Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici condotte forzate

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3 Problemi e possibili soluzioni nel risanamento di condotte sussidiarie in pressione

4 Premessa L impianto Idroelettrico Un impianto idroelettrico è costituito da opere civili ed idrauliche (diga o traversa di sbarramento, sistemi di presa e derivazione, vasca di carico, opere di convogliamento e di restituzione, condotte forzate, della centrale, stazione elettrica.) DERIVAZIONI SUSSIDIARIE DIGA PRESA SUSSIDIARIA PRESA SUSSIDIARIA CONDOTTA FORZATA POZZO PIEZOMETRICO PRESA SUSSIDIARIA Opere di Presa: (dighe - traverse - prese sussidiarie) Opere di derivazione e scarico: (canali all'aperto - canali in galleria - ponti-canale tubazioni in Cls) CANALE DI SCARICO CENTRALE Elementi di disconnessione (bacino di accumulazione vasche di carico - pozzi piezometrici) Condotte forzate Centrale

5 Impianti Hydros Dislocazione impianti 1 2 Resia Melago 1 Curon Vipiteno Vizze 9 Prati di Vizze 8 Monguelfo 3 4 Sluderno 2 Glorenza Lasa 3 Marlengo 5 4 Castelbello Ponte Gardena Funes 6 7 Premesa 5 Gioveretto CT 6 Bolzano Grandi Dighe Piccole Dighe 7 Opere di presa 8 Sistema di adduzione Condotte in acciaio Condotte prefabbricate in Cls. armato 9 Condotte in precompresso Centrali Idroelettriche CT Centro di Teleconduzione di Bolzano

6 Condotte forzate e tubazioni di derivazioni sussidiarie Le cause più frequenti di degrado delle strutture in calcestruzzo Degrado del calcestruzzo Chimiche Fisiche Meccaniche Acque pure in alta montagna, con basso contenuto di sali, presenza di anidride carbonica e contenenti solfati. Cloruri Alcali Magnesio e ammonio (agenti decalcificanti) Carbonatazione del calcestruzzo Correnti vaganti Variazioni termiche naturali (gelo e disgelo) Ritiro da essiccamento Calore di idratazione Sali disgelanti Urto, scoppio, cavitazione Erosione, abrasione Sisma Vibrazioni Assestamenti strutturali Carichi non previsti (colpo d ariete) Carichi ciclici (fatica)

7 Condotte forzate e tubazioni di derivazioni sussidiarie Le cause più frequenti di degrado delle strutture in calcestruzzo Carbonatazione del calcestruzzo Scoppio Erosione Segnali di degrado del cls da acque aggressive che per effetto della bassa temperatura danno origine alla formazione di thaumasite

8 Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento Tradizionali interventi di risanamento Ricerca perdita tramite scavi con mezzi meccanici Fasi di lavoro tradizionali 1. Individuazione del punto o dei punti di rottura 2. Esecuzione di scavi lungo il tracciato della tubazione 3. Rimozione dei tratti interessati 4. Posa del nuovo tratto o manutenzione 5. Ritombamento e rinterro

9 Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento Tradizionali interventi di risanamento Lesione sulla tubazione Scarifica Saldatura della parte metallica della tubazione Applicazione calandra di rinforzo

10 Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento Tradizionali interventi di risanamento Ricostruzione armatura Cassero speciale circolare per getto con betoncini speciali colabili antiritiro Applicazione vernici anticorrosive e successivo ritombamento

11 Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale Tecnologie a basso impatto ambientale Sono così definite perché meno invasive per l ambiente rispetto alle tecniche tradizionali. Si tratta di tecnologie, che vengono anche chiamate no dig (senza scavo), che richiedono scavi molto ridotti, addirittura limitati a due buche (di inizio e fine tracciato), consentendo il riutilizzo delle opere esistenti.

