Tep Settembre 07 Reticolare Spaziale[1]

68 tetto & pareti - settembre 2007

Un super reticolarespaziale per carboniliIl più importante intervento di riqualifica-zione per una centrale termoelettricaa carbone pulito

Inizialmente prevedevo con questo articolo disviluppare l’argomento relativo alla copertu-ra con lastre grecate dei carbonili (Ndr: do-mes in inglese) e parlare dei fissaggi, studiatie realizzati appositamente dalla UBB per que-sta copertura. Poi, con l’acquisizione di ulte-riori notizie al riguardo, ho deciso che i con-tenuti potevano benissimo essere sviluppatied allargati per due motivi: portare un piccolocontributo al più grande intervento in Italia diriqualificazione di una centrale termoelettri-ca con la conversione a carbone pulito, econtemporaneamente, sfatare il mito chequesto tipo di centrali è obsoleto ed inqui-nante, come affermano i verdi nostrani capi-tanati dall’attuale Ministro per l’Ambiente.Nulla di più falso, visto che la tecnologia im-piegata a Civitavecchia viene esportata al-l’estero per le garanzie che offre.

DESCRIZIONE DELL’IMPIANTOLa centrale termoelettrica di TorrevaldaligaNord di Civitavecchia era, fino all’inizio deilavori di riconversione, una delle maggiorid’Italia (2640 MW di potenza), e forniva una

quantità di energia elettrica da poter soddi-sfare oltre il 40% dei consumi del Lazio.La riconversione della centrale, da oliocombustibile a carbone pulito, è stata volu-ta da Enel Produzione, con un investimentodi 1.500 milioni di euro, sia per risponderealle logiche attuali di mercato sia per ga-rantire, con l’applicazione di tecnologieavanzate, il rispetto dell’ambiente.Il progetto di conversione a carbone pulitodella centrale di Torrevaldaliga Nord rientranei piani di investimenti Enel nel settore del-la produzione di energia che prevede la con-versione di 10000 MW, di cui 4700 a ciclocombinato e 5300 a carbone.Il ricorso al carbone contribuisce a diversi-ficare il mix dei combustibili attualmente uti-lizzato in Italia, con un grande sbilancia-mento nei confronti del metano e dell’oliocombustibile (circa il 70%) e garantire una

69tetto & pareti - settembre 2007

maggiore tranquillità per le fonti di approv-vigionamento.Il progetto di trasformazione a carbone del-le quattro unità costituenti la vecchia cen-trale termoelettrica di Torrevaldaliga Nord,autorizzato con decreto MAP 55/02/2003,prevede la dismissione della sezione 1 e, insostituzione delle esistenti, la realizzazionedi tre nuove caldaie a tecnologia avanzata.I nuovi componenti del processo produttivo,realizzati secondo le più avanzate tecnolo-gie, consentono di incrementare il rendi-mento dell’Unità del 45% circa.

EMISSIONII principali inquinanti presenti nei fumi del-la centrale termoelettrica saranno il biossi-do di zolfo, gli ossidi di azoto, il monossidodi carbonio e le polveri.I sistemi previsti di abbattimento degli in-quinanti atmosferici porteranno una notevo-le riduzione delle emissioni di SO2, NOx epolveri. Anche le emissioni di anidride car-bonica (CO2) si ridurranno rispetto alla si-tuazione attuale.Quindi, ai fini dell’abbattimento degli in-quinanti atmosferici prodotti dalla combu-stone a carbone, sono previsti:• nuovi sistemi di denitrificazione catalitica

dei fumi (DeNOx) a valle di ciascuna cal-daia, in sostituzione di quelli esistenti;

• sistema di bruciatori che adottano la tec-nica della combustione a stadi, i quali,unitamente alle dimensioni della cameradi combustione, svolgono un efficace con-tenimento della produzione di NOx e di in-combusti;

• per l’abbattimento delle polveri, nuovi si-stemi di depolverazione dei fumi median-te filtri a manica;

• desolforatori ad umido che utilizzano cal-care per la rimozione della SO2 generatain fase di combustione e che produconogesso come sottoprodotto.

