Al top della tecnologia
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Al top della tecnologia
cave & cantieri cave & cantieri Atlas Copco e Italcementi Al top della tecnologia e dell’innovazione Maurizio Quaranta Il ROC L6 e la cava di Colle Pedrino sono, nei rispettivi ambiti, l’esempio dell’applicazione dell’alta tecnologia e dell’eccellenza innovativa S iamo in Provincia di Bergamo e sono Romano Capelli, tecnico della Sede Centrale Italcementi, ed Angelo Magni, Capo Servizi Cave, a condurci nella cava calcare di Colle Pedrino, il polo estrattivo di Italcementi, 77 ettari che ricadono per ca. il 70% della sua estensione nel territorio del Comune di Palazzago e per il rimanente 30% nel territorio del Comune di Caprino Bergamasco. Il materiale di Colle Pedrino è un buon calcare – comincia col raccontarci Angelo Magni – con percentuale di carbonato di calcio tra 80 e 90%, con la presenza di qualche venatura di magnesio ed in alcune zone periferiche della cava anche di silice. In questa cava l’obbiettivo di Italcementi è quello di arrivare ad escavare ca. 600.000 m3 annui, pari a ca. 1.400.000 t di materiale. “Qui abbiamo un materiale ostico ed in alcune zone anche fratturato; questo ci ha portato ad adottare, dopo varie esperienze, una inclinazione dei fori da mina di 30° dalla verticale, sia per avere fronti più stabili, sia per far lavorare meglio l’esplosivo alla base dei gradoni. Inoltre – continua Magni – i fori eseguiti vengono poi intubati per preservarli da eventuali franamenti interni e costituire nel con- tempo anche una scorta di fori pronta per essere utilizzata.” La coltivazione della cava di Colle Pedrino, come si è potuto capire, avviene direttamente da banco mediante esplosivo. Il materiale abbattuto viene in seguito caricato da due grosse pale gommate su dei dumper Perlini che lo trasportano fino alla bocca di un fornello; questo alimenta il frantoio primario ed in seguito, tramite un secondo fornello, il frantoio secondario. Nel materiale abbattuto con esplosivo Marzo 2009 quarry & construction 13 sono presenti anche alcuni blocchi che, per le loro dimensioni, possono creare dei problemi nell’alimentazione del frantoio primario, per cui questi vengono accantonati dalle pale durante il carico dei dumper ed in seguito demoliti da un martello applicato al braccio di un escavatore idraulico che opera a campagne. è attualmente in costruzione – da parte della ditta Edilmac – un nuovo fornello unico, attiguo a quelli esistenti, alla base del quale verrà installato un nuovo frantoio con una produttività di ca. 1.000 t/h. Dalle confidenze che abbiamo raccolto, intuiamo che in questa cava si sono provate un po’ tutte le principali tecnologie di perforazione, quali: taglio a rotazione (drag bit), rotazione con tricono (roller bit), rotopercussione con martello esterno (top hammer) e rotopercussione con martello fondo foro (down the hole hammer) a bassa e media pressione. “Dalle nostre precedenti esperienze – ci racconta Capelli - abbiamo constatato, per esempio, che la perforazione con il sistema top hammer comportava, per fori di diametro 115 mm e profondi 22 metri, delle deviazioni sensibili, mentre invece dava risultati accettabili, oltre che il sistema con taglio a rotazione, in particolar modo quello con martello fondo con aria alimentata a 10 bar. Questo ci ha indotto ad acquistare un cingolato Atlas Copco tipo ROC L6, operante con martello fondo foro ad alta pressione (fino a 25 bar) per poter aumentare i benefici forniti da questo sistema di perforazione. Una superba direzionalità e pu- tra il basso centro di gravità con un’altezza da terra di 405 mm, il ROC L6 è in grado di spostarsi agevolmente su qualsiasi tipo di terreno accidentato». Il sistema idraulico comprende pompe diverse, azionate dal motore diesel; la pompa a portata variabile alimenta la testa di rotazione, mentre le altre azionano le varie utenze, indipendentemente l’una dall’altra, ottimizzando i consumi energetici. È Mario Parravicini, Business Line Manager Surface Drilling Il ROC L6 è azionato da un motore diesel Caterpillar tipo C 11 Tier III/ Equipment di Atlas Copco Italia spa, a condurci alla scoperta di Stage 3 raffreddato ad acqua capace di erogare 287 kW di potenza a questa macchina. 