BIM2Field: nuova costruzione KEBAG Enova a Zuchwil

La tecnica di armatura del gruppo Debrunner Koenig ha digitalizzato l’acciaio d’armatura e i giunti a vite.

A Zuchwil (SO) sarà costruita la KEBAG Enova, uno dei più grandi termovalorizzatori della Svizzera. Questo progetto da quasi 560 milioni di franchi applica in modo sistematico i principi del BIM2Field. Gli esperti di tecnica dell’armatura del gruppo Debrunner Koenig hanno sviluppato cataloghi digitali dei componenti per l’acciaio d’armatura ad alta resistenza Top700 e per i giunti a vite BARTEC®.

Dopo quasi 50 anni di attività l’impianto di termovalorizzazione kenova AG di Zuchwil, uno dei più grandi in Svizzera, ha raggiunto il suo limite di età. Il rischio di improvvisi guasti, con costose interruzioni della produzione e problemi di gestione dei rifiuti era diventato troppo elevato. Si è quindi deciso di sostituire l’impianto esistente con una nuova struttura, chiamata KEBAG Enova, per un investimento complessivo di 560 milioni di franchi. Grazie alle moderne tecnologie il nuovo impianto sarà in grado di recuperare fino al 15% di energia in più dalla stessa quantità di rifiuti. In questo modo sarà garantita la sostenibilità dell’approvvigionamento energetico della regione.

Una distanza di soli 1.90 metri pone grandi sfide logistiche I lavori di costruzione sono iniziati in maggio 2020 e la messa in funzione del nuovo impianto è prevista per il 2025. Il vecchio impianto verrà poi smantellato. Dato che la nuova struttura si trova a soli 1.90 metri di distanza da quella attuale, il committente kenova AG deve affrontare numerose sfide logistiche legate sia al funzionamento dell’impianto esistente, che alla costruzione del nuovo termovalorizzatore e allo smantellamento di quello vecchio.

Valorizzazione dei rifiuti: elettricità, acqua, zinco e combustibile Il nuovo impianto di valorizzazione dei rifiuti sarà suddiviso in quattro reparti. I rifiuti, trasportati per metà su strada e per metà su rotaia, saranno inizialmente stoccati nel bunker. «Il bunker funge sia da magazzino durante le revisioni, sia da riserva nei periodi senza raccolta rifiuti, ad esempio durante le festività natalizie o per fluttuazioni stagionali», spiega Markus Juchli, direttore di kenova AG. Da qui, i rifiuti transiteranno nel reparto del trattamento, dove vengono bruciati a circa 1000 °C. Una caldaia recupererà il calore dei gas di combustione trasformando così l’acqua in vapore, che genererà elettricità con l’ausilio di una turbina a vapore. Il terzo reparto sarà dedicato al lavaggio delle ceneri volatili e al trattamento delle acque reflue. In questa fase, dalle ceneri volatili verrà estratto lo zinco, mentre le acque di lavaggio saranno raccolte e inviate all’impianto di depurazione. Il quarto reparto di KEBAG Enova sarà destinato all’amministrazione.

 

Travi in cemento armato da 37 m e solai con uno spessore di 80 cm

La configurazione dell’edificio KEBAG Enova, suddiviso in quattro reparti, rende il progetto estremamente complesso. Quasi nessun elemento si ripete praticamente. La presenza della falda freatica e un terreno di sabbia fine hanno costituito un’ulteriore sfida. Markus Juchli spiega: «L’edificio poggia su una fondazione a platea su pali di grosso diametro. Il peso della struttura viene sostenuto da oltre 200 pali di grosso diametro di circa 25 metri di lunghezza, da una platea di fondazione e dal terreno stesso.» L’enorme peso dell’impianto e le dimensioni dei componenti richiedono una struttura portante robusta, con pareti e solai che raggiungono spessori fino a 80 cm. Alcuni componenti costruttivi sono stati realizzati con il sistema del cemento precompresso, per far fronte alle campate lunghe fino a 37 metri e agli sbalzi fino a 24 metri. Anche le 17 travi prefabbricate dalla STRABAG AG sul posto,per la copertura del bunker sono impressionanti: ciascuna misura 37 metri di lunghezza e pesa 140 tonnellate. Sono state sollevate mediante una gru cingolata tralicciata Superlift.

Giunti a vite BARTEC^® per carichi elevati e ottimale trasmissione delle forze Per resistere ai carichi elevati e garantire una trasmissione ottimale delle sollecitazioni, all’interno delle travi sono stati montati dei giunti a vite BARTEC®. Era fondamentale posare le travi in modo preciso: a ciascuna estremità, le barre d’armatura dotate di giunti BARTEC® dovevano essere allineate con precisione centimetrica ai punti di ancoraggio. Sono state usati collegamenti del tipo BARTEC® LCE che semplificano il montaggio in quanto i manicotti possono essere avvitati direttamente nei punti di collegamento, senza dover ruotare le barre. Il montaggio è stato particolarmente vantaggioso, considerato il difficile accesso alle barre di trazione, data l’elevata densità dell’armatura a taglio.

La più grande facciata fotovoltaica del mondo

La facciata in calcestruzzo a vista, alta 50 metri e arricchita da intarsi in pietra naturale, sarà uno degli elementi distintivi dell’impianto. Sul capannone dell’impianto di trattamento verrà installato un impianto fotovoltaico di 5400 m², uno dei più grandi al mondo, con una potenza di picco di 1’190 kWp. Anche sul tetto del bunker sarà installato un secondo impianto fotovoltaico da 850 m² e 175 kWp. «La produzione annua complessiva dei due impianti, pari a 1365 kWp coprirà parte del fabbisogno energetico di kenova AG», spiega Markus Juchli.