Ciò consentirà di ridurre le emissioni in at-mosfera, rispetto a quelle attuali, dell’82%di SO2 , del 61% di NOx, dell’82% di polve-ri e del 18% di CO2.Tali valori sono stati calcolati sulla base del-le ore di funzionamento previste (6.500ore/anno). A regime, le emissioni di SO2 sa-ranno inferiori a 100 mg/Nm3, le emissionidi NOx saranno inferiori a 100 mg/Nm3 e leemissioni di polveri saranno inferiori a 15mg/Nm3. Le altre modifiche previste riguarderanno lalogistica dei reagenti e dei prodotti di rea-zione degli impianti di denitrificazione e de-


Prove di carico suipannelli eseguite pres-so il cantiere di co-struzione dei domes ocarbonili dell’impiantodi Torrevaldaliga, Civi-tavecchia

solforazione dei fumi e l’approvvigiona-mento del nuovo combustibile (carbone) peri quali, nell’ambito del più ampio progettodi realizzazione della “darsena energetico-grandi masse” del porto di Civitavecchia (giàautorizzato con decreto del Ministero del-l’Ambiente del 28 gennaio 2002), Enel Pro-duzione ha previsto la realizzazione di duenuove banchine nello specchio di mare an-tistante la centrale.La prima banchina, di lunghezza comples-siva di circa 380 m, sarà destinata alle navicarboniere; la seconda, parallela al filo dicosta e lunga 250 m, sarà adibita allo scari-co del calcare ed al carico dei sottoprodot-ti (gesso e ceneri). Questi residui del cicloproduttivo, saranno recuperati e riciclati al100%, trovando utilizzo nella produzione dimanufatti destinati all’edilizia.La sorgente fredda sarà ancora costituita dal-l’acqua prelevata dal Mar Tirreno, attraversol’esistente circuito acqua di circolazione.Grazie al miglior rendimento previsto dalnuovo ciclo termico, si determinerà una di-minuzione del carico (termico) scaricato alcondensatore e quindi una riduzione dellatemperatura dell’acqua allo scarico.L’approvvigionamento del carbone avverràtramite navi carboniere fino a 130.000 t, perle quali, verrà utilizzata la nuova banchinadi 380 m di lunghezza.Il carbone, prelevato direttamente dalle stivedelle navi mediante due scaricatori, sarà tra-sferito sul nastro che collegherà la banchinaai depositi di carbone posti in centrale. Lo stoccaggio avverrà in due nuovi carboni-li circolari coperti da circa 150.000 t ciascu-no, che assicureranno un’autonomia di circa20 giorni alla centrale. Ciascun carbonile sa-rà dotato di propria macchina combinata perla messa a parco e la successiva ripresa.

Il gas naturale, necessario ad alimentare lequattro nuove sezioni della centrale nellasola fase di avviamento, sarà portato conuna nuova condotta dall’esistente linea da24” che attualmente alimenta la confinan-te centrale di Torrevaldaliga Sud di pro-prietà Tirrenopower.L’energia elettrica prodotta dal nuovo im-pianto ed immessa in rete sarà di circa11.400 GWh/anno.

LA COPERTURA DEI DOMES: PROVE DI CARICOIl progetto era stato assegnato alla MEROche aveva proposto, vincendo il concorsointernazionale a cui aveva partecipato, unasoluzione con il sistema reticolare spazia-le MERO KK con aste di alluminio e nodiinox, la cui copertura veniva effettuata conpannelli in lamiera grecata d’alluminio. Vi-ste le dimensioni delle cupole (ø 144 m xh 49 m) sono state effettuate sia delle pro-ve di carico in cantiere sui pannelli di co-pertura sia dei test di laboratorio sui siste-mi di fissaggio previsti.Le prove di carico, effettuate su elementi inlamiera grecata previsti per la copertura,hanno interessato un pannello di larghezzacirca 2,4 m, disposto su 6 appoggi ad inte-rasse 2,45 m; gli appoggi erano costituiti datubolari (arcarecci) su cui sarebbero stati fis-sati i pannelli in opera.Il pannello era continuo nelle tre campatecentrali e bullonato ad ulteriori due tronchidi pannello laterali; quindi sono state cari-cate le tre campate centrali tramite sacchet-ti di cemento da 25 kg, posti in una fasciacentrale di larghezza circa 1,65 m.Le misurazioni di abbassamento sono stateeffettuate tramite 2 comparatori centesimaliposti nella campata centrale ed in una late-


rale della fascia caricata. In pratica sono sta-ti effettuati 2 cicli di prove:• 1° ciclo: con carico positvo, cioé con la

lamiera appoggiata agli arcarecci;• 2° ciclo: con carico negativo, cioé con la

lamiera sospesa agli arcarecci tramite le vi-ti di fissaggio; in una prima fase gli arca-recci sono stati poggiati su blocchetti, suc-cessivamente eliminati per la prova allostrappo delle viti.

