Aumento della vita utile del calcestruzzo negli impianti di depurazione con il Sistema PENETRON

La complessità dell'opera

Nelle aree dismesse dell’acciaieria “Ex Ilva” di Genova sta nascendo il grande “Depuratore area centrale” (D.A.C.), che sorgerà alla foce del Polcevera, sull’argine destro nell’area ex Ilva e sarà pronto nel 2023, dando così vita a uno degli impianti di depurazione più grandi in Italia e in Europa.

L’operazione, in Appalto Integrato vinto dal raggruppamento Consorzio Integra, Veolia Water Technologies Italia e Suez Trattamento Acque e realizzato dalla società ICI.COOP SpA, costerà circa 60 milioni di euro ed è considerata intervento Strategico del Piano degli Interventi di Programma approvati dal Consiglio Metropolitano: consentirà infatti anche la riqualificazione di via Rolla in zona Campi a Cornigliano, in accordo con il P.U.C. della Città Metropolitana.

L’odierno sistema depurativo di Genova consta infatti in numerosi impianti, distribuiti sul territorio seguendo la particolare conformazione morfologica e urbanistica locale, alcuni dei quali obsoleti, causando una serie di criticità gestionali e funzionali che possono essere superate solo tramite una riorganizzazione generale del sistema di depurazione della città.

Il nuovo D.A.C., oltre a trattare i reflui generati dal bacino della Val Polcevera, sarà in grado di ricevere i fanghi dell’intero sistema depurativo cittadino (con un carico inquinante di progetto che ammonta a 250’000 A.E), semplificandone la gestione e rendendo possibili eventuali potenziamenti degli altri impianti.

La sua costruzione è funzionale al perseguimento dei seguenti obbiettivi, di particolare importanza per il momento storico attuale di efficientamento energetico ed impatto ambientale:

• Migliorare la vivibilità dei quartieri cittadini limitrofi;
• Utilizzare le moderne tecnologie per il trattamento dei carichi inquinanti associati ai reflui ed ai fanghi generati dall’area urbana;
• Aumentare la produzione di biogas ottenuta dalla digestione anaerobica dei fanghi, utilizzandola per la produzione combinata di energia elettrica e calore che assicureranno all’impianto un migliore bilancio energetico;
• Facilitare la gestione e manutenzione dell’impianto.

Progetto delle strutture: vasca "Bio"

La tipologia di costruzione, in accordo con D.M. 14/01/2008 “Norme Tecniche per le Costruzioni” e successivi aggiornamenti, è di tipo 3 – opere infrastrutturali di importanza strategica, con vita nominale V_N= 100 anni, classe d’uso IV (CU=2,0) e periodo di ritorno per l’azione sismica V_R = V_N x C_U= 200 anni.

Affinché una struttura in calcestruzzo armato sia in grado di garantire le prestazioni per cui è stata progettata durante tutta la sua vita nominale, non si può prescindere dallo studio dell’ambiente e dalle condizioni di esercizio in cui si troverà la struttura stessa una volta realizzata. Il risultato di tali analisi permette di individuare le caratteristiche del calcestruzzo da impiegare, nonché il valore del copriferro idoneo a fronteggiare eventuali fenomeni di degrado, garantendo la durabilità dell’opera: in considerazione delle caratteristiche del refluo e dell’ambiente marino circostante, i calcestruzzi utilizzati per i getti in opera delle strutture PRE, MBR e BIO, sono progettati e realizzati con classe di esposizione contemporaneamente XC2, XA1, XS1, C32/40.

Il "Sistema Penetron®" è stato sottoposto ad una serie di test prestazionali, voluti dalla Committenza a verifica delle seguenti proprietà:
Di seguito i documenti integrali
1) Valutazione della resistenza alla carbonatazione e alla penetrazione dei cloruri a lunga durata, aumento della vita utile in esercizio oltre i 100 anni (Politecnico di Milano, prof. Liberato FERRARA).
2) Valutazione della capacità di autocicatrizzazione “effetto Self-Healing” della matrice strutturale in stadio fessurato (laboratorio IMM di Grancia, Svizzera)
3) Prove sul calcestruzzo indurito - profondità di penetrazione dell'acqua sotto pressione (laboratorio EDILCONTROL)

Le geometrie dei diversi manufatti sono principalmente condizionate dall’utilizzo, trattandosi di opere a servizio di un impianto di depurazione, pur non prescindendo da una valenza architettonica richiesta.

Il comparto BIO, organizzato su cinque linee parallele, è costituito da una sezione di ossidazione a fanghi attivi di volumetria complessiva pari a circa 20’000 mc: 5 vasche con dimensioni circa 35 m x 8 m e 18 m x 8 m, aventi tutte altezza 7.5 m, separate da un giunto strutturale centrale che corre sia in platea che nelle pareti, dividendo di fatto la struttura in due corpi strutturalmente indipendenti.

La struttura portante è composta da:

• platea armata a doppia maglia di spessore 70 cm;
• pareti perimetrali e interne (che realizzano la compartimentazione delle vasche) gettate in opera, di spessore 70 cm e altezza 7.5 m gettate in unica soluzione;
• canali in quota gettate in opera;
• copertura a tegoli prefabbricati in C.A.P e getti di completamento in opera.

Vista la complessità e l’importanza strategica dell’opera, è stato prescritto già in fase di appalto l’utilizzo della tecnologia Penetron^® a cristallizzazione per il vascone del BIO, per garantire contemporaneamente IMPERMEABILITA’ e aumento della DURABILITA’ e PROTEZIONE da attacco chimico della struttura, senza prevedere alcun rivestimento interno protettivo del calcestruzzo.

Vista la complessità e l’importanza strategica dell’opera, è stato prescritto già in fase di appalto l’utilizzo della tecnologia Penetron^® a cristallizzazione per il vascone del BIO, per garantire contemporaneamente IMPERMEABILITA’, DURABILITA’ e PROTEZIONE da attacco chimico della struttura, senza prevedere alcun rivestimento interno protettivo del calcestruzzo.

Il Sistema Penetron^® è stato pertanto scelto quale tecnologia in grado di adeguarsi alla necessità di impermeabilizzare seguendo le diverse fasi realizzative, garantendo fin dal principio sia un’impermeabilizzazione integrale del calcestruzzo anche in condizioni di esposizione ad ambiente aggressivo, sia la tenuta dei giunti di costruzione e movimento, permettendo il collaudo a tenuta idraulica dell’opera in tempi ridotti e legati solamente a quelli di maturazione del calcestruzzo.
Il collaudo idraulico viene realizzato riempendo alternativamente le vasche interne fino all’altezza di 6 m circa (potendo così visionare consequenzialmente tutte le superfici delle pareti) per un periodo minimo di tre settimane ciascuna, permettendo in tal modo all’additivo a cristallizzazione Penetron^® Admix presente nel calcestruzzo, di attivarsi in presenza di acqua e sigillare eventuali microlesioni da ritiro formatisi durante le diverse fasi di getto.

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