. Valore: 1,07 miliardi di euro. Il tunnel si collegherà con l’esistente circonvallazione della città austriaca di Innsbruck, diventando il collegamento ferroviario sotterraneo più lungo del mondo con una lunghezza complessiva di 64 chilometri.

L’ingegnere spiega che vengono impiegati fluidi refrigeranti (azoto e salamoia) che non entrano mai in contatto con la falda idrica circostante perché in circolo tramite apposite tubazioni chiuse. “Quando si procede a scongelare, il terreno perde solo leggermente alcune caratteristiche minimali. Ma a quel punto la galleria è già stata realizzata e calcolata con i parametri del fiume tornato nel frattempo allo stato fluido”, precisa il tecnico. Una procedura impiegata anche a Milano per la realizzazione della quarta linea della metropolitana, ancora in corso. “Nelle stazioni centrali il consolidamento, che normalmente nel capoluogo lombardo avviene tramite iniezioni cementizie, viene integrato con il freezing” rivela Longo.

La talpa
La talpa “speciale” per Snowy Hydro Limited (Webuild)

Treni elettrici e sensori

La logistica è, naturalmente, tema di assoluta rilevanza nei cantieri. Ne sa qualcosa Ghella, altro attore italiano di rilievo, con commesse in mezzo mondo. L’azienda romana sta sostituendo i treni diesel utilizzati per portare materiali in galleria con modelli elettrici, che hanno il pregio di non emettere fumi e quindi ridurre le necessità di circolazione di aria pulita (che, peraltro, rappresenta una voce di costo). “Come nella metropolitana di Hanoi”, spiega Massimo Maffucci, tunnel division manager di Ghella: “In questo caso, il problema è quello della gestione delle batterie, perché i cantieri di questo tipo di opere chiaramente non si fermano mai”.

Ma ci sono altre importanti innovazioni, come celle di carico dotate di sensori posizionate all’interno dei conci, che consentono di controllare l’usura del ferro delle armature: alla stazione di controllo arriva una segnalazione automatica quando si avvicina la soglia di pericolo. Sensori anche per WeBuild, che con un progetto di intelligent biodiversity monitoring assicura il rispetto di flora e fauna nella aree interessate dai lavori.

L’informatica non ribalterà i paradigmi, ma gioca ugualmente un ruolo importante nelle costruzioni moderne. Cert, c’è il Bim (Building information modeling, una metodica di progettazione evoluta). Ma anche assistenza e manutenzione dei macchinari  hanno fatto passi da gigante sfruttando le nuove possibilità.

Trent’anni fa per  aprire un cantiere in Nuova Zelanda portavamo anche gli operai: adesso ci aiuta la tecnologia – riprende Maffucci -. Se abbiamo problemi sulla Tbm,  i tecnici si collegano dalla Germania, dove la fresa meccanica viene costruita, e cercano di risolverlo. Qualche fornitore usa anche speciali occhiali 3D, con cui l’operatore in ufficio  riesce a vedere le stesse cose dell’operaio in cantiere. Anche i collaudi, ormai, cerchiamo di farli da remoto”.

La possibilità del collegamento web, che consente di essere connessi in ogni istante con il quartier generale, ha cambiato la composizione delle squadre di lavoro. “Oggi si assume quasi esclusivamente personale locale, mandando dall’Italia solo le figure chiave, come il tunnel manager e il plant manager, per un totale di circa 5/10 expat a progetto – dice Maffucci –. La lingua? C’è sempre un traduttore sul posto, e il caposquadra naturalmente parla inglese”.

Sulla combinazione di gemelli digitali, riproduzioni fedeli realizzate scomponendo idealmente l’infrastruttura pezzo per pezzo, ‘traducendola’ in bit,  e utilizzando le immagini per le attività di monitoraggio e manutenzione, e droni, per controllare ponti e viadotti, opera Movyon (braccio tecnologico di Autostrade per l’Italia). Primo test su un tratto di 26 chilometri tra Firenze Sud e Firenze Nord, dove è stata installata un’infrastruttura sensoristica in grado di produrre un flusso costante di informazioni.

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