carico carico equivalente comparatore centrale comparatore laterale(Kg/campata) sulla fascia da 1,65 m (mm) (mm)

(Kg/m2)

0,0 0,0 0 0

200 49 1,32 3,8

400 99 1,73 4,3

800 198 3,37 7,73

scarico a 400 99 1,85 4,15

scarico a 0 0,0 - -0,32

1° ciclo - CARICO POSITIVO


(Kg/m2)

0,0 0,0 -0,02 +0,03

400 99 2,35 4,57

700 173 4,28 8,43

800 198 5,29 -

2° ciclo - CARICO NEGATIVO CON ARCARECCI SU BLOCCHETTI


(Kg/m2)

600 148 -0,01 +0,18misura dopo flessione arcareccio misura dopo flessione arcareccio

600 dopo 1,5 h 148 +0,30 +0,60

scarico a 0 0 0,0 0,0azzeramento micrometri

800 198 36,45(*) 33,22(*)

misura comprensiva di misura comprensiva diflessione arcareccio flessione arcareccio

scarico a 0 0 0,31 -0,60

2° ciclo - CARICO NEGATIVO CON ARCARECCI LIBERI

Nelle tabelle i risultatidelle prove di caricosulle lamiere grecatein alluminio, fissate adarcarecci in lega di al-luminio spessore 3mm, con le relative vi-ti autoperforanti in ac-ciaio inox.Il 2° ciclo di carico(vedi III tab.) è prose-guito eliminando iblocchetti di appoggiodegli arcarecci e si èverificato una frecciadegli arcarecci stessipari a circa 40 mm.I comparatori sono sta-ti riposizionati e la-sciati sul posto per cir-ca 1,5 h, le cui rileva-zioni sono riportatenella III tabella.(*)gli abbassamenti so-

no dovuti alla som-ma di almeno unodei seguenti fattori:- freccia del pan-

nello- freccia dell’arca-

reccio- deformazione ela-

stica delle guarni-zioni delle viti

- imbozzamento lo-cale elastico dellalamiera.

Da notare che allo sca-rico si è verificato il ri-torno del contatto la-miera-arcarecci e nonsi sono evidenziate de-formazioni permanen-ti visibili

Nella foto le prove adepressione eseguitein cantiere


Tra le due prove la geometria della lamieraè stata (chiaramente) invertita.

LE PROVE DI LABORATORIOI test, eseguiti nei propri laboratori dalla UBBdi Cusano Milanino prima delle prove incantiere, sulle viti autoperforanti INOX AISI

316 servivano per la verifica allo sbottona-mento ed al carico trasversale dei modelliUND6 316 e UCF6 316 realizzate apposita-mente per il tipo di copertura dei domes del-l’impianto di Torrevaldaliga a Civitavecchia.In pratica i tipi di viti autoperforanti, ogget-to della fornitura, sono stati tre: uno con alet-te, per consentire la dilatazione termica ne-gli estremi della lamiera, e due senza. Ovviamente nelle prove sono stati utilizzatidei campioni di lastre che sarebbero stateoggetto della fornitura in cantiere.

Prova di sbottonamento WRS 16Dal grafico (vedi sotto) si evidenzia come latenuta della rondella, serrata a “pacco” sulsupporto, riesce a tenere fino ad un carico

di kN 2,06 per 17 mm nonostante il suo dia-metro minimo (16 mm). Successivamente ivalori rimangono relativamente alti, ancoraper altri 11 mm, fino alla fuoriuscita -sbot-tonamento- della lastra.