1800 giri/min: «la disponibilità di potenza superiore a quella necessa- «Il ROC L6 25 bar è il prodotto di punta della tecnologia fondo-foro ria allunga la vita del motore, riduce gli intervalli di manutenzione ed di Atlas Copco, la cui gamma è stata completamente ridisegnata il consumo di carburante oltre a rendere la macchina più affidabile. lo scorso anno, con l’obiettivo di fornire prestazioni con il migliore Come consuetudine di Italcementi, il motore in oggetto è compatibile rapporto costo/tonnellata». Si tratta di un’unità di perforazione con gasolio GECAM». completamente autonoma, dotata di compressore a bordo per la perforazione con martello fondo foro. Il tutto nasce da un telaio robusto su cui sono alloggiati il motore diesel, il compressore, l’aspiratore delle polveri con il pre-filtro, il sistema idraulico, il braccio con la slitta, lo scambiatore automatico delle aste e la cabina per l’operatore. Il carro è movimentato da due cingolature a triplo dente oscillanti di +/- 8/10° in maniera indipendente e coordinata fra loro, per meglio adattarsi alle asperità del terreno. «Sfruttando la combinazione 14 Mquarry 2009 construction arzo & cave & cantieri lizia dei fori, pareti lisce ed uniformi per un facile inserimento dei tubi in PVC di incamiciamento dei fori, capacità di eseguire fori profondi, una efficace trasmissione di energia ed una incrementata velocità di perforazione, sono i vantaggi che ci hanno effettivamente indirizzato verso questa tecnica di perforazione. Del resto - continua Capelli – migliore è il foro, migliore è la volata; questo significa, assieme ad una maggiore produttività di perforazione, minori costi di escavazione. Apprendiamo che, nel momento in cui Italcementi ha ravvisato la necessità di dotarsi di un nuovo carro di perforazione operante con il fondo foro ad alta pressione, ha provveduto a fare una ri- chiesta specifica in termini di produttività, consumi, comfort, vibrazioni, rumori e lo ha fatto attraverso “Bravo solution” – la società del gruppo Italcementi leader nella fornitura di soluzioni e strumenti di procurement basati su tecnologia Internet – che ha pubblicato tale gara on-line. L’ordine di acquisto che poi è scaturito da questa gara prevedeva, oltre alla verifica dei requisiti richiesti, pena la non accettazione della macchina, anche un periodo di test operativi in cava per la durata di quattro giorni. “La macchina che ora vediamo è la stessa che a fine Giugno fu portata qui a Colle Pedrino per i quattro giorni di test”, effettuati in quattro diverse zone della cava, che hanno permesso, da un lato di verificare sul campo le specifiche tecniche della macchina e dall’altro di individuare le giuste tarature delle pressioni di esercizio, il tipo di punte più indicato in base alle caratteristiche geomorfologiche della roccia da perforare. Si tratta di una macchina assolutamente standard – solo per la campana in gomma Il ROC L6 è dotato di un compressore a vite Atlas Copco a due stadi in grado di assicurare una resa d’aria libera effettiva di 295 J/s alla pressione normale d’esercizio di 25 bar, più che sufficiente per garantire un ottimo spurgo del foro anche in condizioni molto difficili. Il sistema aria è dotato di una pompa controllata elettricamente che permette un’accurata lubrificazione del martello fondo foro con un consumo minimo di olio. Motore, compressore, impianto