Consegna del cemento attraverso il ghiaccio

Daniele Sciuto, Euromecc s.r.l., presenta un progetto di terminale di cemento che Euromecc ha realizzato a Murmansk, nel nord estremo della Russia.

Panoramica
A metà del 2014, Euromecc ha vinto un bando per la fornitura di un terminale di stoccaggio di cemento da 5400 m3 (circa 7200 t, assumendo una densità del cemento di 1,33 t/m3) da installare a Murmansk, una delle regioni più fredde della Russia. È conosciuta per il suo clima severo, che è duro e instabile, con abbondanti precipitazioni durante tutto l’anno, il che la rende uno dei posti più difficili dove installare un tale progetto. Il processo di progettazione ha richiesto un approccio non standard a causa della temperatura estrema del sito, che può raggiungere i -37°C in inverno e i 20°C in estate, mettendo l’intera struttura a un livello critico. Inoltre, il cemento deve essere preservato per essere correttamente stoccato, il che significa che tutti i componenti e materiali devono essere progettati per resistere alle temperature più basse. Questo rappresenta una condizione speciale per la maggior parte degli elementi meccanici ed elettrici.

Disposizione generale del progetto
Il terminale di cemento è composto da tre silos di cemento indipendenti da 1800 m3 ciascuno, con un diametro interno di 12,5 m, che sono installati su una struttura portante per consentire ai camion cisterna di passare sotto il punto di scarico. Questa struttura è stata progettata e costruita per ottimizzare le colonne. Ci sono solo otto pilastri per consentire ai camion cisterna di passare sotto i coni, mentre normalmente ce ne sono 16, presenti nella parte superiore della struttura portante. C’è una stazione di carico con una capacità di 150 tph, situata sotto il silo centrale, che riceve il materiale proveniente dai tre silos tramite un sistema di tubazioni ad aria. Con questo sistema, le operazioni sono abbastanza rapide, con un ciclo di carico di 12 minuti per camion cisterna. La fase di riempimento è indirizzata ai due tubi indipendenti che saranno direttamente collegati al nave. La ragione per avere due tubi di riempimento è legata alla possibilità di importare due prodotti diversi, nonché all’intento di raddoppiare la capacità di riempimento con una conseguente riduzione del tempo operativo. Il cono inclinato di 15° rende il caricamento quasi piatto per scopi speciali. Infatti, in questo modo, la capacità di uscita è costante. Oltre a una corretta gestione del cemento, è stato installato un complesso sistema di fluidificazione all’interno del cono, suddiviso in cinque settori, ciascuno dei quali funziona separatamente. Il progetto è stato concepito per soddisfare i requisiti ambientali, concentrandosi sia sulle emissioni di polvere che sui livelli di rumore. Pertanto, sono stati progettati diversi dispositivi di filtraggio, posizionati sul tetto e sotto il cono. L’intera area è stata chiusa per consentire agli apparecchi di operare entro il loro intervallo di temperatura funzionale.

La sfida della temperatura
Essere a -37°C non è una situazione comune, ed è facile comprendere le conseguenze che potrebbero derivare dall’uso di componenti o materiali impropri. Pertanto, ogni cosa è stata regolata per essere adatta a tali condizioni di lavoro difficili. Il primo cambiamento riguarda la qualità dell’acciaio. Infatti, temperature inferiori a -15°C hanno conseguenze dirette sulla resilienza del materiale, che diminuisce notevolmente, rendendo il materiale inutilizzabile ed esponendo la struttura a rischio di collasso. Di conseguenza, il team di progettazione è stato obbligato ad applicare coefficienti più conservativi nei calcoli per rispettare le normative russe, in particolare il SNIP 20.13330.2011 per i “Carichi e azioni” e il SNIP 16.13330.2011 per le “Strutture in acciaio”. Grazie a questo approccio, l’acciaio standard S235, che non poteva resistere alle condizioni climatiche estreme, è stato sostituito con l’acciaio S355 più appropriato, mentre la categoria strutturale JR è stata aumentata a J2, secondo i rapporti di calcolo effettuati. In seguito, ogni componente è stato verificato per determinare se avrebbe influito sulla durabilità dell’impianto senza una manutenzione e assistenza adeguata. Sebbene segua la disposizione generale di quelli sul tetto, i filtri installati sotto i coni di scarico sono molto diversi. In base alla gamma di funzionamento del bellojet, che non può funzionare a -37°C, è stato deciso di optare per un’unità non filtrata e di installare un filtro appropriato al livello del cono di scarico. Questa soluzione impedisce l’utilizzo del ventilatore bellojet, che può facilmente congelarsi, compromettendo il flusso corretto del cemento, non appena la temperatura scende sotto i -15°C, pur mantenendo il livello di emissioni di polvere nei valori accettabili. Per il tetto, è stato scelto un filtro con estrazione frontale, ricoperto da una struttura isolata per ridurre l’altezza massima dell’impianto. Tutti i componenti, come valvole pneumatiche, giunti, flange, bulloni, ecc., sono stati scelti focalizzandosi sulla temperatura di lavoro come requisito principale, utilizzando materiali speciali che possono resistere allo stress termico. Infine, i silos, la struttura portante, tutti i filtri e le tubazioni sono stati rivestiti con una vernice speciale. Questo aiuta a prevenire i danni causati dalla vicinanza costiera dell’impianto, la combinazione di temperatura estrema e alto tasso di umidità.

Operazioni
Un progetto così complesso in una regione difficile richiede una progettazione e gestione operativa eccezionali. Murmansk si trova in una zona subartica al di sopra del Circolo Polare Artico, con lunghi periodi di luce continua o oscurità totale. Queste limitazioni sono state prese in considerazione per completare l’installazione nei termini concordati. Per questo motivo, tutte le operazioni sono state progettate con un piano di gestione del progetto rigoroso ed efficiente, che è stato un elemento cruciale per l’intero progetto fin dall’inizio. Una delle maggiori limitazioni operative che ha influenzato la progettazione strutturale e l’assemblaggio è stato l’uso di una sola gru da 100 t per ridurre i costi. Di conseguenza, la struttura doveva essere molto leggera e modulare, suddivisa in piccoli pezzi, in modo da poter essere facilmente assemblata in un tempo molto breve prima dell’arrivo dell’inverno rigido. Infatti, il completamento era previsto entro la fine del 2015 e grazie al know-how di Euromecc, alla sua solida esperienza e a un rigoroso processo di pianificazione, questo è stato raggiunto nei tempi previsti. I team coinvolti nell’installazione, composti da più di 20 persone che lavoravano su turni, erano supervisionati da due supervisori altamente qualificati. Un’altra limitazione è stata il trasporto di tutto il materiale al sito di installazione, che ha richiesto un enorme impegno logistico. Ci sono stati circa 50 container open top che dovevano essere consegnati entro un certo termine per entrare in sicurezza nel porto senza rischiare di incontrare il mare ghiacciato.

Conclusione
A partire dall’inizio del 2016, sarà possibile monitorare l’intera struttura. Questo progetto ha rappresentato una grande sfida per i molteplici limiti affrontati, dal clima al processo di installazione. Tutto è stato progettato per operare nelle condizioni più estreme con il minimo di manutenzione, considerando che l’inverno freddo riduce la possibilità di operazioni umane.

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