Prova di sbottonamento KKK SNel grafico a pagina 73 in alto, è evidentecome il nodo di fissaggio oppone resistenzafino ad un carico massimo di kN 2,2, su unadistanza di 20 mm, dovuta all’elasticità del-la guarnizione e della lastra.Al cedimento degli stessi -sbottonamento- siha una rapida discesa dei valori.

Prova di carico trasversaleGrazie a questa prova viene definisce il ca-rico trasversale del fissaggio dovuto allo slit-tamento delle lastre in modo lineare.dalle curve del grafico si può notare comela vite, prima di sfilarsi, oppone una resi-stenza pari ad un valore di kN 0,91; suc-cessivamente la lastra oppone ancora resi-stenza fino alla completa scucitura.

La tenuta della rondel-la serrata a “pacco” sulsupporto porta ad uncarico di N 2,06 per17 mm nonostante ildiametro minimo (16mm). Successivamentei valori rimangono re-lativamente alti ancoraper altri 11 mm fino al-la fuoriuscita - sbotto-namento - della lastra


Sopra dal grafico sievidenzia come il no-do di fissaggio opponeresistenza fino ad uncarico massimo di N2,2 su una distanza di20 mm dovuta all’ela-sticità della guarnizio-ne e della lastra. Al ce-dimento degli stessi -sbottonamento- si hauna rapida discesa deivalori

Sotto il test definisce ilcarico trasversale delfissaggio dovuto alloslittamento delle lastrein modo lineare.Il grafico evidenzia co-me la vite, prima di sfi-larsi, oppone una resi-stenza pari ad un valo-re di N 0,91, successi-vamente la lastra op-pone ancora resistenzafino alla completa scu-citura


DALLA PARTE DELL’ENELConsiderando gli investimenti che l’Enel staeffettuando in questi ultimi anni e l’accani-mento degli ambientalisti nei suoi confrontiè doveroso dare la parola al portavoce del-l’azienda riportando quanto comunicatoci.La nuova era delle centrali a carbone pulitoe a basse emissioni consente di ottenere deirisparmi del 10% ed il piano industriale diriconversione delle centrali di Civitavecchiae Porto Tolle ne è l’esempio dell’impegnoconcreto a fare dei passi significativi perl’ambiente e per le bollette degli utenti.Con le due centrali a carbone pulito, comequella di Civitavecchia in fase di realizza-zione e quella che vuole realizzare a PortoTolle, si creerebbero i presupposti per una ri-duzione delle bollette del 10%.La ricetta di Fulvio Conti, per riallineare al-la media europea i prezzi dell’elettricità inItalia, è fatta d’ingredienti naturali.Il carbone “pulito” è l’energia a buon mer-cato da un combustibile a buon mercato.Lo scenario mondiale sull’ uso delle fonti dienergia per la produzione di elettricità par-

la chiaro: nel mondo il 39% di elettricità èfatta con il carbone.In Europa la percentuale scende al 33%,mentre in Italia, che a dispetto dei grandipaesi industrializzati non può disporre del

IL CARBONE IN NUMERI

39% È la percentuale di energia elettricaprodotta dal carbone nel mondo

33% È la quota di energia elettrica pro-dotta con il carbone in Europa

17% La percentuale di energia elettricache si ottiene dal carbone in Italia

100 Il numero di Paesi in cui sono dis-tribuite le riserve di carbone nelmondo

180/200 Gli anni stimati delle riserve di car-bone

3,2 L’investimento complessivo in mi-liardi di Euro di Enel per le due cen-trali di Civitavecchia e Porto Tolle

In senso orario dallafoto a sinistra in altoinizio e fasi di mon-taggio della strutturareticolare spaziale


nucleare, passa al 17%.Facili e prevedibili le conseguenze sul prez-zo dell’energia elettrica, essendo da un latoil carbone un combustibile largamente piùeconomico del petrolio e dall’altro più eco-nomico, più reperibile e utilizzabile del gas.Quest’ultimo verrebbe usato solo nel mo-mento di accensione delle caldaie.Ci sono infatti ragioni strategiche che ci con-sigliano di ridurre l’eccessiva esposizione neiconfronti del gas (oggi in Italia il 56% del-l’elettricità è prodotta con il gas). E non è so-lo una questione di prezzo. Prima di tuttol’impossibilità di poter disporre da subito deirigassificatori. C’è poi la questione geo-po-