idraulico e aspiratore delle polveri, sono racchiusi da una carrozzeria elegante e funzionale, in quanto di facile accesso permettere di intervenire sulla macchina anche con condizioni per l’ispezione e la manutenzione ai componenti climatiche avverse, i portelloni laterali presentano l’apertura “ad principali ed ai punti di controllo; «inoltre, per ali di gabbiano”». La testa di rotazione DHR48H-45 è azionata da un motore idraulico di alta qualità a velocità variabile: per ridurre al minimo l’attrito e l’usura sono utilizzati speciali cuscinetti a rulli. La coppia disponibile è 3250 Nm, mentre i giri possono variare da zero a 136 giri/min. «Anche in questo caso, il sovradimensionamento della testa di rotazione e del motore comporta un allungamento della “vita” dell’attrezzatura con intervalli di manutenzione quasi inesistenti». Il tendi-tubi mobile assicura la corretta movimentazione della testa rotativa senza pericolose interferenze con tubi idraulici e pneumatici. Marzo 2009 quarry & construction 15 di captazione dei detriti di spurgo è stata necessaria una personalizzazione alla luce dell’inclinazione dei fori – ma che ha richiesto una particolare regolazione dei propri parametri. “La composizione geologica della cava, per esempio, ci ha suggerito di optare per una punta con bottoni metà balistici e metà emisferici. Inoltre ci ha indotto a “frenare” un po’ la macchina: abbiamo potuto verificare – continua Romano Capelli – che la pressione ideale di alimentazione dell’aria al martello è di ca. 22 bar e la rotazione della batteria di aste deve essere compresa fra 70 ed 80 giri/min. Al di sopra di questi parametri si verificano fenomeni di devastazione del foro e conseguenti pericoli di incaglio e difficoltà di recupero della batteria di perforazione. In termini di produzione siamo passati, ratrice, per mezzo di pattini in teflon. Le funzioni d’avanzamento della culla della perforatrice e del tendi-tubi avvengono tramite un rinvio a carrucole e funi d’acciaio. La slitta è appoggiata al terreno tramite un puntale e od un supporto meccanico al fine di migliorarne la stabilità durante la perforazione in condizioni difficili. Per assicurare la massima visibilità all’operatore, la slitta è stata ruotata di 90° in modo che la testa rotativa e la relativa batteria di aste sia rivolta verso l’operatore. Questi accorgimenti «insieme ad una campana mobile per l’aspirazione delle polveri contribuiscono ad un intesto del Un robusto braccio brandeggiabile consente un facile posiziona- foro preciso e forniscono all’operatore la possibilità di ispezione durante mento e garantisce stabilità durante la perforazione; un attacco la perforazione. braccio-slitta, appositamente progettato, permette di eseguire Il tutto naturalmente a vantaggio della qualità del foro». anche i fori di rilevaggio azionandolo direttamente dalla cabina. L’operatore direttamente dalla cabina è in grado di alternare la sequenza «La slitta di perforazione è di nuova concezione e totalmente delle aste allo scopo di ottenere un utilizzo omogeneo della batteria di in alluminio, il ché ci ha consentito di associare alla leggerezza perforazione. una robusta rigidità flessionale ed indeformabilità agli urti; il suo Lo scambiatore di aste RHS 89/102 è completamente meccanizzato ed è particolare profilo permette di alloggiare in zona protetta il cilindro azionato con una sola leva situata in cabina: può contenere otto aste di d’avanzamento idraulico». diametro 76 mm oppure 89 mm da 5 m di lunghezza: «la macchina che Particolare cura è stata posta sull’accoppiamento della culla della abbiamo davanti a noi ha 8 aste di perforazione 89x5000 2”3/8 Api Reg, l perforatrice con la slitta: sulla sagoma in alluminio sono fissati, a martello fondo foro COP 44-Q e punta diametro 115 mm per COP44». molla, dei profilati