12 Impianti Hydros Impianto idroelettrico di Curon Interventi su condotte di derivazione Planimetria dell impianto Planimetria TRATTE DI INTERVENTO

13 Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Drytech I sistemi di risanamento Drytech si basano su interventi di iniezione realizzati dall interno delle tubazioni, quindi senza scavi o demolizioni. Giunti, fessure e attraversamenti vengono sigillati con iniezioni di resina elastica ed espansiva DRYflex. Tale proprietà di rigonfiamento reattivo rimane costante nel tempo. Vantaggi: - Affidabilità, rapidità e risparmio - Impermeabilizzazione non danneggiabile perché all interno - Resistenza alla acque aggressive - Non comporta variazioni di spessore nella condotta - Interventi possibili anche in presenza di acqua permettendo di risolvere anche situazioni in emergenza Svantaggi: - Viene impermeabilizzato il solo giunto o eventuali fessure della condotta / tubazione in Cls

14 Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Drytech Lavaggio ad alta pressione della tubazione Inserimento del manicotto DRYset Predisposizione tubicini per iniezione resina E chiusura con malta premiscelata speciale

15 Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Drytech Iniezione della resina DRYflex per pressione Rasatura della condotta in direzione circonferenziale con materiale cementizio resinato a presa rapida Applicazione di speciali gomme su misura serrate su entrambi i tratti del tubo da fasce in acciaio inox. (AMEX -10 per condotte fino a 20 bar di esercizio)

16 Impianti Seledison Impianto idroelettrico di Glorenza Interventi su condotte di derivazione Planimetria dell impianto Presa Rio Arunda Presa Rio Melz TRATTE DI INTERVENTO Planimetria Presa Rio M. Maria Presa Rio Serces Pontecanale GLORENZA MALLES VENOSTA BORGUSIO TRAVERSA DELLA MUTTA LAGO DELLA MUTTA DIGA DI S. VALENTINO LAGO DI RESIA CENTRALE DI GLORENZA Presa Rio Puni MAZIA Presa Rio Saldura

17 Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Primus-line Lo speciale tubo Primus-Line (guaina tessile a doppia strato rivestita in polietilene) viene inserito nella condotta da risanare e, grazie a tecniche innovative, aderisce alle pareti interne. Il risultato è una condotta perfettamente rinnovata nella struttura e nella durabilità. Vantaggi: - Scavi minimi - Tempi rapidi di intervento e di rimessa in servizio - Discreta resistenza alla pressione di esercizio bar; - Spessore minimo del rivestimento; il diametro della condotta rimane praticamente invariato; - Grande flessibilità alle curvature nell installazione; - Lunghezze di inserimento fino a 1000 metri in una sola Svantaggi: operazione; - Pressione di esercizio fino 40 bar. - Diametri limitati mm

18 Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Primus-line 1. Impianto di cantiere, preparazione degli scavi, taglio e drenaggio del tronco da risanare 2. Ispezione televisiva computerizzata in sezione della condotta e successiva analisi dei dati rilevati 3. Inserimento della fune di tiro servendosi della telecamera 4. Pulizia meccanica della condotta con spazzole, pig, raschiatori e frese robotizzate 5. Posizionamento della bobina con il tubolare ad una estremità della condotta e dell argano all altra estremità 6. Montaggio della testa di tiro sul tubolare nonché dei rulli di guida e della fune di tiro sul vecchio tubo esistente 7. Inserimento del tubolare all interno del tubo ospite (aperto o piegato a C ) 8. Posizionamento e fissaggio al tubo esistente dei tronchetti di collegamento 9. Collaudo a pressione della nuova condotta 10. Allacciamento della condotta risanata alla rete e ripristino del servizio 11. Chiusura degli scavi

19 Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Primus-line Allestimento del cantiere Esecuzione di pozzetti per intercettamento della condotta e taglio della stessa Inserimento della fune di tiro

20 Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Primus-line montaggio delle flange di testa per il collegamento alla vecchia condotta inserimento del liner strutturale di rivestimento (Ø 500 Primus Line) sistemazione e smobilitazione aree di cantiere

21 Tipologie e tecnologie di intervento Impianto di Brunico Interventi su condotte di derivazione (+ Curon) Planimetria dell impianto Planimetria CENTRALE DI BRUNICO Presa Rio Vila PERCA Presa Rio Anterselva RASUN DI SOPRA Condotta Forzata Pozzo Piezometrico RASUN DI SOTTO TRATTE DI INTERVENTO VALDAORA DI SOTTO VALDAORA DI MEZZO DIGA DI MONGUELFO Presa Rio Furcia VALDAORA DI SOPRA Vasca di confluenza Presa Rio Bruns Lago di Monguelfo Rio Bruns

22 Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Foreverpipe Consistente nell'introduzione di un tubolare costituito da feltro e resina termoindurente all'interno della condotta esistente. Il rivestimento sarà calcolato per assumere tutte le funzioni idrauliche e statiche necessarie al completo recupero funzionale della tubazione e con una contenuta riduzione della sezione utile. Vantaggi: - Rapidità di intervento - Minori costi - Grandi diametri fino a Ø Impermeabilità - Caratteristiche meccaniche elevate - Resistenza all abrasione - Assenza di conducibilità elettrica - Massima scorrevolezza dell acqua Svantaggi: - Resistenza alla pressione di esercizio fino a 5-10 bar in funzione del diametro.