litica degli approvvigionamenti.Il nostro Paese importa il 70% di questocombustibile dalla Russia e dall’Algeria; al-lo stato attuale solo due aziende rifornisco-no il vecchio continente per oltre il 60%: so-no Gazprom, che ha recentemente siglato unaccordo commerciale con Eni, e Sonatrach,che ha firmato a metà novembre u.s. un im-portante accordo con Enel per la realizza-zione del nuovo gasdotto che collegheràl’Algeria all’Italia.Tuttavia, nonostante l’incremento delle for-niture di gas, occorre per il nostro Paese, co-me più volte ribadito dal Ministro per lo Svi-luppo Economico, Pierluigi Bersani, attivare

In senso orario dallafoto a sinistra in altofasi di montaggio. Nelle foto di destra (inalto) il momento di po-sa del torrino superio-re, mentre in quellasotto un dettaglio del-le aste-nodi


PLANIMETRIA GENERALE

PIANTE STRUTTURA RETICOLARE SPAZIALE


un mix più equilibrato di combustibili, pro-prio iniziando dalla riconversione della cen-trale di Torre Nord.È proprio sul fronte del cantiere di Torreval-daliga a nord di Roma, che ha toccato le2000 presenze di maestranze, i lavori proce-dono a pieno ritmo. Il progetto è arrivato aduno stato di avanzamento lavori molto signi-ficativo avendo già raggiunto complessiva-mente oltre il 52% della sua realizzazione.Il tutto sotto l’occhio attento del Commissa-rio Europeo per l’Energia, Andris Piebalgs, che

accompagnato dall’Amministratore Delegatodi Enel Fulvio Conti, ha visitato il cantiere de-finendo l’opera di fondamentale importanzaper la sicurezza energetica europea. Piebalgsha inoltre sottolineato il fatto che la tecnolo-gia del carbone pulito contribuisce alla com-petitività dell’economia, concludendo che intema di emissioni, offre le massime garanziesulla tutela della salute pubblica.

Gianni Cecchinato[ [email protected] ]

DETTAGLI STRUTTURA RETICOLARE SPAZIALE - SISTEMA KK


FISSAGGIO LAMIEREDAL FILO 1 AL FILO 16

FISSAGGIO LAMIERE DAL FILO 16 AL FILO 32


FISSAGGIO TIPO 3CON VITI AUTOFORANTIUCF6 316 KKK 6,3x90CON ALETTE

FISSAGGIO TIPO 1CON VITI AUTOFORANTIUND6 316 S22 6,3x35

FISSAGGIO TIPO 1CON VITI AUTOFORANTIUND6 316 S22 6,3x35



FISSAGGIO TIPO 4CON VITI AUTOFORANTIUDAS 316 S16 6,5x22



FISSAGGIO TIPO 2CON VITI AUTOFORANTIUND6 316 KKK 6,3x90

FISSAGGIO TIPO 2CON VITI AUTOFORANTIUND6 316 KKK 6,3x90


SCH

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SCHEDA TECNICA DELL’INTERVENTO

Oggetto: COAL STORAGE DOMEIntervento: Trasformazione a carbone della Centrale Termoelettrica ENEL di Tor-

revaldaliga Nord - Realizzazione di due cupole geodetiche per lo stoc-caggio del carbone

Località: Civitavecchia (ROMA)

Committente: ENEL PRODUZIONE SPA

Progetto: ENEL PRODUZIONE SPA Divisione Generazione ed Energy Management

Direzione lavori: ENEL PRODUZIONE SPA Divisione Generazione ed Energy Management

Calcoli e verifiche strutture: MERO - TSK, Wurziurburg (D) e MERO ITALIANA SPA, Verona

Svilippo progetto costruttivo: MERO ITALIANA SPA, Verona

Numeri dell’impianto: superficie area coperta: 16.500 m2 circa per cupolasuperficie copertura: 21.500 m2 circa per cupoladimensioni Dome: ø 144 m x 49 m h circatipologia: copertura opaca con lastre grecate in alluminio