d’acciaio sui quali scorre la culla della perfo- Dulcis in fundo, Atlas Copco ha dedicato particolare attenzione alla 16 Mquarry 2009 construction arzo & cave & cantieri nell’esecuzione industriale di fori da 22 metri, da un tempo di ca. 50 minuti per ogni foro (ottenuto con martello fondo foro a bassa pressione, oppure con taglio a rotazione) ad un tempo medio di ca. 32 minuti per ogni foro, ottenuto con martello fondo foro alimentato da aria a 22 bar”. Il rapporto tra Atlas e Italcementi è un rapporto ormai duraturo, che non si limita alla fornitura della macchina: già prima dell’acquisto, durante i quattro giorni di test richiesti da Italcementi, straordinariamente fitto è stato lo scambio di informazioni tra i due soggetti, che ha come fine il raggiungimento di un obiettivo di efficienza e produttività. Sui medesimi presupposti si basa il prosieguo del rapporto, che ha ad oggetto la fornitura di punte, martelli e aste nonché l’assistenza tecnica e la manutenzione della macchina. cabina, disegnata appositamente per la perforazione: «ne è un esempio La strumentazione è semplice ed intuitiva al fine di favorirne l’assenza di griglia frontale, resa possibile dalla particolare inclinazione l’apprendimento e l’utilizzo da parte dell’ operatore. I comandi del vetro, non più raggiungibile da pietre e sassi«. Questa nuova cabina relativi alla perforatrice ed alla slitta sono stati accorpati in un − dal facile accesso, che risponde a tutte le norme di sicurezza ROPS/ unico joystick comodamente manovrabile dal sedile. Sulla destra FOPS e assicura bassi livelli di rumorosità e di vibrazione − è stata dell’operatore è stato installato un monitor su cui è possibile progettata in modo da offrire all’operatore un elevato comfort anche controllare i parametri di perforazione, inclusi i dati relativi al grazie ad un sistema di ventilazione e di condizionamento dell’aria singolo foro ed alla volata. estremamente efficiente e a un sedile ergonomico con sei posizioni, «Grazie all’eccellente visibilità l’operatore può monitorare in ogni con braccioli pieghevoli, adattabile verticalmente e lateralmente con istante il processo di perforazione senza cambiare la posizione del leve poste in prossimità dei braccioli. proprio corpo e prevenendo quindi possibili affaticamenti». «Le nostre macchine sono predisposte e preparate per la manutenzione a distanza: ogni suo componente, ogni suo cavo è contrassegnato con codici ed etichette di identificazione. Se il cliente ci fornisce il codice della parte “difettata” noi siamo in grado di individuare la problematica ed eventualmente suggerire la risoluzione della cosa bypassando, ove possibile, la criticità». Inoltre, negli ultimi anni grandi sono stati gli investimenti fatti da Atlas Copco per la computerizzazione delle proprie macchine: ne è un esempio il display in cabina che, oltre a segnalare l’attività in corso (inclinazione della perforazione, profondità, numero di aste impiegate ecc.), identifica grazie a sistemi di monitoraggio le eventuali problematiche sorte durante la perforazione e con un sistema satellitare (sistema Pro-Com di Atlas) trasferisce tali dati al cliente e ad Atlas Copco. Marzo 2009 quarry & construction 17 Sezione Cava Col Pedrino - Cava Monte Giglio Ma torniamo alla nostra cava di Colle Pedrino. A conclusione della frantumazione secondaria, l’inerte viene avviato su di un nastro trasportatore in galleria alla cava di Monte Giglio a Calusco d’Adda. Occorre, però, che facciamo un passo indietro: una decina di anni fa, Italcementi decise di provvedere ad un deciso quanto necessario restyling della 18 Mquarry 2009 construction arzo & propria cementeria di Calusco d’Adda, ad una riorganizzazione delle due cave che forniscono l’inerte nonché delle modalità di trasporto dell’inerte stesso. Gli interventi, che hanno