23 Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Foreverpipe Fasi di intervento Ispezione della tubazione Scavo dei pozzetti Predisposizione e impregnazione del tubolare Inserimento nella tubazione del tubolare impregnato di resina mediante pressione idrostatica. Fase di polimerizzazione della resina mediante riscaldamento dell acqua Taglio del tubolare in corrispondenza dei pozzetti Eventuale riapertura allacciamenti laterali con fresa cutter robotizzata Ispezione finale

24 Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Foreverpipe Impianto di Brunico Impregnatura con resina della guaina miscelata con additivi catalizzatori Rullatura per uniforme distribuzione della resina Immagazzinamento guaina Estrusione e guaina Introduzione guaina nella condotta

25 Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Foreverpipe Impianto di Brunico Tubazione pronta per il ripristino continuità Ricollocazione tronchetto Particolare giunto STRAUB per unione tronchetti tubo cls Tubazione ricostituita

26 Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Foreverpipe Impianto di Curon Inserimento nella tubazione del tubolare impregnato di resina mediante pressione idrostatica A. Fase di inserimento della guaina impregnata con resine. B. Fase d'avanzamento della guaina mediante pressione idrostatica. C. Fase di polimerizzazione ottenuta con il riscaldamento dell'acqua.

27 Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Foreverpipe Impianto di Curon Inserimento nella tubazione Bonna del tubolare impregnato, effettuato mediante una colonna d acqua (battente idrostatico) e polimerizzazione della resina mediante ciclo di riscaldamento controllato

28 Tipologie e tecnologie di intervento Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Foreverpipe Impianto di Curon Taglio del tubolare e realizzazione tronchetti per il ripristino della continuità della condotta Esplorazione televisiva computerizzata finale e ispezione visiva all interno della condotta ad ultimazione lavori.

29 Tipologie e tecnologie di intervento Impianto di Premesa - Sostituzione tratto di condotta Planimetria dell impianto Planimetria CHIUSA S. PIETRO PONTE GARDENA CENTRALE DI PREMESA Vasca di carico TRATTE DI INTERVENTO (B3/B4 B4/B5) Presa di Pontives ORTISEI

30 Tipologie e tecnologie di intervento Impianto di Premesa - Sostituzione tratto di condotta Taglio e rimozione delle tubazioni Tratta di condotta da sostituire Demolizioni e rifacimento delle selle ammalorate

31 Tipologie e tecnologie di intervento Impianto di Premesa - Sostituzione tratto di condotta Posa nuova condotta Verniciatura condotta

32 Impianti Hydros Impianto idroelettrico di Lasa inserimento valvole di sicurezza Planimetria dell impianto PRESA ALTO LASA Pompaggio Faltin LAGO DEL GIOVERETTO Presa Rio Rosim CENTRALE DI LASA LASA DIGA DEL GIOVERETTO Pompaggio S.Giovanni Presa Rio Sluder Presa Rio S.Maria TRATTE DI INTERVENTO Presa Rio Soi TRANSACQUA Presa Rio Flim

33 Tipologie e tecnologie di intervento Impianto di Lasa Valvole di sicurezza POZZETTO Tracciato Realizzazione pozzetti per valvole di sicurezza rii sussidiari Scavo Pozzo Alloggiamento Valvola Valvola di sicurezza