Imprese coinvolte: MERO - TSK, Wurziurburg (D) - FORNITURA STRUTTURA

CORUS S.C., Trezzano s/N. (MI) - FORNITURA LASTRE COPERTURA

UBB, Cusano Milanino (MI) - FORNITURA SISTEMI DI FISSAGGIO

D.B.F. Montaggi Speciali, Roma - MONTAGGIO STRUTTURA E POSA LASTRE

OMAV Lattoneria, Viterbo - LATTONERIA

A sinistra vista dell’in-terno della coperturanella fase iniziale, comeprevista dallo schema difissaggio dal filo 1 al fi-lo 16 (vedi pagina 79).Nella foto di destra laposa della prima lastracon cui si è iniziato il ri-vestimento del dome


Fasi montaggio lamierevisto da sopra e da sottola cupola. Nella foto piccola unadei lucernai presenti sul-la copertura, mentre inquella grande, a pié dipagina, il dome è quasiricoperto tutto


Nelle foto piccole fis-saggio lamiera, sotto inprimo piano il profilodel dorso. Va sottolineata una parti-colarità delle viti impie-gate: il fissaggio tipo 3(UCF6 316 KKK 6,3X90) hale alette per consentire ladilatazione termica negliestemi della lamiera; ilfissaggio tipo 4 (UDAS 316S16 6,5X22) è con il sot-totesta zigrinato.La UBB ha fornito ilgiunto di dilatazioneEPDM (ne sono servitiquasi 160 m) tagliato inspezzoni nella stessa le-ga delle lastre (tipo5005/A), il quale è statopiegato secondo il dise-gno delle grondaie e poimontato dalla OMAVche ha realizzato tutte leopere di lattoneria


AW - 6082 T6

X2CrNiMoN22-5-3 n°1.4462

AW - 6082 T6

AW - 6082 T6 verniciato

acciaio INOX AISI 316

INOX tipo 1.4305

tipo WRS INOX AISI 316 ø25 mm spessore 1 mm tipo KKK INOX AISI 316 ø25 mm spessore 1 mm

in EPDM (Etilene - Propilene - Dien - Monomer) spessore 2 mm - ø16 e 22 mm per le WRS e ø25 mm per le KKK

con elettrodo in S-ALMg 5saldatura classe B

TIPO V MIG: per tubi da ø70 a ø110TIPO T MIG: per tubi > ø110

Tipo KAL.BAU TR 50/167Produzione Corus Bausysteme GmbH (società del Corus Group)

Profilo grecato trapezoidale

Materiale lega di alluminio in tre strati: interno AW 3004-H36 (norma EN 1999-9), esterni AW7072 (norme UNI-EN 485-4; UNI-EN 508-2; UNI-EN 573-3), più su entrambe le su-perfici esterne il trattamento AluPlusPatina Stucco

Spessore 12/10 (1,2 mm)

Caratteristiche statiche materiale resistenza al limite elastico fo,2 = 175 N/mm2

resistenza a rottura fu = 210 N/mm2

modulo elastico E = 70000 N/mm2

peso specifico g = 47 N/mm2

Caratteristiche statiche lastra momento d’inerzia I+ef = 66,28 cm4/m (carico +)

I-ef = 52,58 cm4/m (carico -)

Caratteristiche meccaniche lastra momento flettente in campata MF,K = 3,99 kNm/m(carico positivo) reazione appoggio di estremità RA,K = 21,33 kN/m

momento flettente in appoggio MOB,K = 3,47 kNm/m

reazione appoggio interno ROB,K = 42,65 kN/m

Caratteristiche meccaniche lastra momento flettente in campata MF,K = 3,47 kNm/m(carico negativo) reazione appoggio di estremità RA,K = 84,73 kN/m

momento flettente in appoggio MOB,K = 3,99 kNm/m

reazione appoggio interno ROB,K = 84,73 kN/m

CARATTERISTICHE DELLA LASTRA GRECATA

componente materiale e trattamento norma materiale

nodo EN 10088-1/2

tubo EN 755-2

cono EN 786-2

distanziale EN 755-2

vite EN ISO 3506-1

spinotto EN 10088-3

rondella metallica -

guarnizione -

saldatura EN 473-4

CARATTERISTICHE DEI MATERIALI IMPIEGATI

STRUTTURA RETICOLARE SPAZIALE TIPO KK

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