richiesto un investimento complessivo di oltre 150 milioni di euro, hanno così portato alla realizzazione a Calusco d’Adda di una nuova linea di cottura, con un nuovo forno che ha sostituito i quattro forni precedenti: le migliori tecnologie disponibili sul mercato, adottate nella realizzazione della “Nuova Calusco” di Italcementi, hanno permesso un abbattimento delle emissioni fra il 50% e il 90% ri- cave & cantieri spetto agli standard. Il nuovo impianto è stato inaugurato nell’aprile 2004 nell’ambito delle manifestazione per i 140 anni della nascita di Italcementi. Contemporaneamente sono stati realiz- zati due “parchi polari” a pianta circolare nella cava di Monte Giglio (Calusco), dove vengono stoccate e omogeneizzate le materie prime provenienti da Colle Pedrino con la marna di Monte Giglio − con una percentuale di carbonato di calcio tra il 60 e il 70% − , e il tunnel sotterraneo che collega le due cave tra la loro e successivamente i due parchi polari con la Nuova Calusco. Il tunnel Colle Pedrino-Monte Giglio, in particolare, si è reso necessario per risolvere i problemi ambientali legati alla presenza dell’ormai superata teleferica (la prima costruita nel 1929, la seconda nel 1963), che collegava i due siti all’aperto in un’area densamente urbanizzata, nonché il traffico pesante che spesso aveva il compito di trasportare il materiale eccedente. L’opera – interamente sotterranea – ha una lunghezza di quasi 10 km e permette il trasporto del materiale in modo completamente automatizzato. Al suo interno un nastro trasportatore viaggia alla velocità di 3,7m/s ed è in grado di traspor- Il Gruppo Italcementi, con una capacità produttiva di oltre 70 milioni di tonnellate di cemento annue, è il quinto produttore di cemento a livello mondiale. Italcementi, fra le prime dieci società industriali italiane, è quotata alla Borsa Italiana e inserita nell’indice S&P/MIB. Inoltre la società figura nel Dow Jones Sustainability Index, l’indice mondiale per la responsabilità sociale d’impresa che raccoglie le società best performer. Le società di Italcementi Group integrano l’esperienza, il know-how e le culture di 22 paesi in 4 continenti del mondo, attraverso un dispositivo industriale di 62 cementerie, 13 centri di macinazione, 5 terminali, 614 centrali di calcestruzzo e 125 cave di inerti. Nel 2008 il Gruppo ha registrato un fatturato consolidato vicino ai 6 miliardi di Euro. Italcementi, costituita nel 1864, ha avviato nella seconda metà degli anni Ottanta una strategia di internazionalizzazione culminata nel 1992 con l’acquisizione di Ciments Francais. Dopo una fase di riorganizzazione ed integrazione delle realtà acquisite, a partire dalla seconda metà degli anni Novanta il Gruppo ha rilanciato il processo di diversificazione geografica attraverso una serie di acquisizioni in Paesi emergenti come Bulgaria, Marocco, Kazakistan, Tailandia, India oltre a operazioni di rafforzamento condotte in Nord America. Nell’ambito del programma di espansione della presenza nel bacino del Mediterraneo, nel corso del 2005 il Gruppo ha ulteriormente sviluppato la propria presenza in Egitto, diventandone leader di mercato. Nel 2006, a fianco di nuovi progetti di sviluppo 19 in Kazakistan, è stato acquisito il totale Marzo 2009 quarry & construction controllo delle attività in India, mentre nel 2007, il Gruppo ha ulteriormente consolidato la sua presenza in Asia e Medio Oriente con operazioni in Cina, Kuwait, Arabia Saudita. Nel 2008 il Gruppo è stato avviato il progetto per una joint venture in Libia che prevede la realizzazione di una cementeria da 4 milioni di tonnellate l’anno. Italcementi, quale membro del WBCSD − World Business Council for Sustainable Development − è tra i sottoscrittori dell’Agenda for Action della Cement Sustainability Initiative, il primo impegno