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Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Problemi e possibili soluzioni nel risanamento di condotte
sussidiarie in pressione
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
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
POZZO
PIEZOMETRICO
CONDOTTA FORZATA
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)
 Elementi di disconnessione
CANALE DI SCARICO
(bacino di accumulazione vasche di
carico - pozzi piezometrici)
CENTRALE
 Condotte forzate
 Centrale
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Impianti Hydros
Dislocazione impianti
1
Vizze
9
2
Resia
3
4
Vipiteno
Melago
1
Prati di Vizze
8
Curon
Marlengo
5
2
Glorenza
Sluderno
Lasa 3
4 Castelbello
Monguelfo
Ponte
Funes
Gardena
6 7
Premesa
5
Gioveretto
CT
Bolzano
6
Grandi Dighe
Piccole Dighe
7
Opere di presa
Sistema di adduzione
8
9
•
Condotte in acciaio
•
Condotte prefabbricate in Cls. armato
•
Condotte in precompresso
Centrali Idroelettriche
CT Centro di Teleconduzione di Bolzano
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Condotte forzate e tubazioni di derivazioni sussidiarie
Le cause più frequenti di degrado delle strutture in calcestruzzo
Degrado del
calcestruzzo
Chimiche
• 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
Fisiche
• Variazioni termiche naturali
(gelo e disgelo)
• Ritiro da essiccamento
• Calore di idratazione
• Sali disgelanti
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Meccaniche
•
•
•
•
•
•
•
Urto, scoppio, cavitazione
Erosione, abrasione
Sisma
Vibrazioni
Assestamenti strutturali
Carichi non previsti (colpo d’ariete)
Carichi ciclici (fatica)
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
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
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
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento
Tradizionali interventi di risanamento
Lesione sulla tubazione
Saldatura della parte metallica della tubazione
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Scarifica
Applicazione calandra di rinforzo
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
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
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.
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Impianti Hydros
Impianto idroelettrico di Curon – Interventi su condotte di derivazione
Planimetria dell’impianto
Planimetria
TRATTE DI INTERVENTO
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
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
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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
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Predisposizione tubicini per iniezione resina
E chiusura con malta premiscelata speciale
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)
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Impianti Seledison
Impianto idroelettrico di Glorenza – Interventi su condotte di derivazione
Planimetria dell’impianto
TRATTE DI INTERVENTO
Presa
Rio Melz
Presa
Rio Arunda
Planimetria
Presa
Rio M. Maria
Presa
Rio Serces
Pontecanale
BORGUSIO
GLORENZA
MALLES
VENOSTA
Presa
Rio Puni
CENTRALE DI
GLORENZA
MAZIA
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Presa
Rio Saldura
TRAVERSA
DELLA
MUTTA
LAGO
DELLA
MUTTA
DIGA DI
S. VALENTINO
LAGO DI
RESIA
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 16 – 25 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
operazione;
Svantaggi:
- Pressione di esercizio fino 40 bar.
- Diametri limitati mm 150 - 500
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
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
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Lavori -Tipologie e tecnologie di intervento
Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Primus-line
Allestimento del cantiere
Inserimento della fune di tiro
Esecuzione di pozzetti per
intercettamento della condotta
e taglio della stessa
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
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
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Tipologie e tecnologie di intervento
Impianto di Brunico – Interventi su condotte di derivazione (+ Curon)
Planimetria dell’impianto
Planimetria
Presa
Rio Vila
CENTRALE DI BRUNICO
PERCA
RASUN DI
SOPRA
Presa
Rio Anterselva
Condotta
Forzata
Pozzo
Piezometrico
RASUN DI
SOTTO
VALDAORA
DI SOTTO
TRATTE DI INTERVENTO
VALDAORA
DI MEZZO
DIGA DI
MONGUELFO
Vasca di
confluenza
Presa
Rio Furcia
VALDAORA
DI SOPRA
Presa
Rio Bruns
Rio Bruns
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Lago di
Monguelfo
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:
Svantaggi:
- Rapidità di intervento
- Resistenza alla pressione di esercizio fino a 5 - 10 bar
- Minori costi
in funzione del diametro.