Modelli digitali per acciaio d’armatura e giunti a vite. Per questo grande progetto BEWETEC AG ha fornito 4350 tonnellate di acciaio d’armatura, di cui 350 dotate di giunti a vite BARTEC®, acciaio ad alta resistenza Top700 ed elementi di ripresa Pyratop®. Poiché AFRY Schweiz AG ha pianificato il termovalorizzatore KEBAG Enova come progetto BIM2Field, è stato necessario disporre dei cataloghi digitali dei componenti di tutti i prodotti utilizzati. Gli ingegneri in tecnica d’armatura del gruppo Debrunner Koenig hanno quindi digitalizzato appositamente per il progetto sia l’acciaio Top700 che i giunti a vite BARTEC®. I cataloghi digitali sono stati poi integrati nel software BIM «Tekla» aprendo la strada a una gestione completamente basata su modelli digitali.

BIM2Field semplifica i processi e le attività in cantiere. L’esecuzione dei lavori basati su modelli digitali è stata affidata a STRABAG AG. Stijepan Ljubicic, ex responsabile BIM di STRABAG e oggi direttore dell’azienda BDFsmart GmbH, racconta: «In cantiere venivano usati fino a dieci tablet contemporaneamente, oltre a un grande schermo nell’ufficio container. I modelli digitali venivano generati prima dell’inizio dei lavori tramite software, fase per fase, in base ai getti del calcestruzzo. Il nostro capocantiere poteva utilizzare questi modelli per ordinare i materiali con un semplice clic.» Grazie a stazioni totalmente robotizzate, il modello della struttura portante è stato trasferito tramite cloud direttamente in cantiere, dove è stato utilizzato per tracciare le casseforme. «La particolarità di questo complesso cantiere è stata quella di aver rinunciato completamente ai piani 2D per le opere di armatura e di aver eseguito tutti i lavori sulla base di modelli», spiega Stijepan Ljubicic. Il BIM2Field offre vantaggi evidenti: migliore pianificazione dell’esecuzione, avanzamento dei lavori fluido, progetti sempre aggiornati, calcolo automatico di quantità e tipologia dei materiali, esportazione semplificata delle liste per gli ordini di materiale, rappresentazione in 3D di più strati di posa, nessuno scambio di e-mail, niente carta – un gemello digitale per la gestione dell’esercizio e la manutenzione. La semplificazione dei processi li ha resi più efficienti, con vantaggi per tutti i soggetti coinvolti nel progetto. Infine, grazie al BIM, è stato possibile rispettare la tempistica e soddisfare i requisiti di qualità richiesti dal cliente. La messa in esercizio a freddo di KEBAG Enova è prevista per marzo 2025.

«Oltre 2’600 tappe di getti di calcestruzzo direttamente da tablet»

Markus Juchli, direttore, kenova AG

KEBAG Enova è un progetto completamente BIM2Field. Come sono andati finora i lavori?

Il nostro cantiere è uno dei più grandi progetti pilota BIM in Svizzera: secondo AFRY Schweiz AG – responsabile, tra l’altro, della progettazione della struttura portante – oltre 2’600 tappe di getto di calcestruzzo in cantiere sono state eseguite utilizzando tablet, invece dei tradizionali piani cartacei. Sono rimasto impressionato dalla precisione millimetrica del lavoro eseguito direttamente a partire da modelli digitali.

Quali sono, secondo lei, i vantaggi del BIM?

L’elevato grado di digitalizzazione ha contribuito a garantire tempi di risposta sempre brevi, anche per le modifiche dell’ultimo minuto. Nel software «Tekla» gli elementi sono interconnessi: le conseguenze della modifica di un elemento vengono automaticamente registrate e implementate su tutti gli altri.

Quali sono le conseguenze di cui parla? Se si modifica un elemento in calcestruzzo – ad esempio aggiungendo un risparmio o accorciando una parete – ogni barra d’armatura interessata, in tutti gli strati coinvolti, si adatta automaticamente alla modifica, in modo corretto. Anche le liste del ferro vengono aggiornate in tempo reale. Il modello digitale della KEBAG Enova comprende diverse centinaia di migliaia di elementi in calcestruzzo, che corrispondono a milioni di barre d’acciaio per armatura.

Cosa rappresenta questo progetto per lei e per kenova AG?

Siamo una PMI con circa 60 dipendenti e dobbiamo gestire un progetto da 560 milioni di franchi svizzeri: è sicuramente una sfida.

Cosa porta KEBAG Enova alla regione?

Dopo la messa in esercizio, saremo in grado di fornire il 15% in più di energia sotto forma di calore o elettricità e la gestione dei rifiuti sarà garantita per i prossimi 50 anni. L’impianto ha un aspetto estetico che ci soddisfa ed è accolto positivamente dalla popolazione. La nuova sede è più vicina alla strada e quindi più visibile. La maggior parte delle persone rimane affascinata dalle dimensioni.

Di cosa siete particolarmente orgogliosi? Nonostante condizioni talvolta difficili come scadenze, spazi ristretti, pandemia e rincari, siamo soddisfatti dell’andamento del progetto. Finora abbiamo pianificato e costruito molto; presto l’impianto dovrà dimostrare di cosa è capace.