34 Prove varie Verifiche di integrità su condotte PND (prove non distruttive) Con il termine Prove Non Distruttive viene indicato il complesso di esami, prove e rilievi che non alterano il materiale e non richiedono la distruzione o l'asportazione di campioni dalla struttura. SI Possibile ispezione interna ed esterna della condotta NO Esame visivo L esame visivo può essere condotto sia sulle superfici esterne sia sulle superfici interne, su componenti o su elementi delle condotte in pressione, compatibilmente con gli oggettivi impedimenti di accessibilità. Controllo Spessimetrico Esame visivo interno ed esterno Il controllo spessimetrico consente in via rapida, efficace e facilmente ripetibile, la misura, in uno specifico punto, dello spessore del serbatoio in direzione radiale. Esame spessimetrico ad ultrasuoni Controlli magnetici sulle saldature Indagini Georadar Prove di pressione Controlli magnetoscopici La tecnica magnetoscopica (MT) è una prova non distruttiva utilizzata per rilevare i difetti, soprattutto quelli superficiali (ma anche quelli in profondità), presenti negli oggetti solitamente di grandi dimensioni. Indagini Georadar La prospezione georadar è una metodologia di indagine geofisica che si basa sulla propagazione di onde elettromagnetiche ad elevata frequenza. Impact-Echo Impact-Echo Il principio di funzionamento è basato sull analisi di un onda elastica generata dall impatto di una sferetta d acciaio o un martello sulla superficie della struttura in esame, queste onde di bassa frequenza si propagano all interno del materiale e sono riflesse dagli eventuali difetti.

35 Prove varie Verifiche di integrità su condotte - PND (prove non distruttive) Schema di ispezione Accesso del personale alla condotta forzata Protezione individuale obbligatoria contro le cadute Casco di protezione obbligatorio Protezione obbligatoria dall'udito Protezione obbligatoriadel viso 306 Generatore di continuità Argano con comando remoto 201 Calzature di sicurezza obbligatorie Guanti di protezione obbligatori Protezione obbligatoria del corpo Protezione obbligatoria delle vie respiratorie Piazzola in tavolato in legnoper posizionamento generatore di corrente e argano 152 Accesso operatori Misurazione spessori 120 Sul carrello deve essere sempre presente una cassetta del pronto soccorso, un estintore e gli autorespiratori 60 Durante la lavorazione è obbligatorio che siano presenti due operatori in costante contatto radio con operatori all esterno della condotta Carrello con sistema di sicurezza ridondante Parapetto di protezione Rete di protezione Materiale infiammabile a alte temperature Sostanze corrosive Attenzione pericolo caduta dall alto Sostanze velenose Sostanze nocive e irritanti Per l ispezione della condotta forzata con controlli non distruttivi a campione è stato approntato un apposito carrello, con cui gli operatori e le attrezzature necessarie si sono calati all interno della condotta.

36 Prove varie Verifiche di integrità su condotte - PND (prove non distruttive) Immagini Controllo non distruttivo delle saldature - Controllo con Particelle Magnetiche Prova georadar con antenna ad alta frequenza Prova Impact-Echo (tratto in Cls privo di difetti Prova Impact-Echo (tratto in Cls con difetti

37 Prove varie Verifiche di integrità su condotte (PD) Prove distruttive Prove - di laboratorio Prove eseguite Prove di trazione sull armatura lenta ; Prove di trazione sui trefoli; Prove di compressione sul calcestruzzo; Prove di carbonatazione sul calcestruzzo; Analisi Petrografica sul calcestruzzo e sullo strato di intonaco; Esame microscopico sui trefoli e sull armatura.

38 Prove varie Verifiche di integrità su condotte - prove distruttive Prove di laboratorio Spezzoni di tubo campione Prova a trazione alla macchina tiraferri Vista dei trefoli del tubo ammalorato Misura della carbonatazione

39 Prove varie Impianto di Curon - (PP) prove pressione Schema di esecuzione PRESA A. Installazione di una valvola di sfiato in prossimità dell immissione della condotta di derivazione nella condotta forzata principale; 1893,00 = imbocco B. Installazione di una sonda di pressione (manometro) nel punto più basso della condotta di derivazione, vale a dire nel pozzetto di scarico; C. Riempimento della condotta seguendo le modalità qui descritte: PRESA Con valvola di sfiato Fondello con valvola RIO 1681,00 SCARICO DI FONDO manometro registrazione Rappresentazione schematica della prova di pressione Riempimento da monte fino alla fuoriuscita dell acqua dalla valvola di sfiato. Questa prima fase di prova, il riempimento della condotta e conseguente sfiato dell aria ha una durata di circa 24 ore Dopo la chiusura della valvola di sfiato, si esercita una pressione pari a 1,5 volte la pressione di esercizio, registrando l andamento mediante la sonda di pressione per una durata di 12 ore con lettura continua come stabilito dalla normativa vigente della Provincia Autonoma di Bolzano

40 Problemi e possibili soluzioni nel risanamento di condotte sussidiarie in pressione Grazie per la Vostra attenzione! Relatore: Mauro Scienza