- Grandi diametri fino a Ø 2000
- Impermeabilità
- Caratteristiche meccaniche elevate
- Resistenza all’abrasione
- Assenza di conducibilità elettrica
- Massima scorrevolezza dell’acqua
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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
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
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
Estrusione e guaina
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Immagazzinamento guaina
Introduzione guaina nella condotta
Tipologie e tecnologie di intervento
Tecnologie a basso impatto ambientale - Sistema di risanamento Foreverpipe
Impianto di Brunico
Tubazione pronta per il ripristino continuità
Particolare giunto STRAUB
per unione tronchetti tubo cls
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Ricollocazione tronchetto
Tubazione ricostituita
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.
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
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
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
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.
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Tipologie e tecnologie di intervento
Impianto di Premesa - Sostituzione tratto di condotta
Planimetria dell’impianto
Planimetria
S. PIETRO
CHIUSA
PONTE
GARDENA
CENTRALE DI
PREMESA
Vasca di
carico
TRATTE DI INTERVENTO
(B3/B4 – B4/B5)
Presa di
Pontives
ORTISEI
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
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
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Tipologie e tecnologie di intervento
Impianto di Premesa - Sostituzione tratto di condotta
Posa nuova condotta
Verniciatura condotta
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Impianti Hydros
Impianto idroelettrico di Lasa inserimento valvole di sicurezza
Planimetria dell’impianto
PRESA
ALTO LASA
Pompaggio Faltin
LAGO DEL
GIOVERETTO
LASA
CENTRALE
DI LASA
Presa
Rio Rosim
Pompaggio
S.Giovanni
Presa Rio
Sluder
DIGA DEL
GIOVERETTO
Presa
Rio S.Maria
TRATTE DI INTERVENTO
Presa
Rio Soi
TRANSACQUA
Presa
Rio Flim
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Tipologie e tecnologie di intervento
Impianto di Lasa – Valvole di sicurezza
POZZETTO
Tracciato
Scavo
Realizzazione pozzetti per
valvole di sicurezza rii
sussidiari
Pozzo Alloggiamento Valvola
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Valvola di sicurezza
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.
Controlli magnetoscopici
Esame spessimetrico ad
ultrasuoni
Prove di
pressione
Controlli magnetici sulle
saldature
Indagini Georadar
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
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
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.
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
Protezione
obbligatoria del
corpo
Protezione
obbligatoria
delle vie
respiratorie
306
Generatore
di continuità
Argano con
comando remoto
Calzature di
sicurezza
obbligatorie
201
Piazzola in tavolato in legnoper
posizionamento generatore di
corrente e argano
Guanti di
protezione
obbligatori
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
Parapetto di protezione
Materiale infiammabile
a alte temperature
Sostanze
corrosive
Rete di protezione
Carrello con sistema di
sicurezza ridondante
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.
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
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
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Prova Impact-Echo (tratto in
Cls privo di difetti
Prova Impact-Echo (tratto
in Cls con difetti
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.
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
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
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
Prove varie
Impianto di Curon - (PP) prove pressione
Schema di esecuzione
PRESA
1893,00
= imbocco
A. Installazione di una valvola di sfiato in prossimità
dell’immissione della condotta di derivazione
nella condotta forzata principale;
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
modalità qui descritte:
seguendo
le
• 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
PRESA
Con valvola di
sfiato
Fondello con valvola
RIO
1681,00
SCARICO DI FONDO
manometro
registrazione
Rappresentazione schematica della prova di pressione
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate
• 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
Problemi e possibili soluzioni nel risanamento di condotte
sussidiarie in pressione
Grazie per la Vostra attenzione!
Relatore: Mauro Scienza
Ispezione e manutenzione di impianti idroelettrici – condotte forzate