AUTORE: Andrea Regazzoni
RELATORE: Pietro Crespi, Ezio Colnaghi
INTERNSHIP: Studio Colnaghi
MASTER: Progettazione sismica delle strutture per costruzioni sostenibili a.a. 2017-2018
Numerosi impianti industriali, situati in tutto il mondo, sono caratterizzati dalla presenza di ciminiere, alcune delle quali ancora in funzione per motivi industriali. La maggior parte di queste sono state realizzate in calcestruzzo armato, a partire dagli anni ’60, raggiungendo altezze elevate (anche maggiori di 200 m), con le tecnologie al tempo disponibili.
Nel corso degli anni, il comportamento sismico ed al vento di tali ciminiere è stato migliorato per venire incontro alle attuali normative, ma anche per garantire la produttività dell’Impianto stesso. Infatti, problematiche strutturali, da sisma o da vento, rappresenterebbero una grave rischio anche in termini economici. Alcune volte, si è provveduto alla demolizione ed alla realizzazione di nuove ciminiere, altre volte si è preferito consolidare le strutture esistenti. Vi sono poi casi particolari, come quello che ha riguardato una delle due ciminiere della cementeria Italcementi, presso Isola delle Femmine (PA). Il 10 febbraio 2018, tale ciminiera è implosa durante le operazioni di demolizione controllata. Il “near miss” ha imposto per la ciminiera gemella – ancora operativa – la valutazione approfondita dello stato di degrado e la progettazione di un intervento di consolidamento appropriato. La ciminiera esaminata presentava un elevato degrado dei materiali, in particolar modo corrosione diffusa sulle armature della struttura: alcune barre presentavano sezioni effettive ridotte ed in numerosi elementi in c.a si constatava il fenomeno di “spalling” (con espulsione del copriferro). L’intervento di consolidamento strutturale ha mirato al ripristino delle condizioni iniziali di sicurezza delle sezioni ed è stato concepito in modo che non venissero modificati i modi propri di vibrare della struttura, evitando così nuovi effetti dinamici. Particolare attenzione è stata poi riservata allo studio delle azioni aerodinamiche, sia in termini di forze longitudinali che di turbolenze e distacco dei vortici. Pertanto, è stata eseguita una modellazione ad elementi finiti della ciminiera (as built) e sono state implementate sia l’azione sismica che l’azione del vento. Per le verifiche è stato necessario condurre analisi agli autovalori con individuazione delle deformate e delle frequenze fondamentali al fine di verificare, secondo le attuali NTC 2018 ed Istruzioni CNR DT207, che non vi fossero indesiderati effetti dinamici (specie sotto l’azione del vento). Oltre agli aspetti progettuali (di analisi e verifica), particolare attenzione è stata posta (anche) alla cantierizzazione ed alla esecuzione degli interventi al fine di ridurre i tempi di approvvigionamento dei materiali, migliorare le modalità di getto, ottimizzare la tipologia di cassero, riducendo tempi e costi dell’intervento.
fIg.1: modello ad elementi finiti della ciminiera oggetto di consolidamento