formale che vincola alcune tra le maggiori imprese cementiere al mondo ad un piano d’azione finalizzato al soddisfacimento dei bisogni presenti salvaguardando le esigenze delle future generazioni. Ad ulteriore conferma del proprio impegno su questi temi, a Italcementi è stata assegnata la Co-Presidenza della Cement Sustainability Initiative per il periodo 2006-2007. Da sinistra Romano Capelli e Mario Parravicini 20 Mquarry 2009 construction arzo & cave & cantieri tare 600 tonnellate all’ora di materiale. I lavori di scavo − eseguiti con una fresa TBM scudata di 4,5 m di diametro, partendo da Monte Giglio e risalendo − sono iniziati nel corso del 2000 e sono stati terminati nei primi mesi del 2005. Lo smarino è stato trasportato all’imbocco di Monte Giglio mediante il nastro trasportatore che veniva via via installato a seguito dell’avanzamento del fronte di scavo. Lo scavo, eseguito correttamente secondo le previsioni di progetto, non ha provocato nessun cedimento del terreno in superficie e non vi sono state interfe- M. Bringiotti - D. Bottero renze ne con le strutture/edifici sulla verticale dell’opera, ne problematiche a carattere ambientale. «Partendo da Monte Giglio − ci informa Magni − i primi 800 m sono in discesa all’11% di pendenza, seguono 4 km all’1%, a Pontida − pressappoco metà strada − vi è un pozzo d’ispezione, l’ultimo tratto che sbuca a Colle Pedrino, a 870 m slm, ha una pendenza del 20%. Da segnalare che, durante il percorso, il nastro − unico, da 800 mm, e 3,7 m/s − viene sottoposto a due curve, mentre a fianco del nastro, corre un piccolo trenino per i controlli lungo il percorso. Tutto l’impianto, interamente cablato, è controllato dalla centrale di Calusco d’Adda». In conclusione, non possiamo che dirci straordinariamente entusiasti dall’aspetto innovativo e tecnologico del sito che abbiamo visitato, dove eccellenti macchine all’avanguardia e uomini competenti e appassionati si fondono tra loro per dare il meglio nel duro lavoro di cava. n GEOTECNICA & MACCHINE DA PERFORAZIONE Metodologie ed Innovazioni CO NSO LI DAM ENT I &F ON DAZ ION I CONSOLIDAMENTI & FONDAZIONI 2a edizione Guida alle moderne metodologie di stabilizzazione e rinforzo dei terreni M. Bringiotti L’opera sembra cogliere in pieno l’eccezionale complessità dei caratteri stratigrafici e geotecnici del territorio italiano, richiamando preliminarmente i principali concetti di geotecnica e descrivendo ed interpretando l’azione di ciascun macchinario nelle diverse fasi operative. Apprezzabile è in questo senso la puntuale e circostanziata rappresentazione dei campi di variazione e di adattabilità consentiti da ogni singola macchina allo specifico contesto geotecnico ed ambientale. La presentazione di numerosi esempi applicativi risulta in questo senso di utile e stimolante riferimento. Non è un caso che il volume GeoTecnica & Macchine da Perforazione U Metodologie ed Innovazioni di M. Bringiotti, edito da Edizioni PEI, esca alcuni anni dopo la seconda edizione di Consolidamenti & Fondazioni UÊ Guida alle moderne metodologie di stabilizzazione e rinforzo dei terreni, scritto dallo stesso autore e pubblicato dallo stesso editore, che con la sua 2a edizione è sempre attuale ed assai apprezzato dagli operatori del settore. C’era quindi la necessità di nuovi apporti in questo campo ed il volume GeoTecnica & Macchine da Perforazione ha cercato di fornirli con metodo e competenza. Pur essendo un libro corposo – 750 pagine ed oltre 100 capitoli – la sua partizione in sezioni armoniche e capitoli monotematici ne rende la consultazione e la lettura scorrevoli e di facile comprensione, anche e soprattutto per i non “addetti ai lavori”. Strada Naviglio Alto, 46/1 43122 Parma UÊTel. 0521 771818 Fax 0521 773572 UÊwww.edizionipei.it [email protected] Marzo 2009 quarry & construction 21