Newsletter Luglio-Agosto 2011

Panama: continua l'espansione del canale globale. Innovazione e sostenibilità le chiavi del successo.

Da diversi anni, ormai, la domanda di attraversamento del Canale di Panama eccede l’effettiva capacità delle infrastrutture di soddisfarla. Per questa ragione il canale di Panama verrà potenziato, in particolare per quel che riguarda le possibilità di accesso, grazie ad un nuovo sistema di conche che ne raddoppierà la capacità.

Rendering lato Pacifico

Vista aerea sintetica degli scavi completi per il nuovo sistema di chiuse Atlantiche/Pacifiche e l'area circostante, comprese le chiuse del canale esistente

La figura mostra la parte inferiore e quella iniziale dell'uncino di un condotto per l'acqua per come appare quasi completato e prima del getto dei calcestruzzi dei condotti e dei muri delle conche. La figura copre circa il 5% dell'intero fronte di scavo.

Vista parziale del lato ovest della conca, del recesso e del bacino (WSB) superiori. Ci sono 3 bacini, a quote differenti, per ogni chiusa. I tagli profondi, uno che termina a uncino e gli altri al centro della figura, sono gli scavi per i condotti dell'acqua e gli scatolari laterali che consentono il riempimento/svuotamento della chiusa. I due sottopassaggi sono visibili sulla destra di ogni condotto.

Rendering lato Atlantico

Rendering lato Pacifico

Vista aerea sintetica degli scavi completi per il nuovo sistema di chiuse Atlantiche/Pacifiche e l'area circostante, comprese le chiuse del canale esistente

La figura mostra la parte inferiore e quella iniziale dell'uncino di un condotto per l'acqua per come appare quasi completato e prima del getto dei calcestruzzi dei condotti e dei muri delle conche. La figura copre circa il 5% dell'intero fronte di scavo.

Vista parziale del lato ovest della conca, del recesso e del bacino (WSB) superiori. Ci sono 3 bacini, a quote differenti, per ogni chiusa. I tagli profondi, uno che termina a uncino e gli altri al centro della figura, sono gli scavi per i condotti dell'acqua e gli scatolari laterali che consentono il riempimento/svuotamento della chiusa. I due sottopassaggi sono visibili sulla destra di ogni condotto.

Rendering lato Atlantico

Inaugurato nel 1914, viene percorso da circa 15000 vascelli l’anno e vede transitare il 5% dell’intero traffico commerciale del globo. Il transito da Pacifico ad Atlantico richiede lo scavalco e la discesa di un dislivello di circa 26m, per cui l’accesso e l’uscita avvegono attraverso conche di navigazione, che agiscono come veri e propri ‘montacarichi’ per le imbarcazioni. Sulla scorta di un’intuizione che viene attribuita a Leonardo, le conche di navigazione, in tre salti sostanzialmente della medesima altezza risolvono il dislivello.

Le conche furono dimensionate sul naviglio dell’epoca ed attualmente sono chiaramente inadatte di fronte al transito delle gigantesce navi portacontainer di oggi, le cosiddette Post-Panamax o, addirittura, le Superpost-Panamax.

Il terzo set di chiuse e la conservazione delle risorse idriche

L’Autorità del Canale di Panama risponde a questo stimolo con il progetto di una terza serie di conche che possa entrare in funzione nel 2014, esattamente 100 anni dopo l’inaugurazione.

Dopo una gara internazionale, il Grupo Unido Por El Canal (GUPC), che vede tra le imprese principali l’italiana Impregilo ed ha come capofila progettista MWH, si sono aggiudicati il progetto e la realizzazione delle opere.

Si tratta della realizzazione di due canali navigabili per l’accesso alle conche, ben più ampi degli esistenti, e di due set di conche, uno sul lato Atlantico ed uno sul lato Pacifico, sufficientemente capaci da consentire il transito delle Post-panamax e delle Super-Post Panamax. Di fatto, questo consentirà al canale di raddoppiare la possibilità di transito per tali categorie di imbarcazioni.

“Ciascun set di conche, lato Atlantico e lato Pacifico, sarà costituito da tre camere (quindi il dislivello superato in tre fasi), e sarà caratterizzato da un sistema decisamente innovativo, rispetto a quello esistente, sia per i criteri/modalità di riempimento e svuotamento sia per le catteristiche delle porte e della movimentazione delle imbarcazioni nelle camere,” spiega Stefano Susani.

“Innovativa è, innanzitutto, la filosofia di gestione delle acque nell’ambito delle concate. All’epoca della fondazione del canale, non potendo realizzarsi un attraversamento a livello (come ad esempio fu fatto per Suez) per ragioni geotecniche e geomorfologiche, si dovette realizzare un bacino artificiale (il lago di Gatún) che potesse ‘alimentare’ il canale stesso e che fosse a garantire la perenne disponibilità di acqua.

“Col tempo il lago di Gatún è venuto a costituire una parte rilevante dell’ecosistema naturale di Panama e, non ultimo, una preziosa risorsa idrica per le popolazioni locali. Il lago di Gatún fornisce il 95% della risorsa idrica necessaria al Paese.”

 Di qui una particolare sensibilità al tema della sostenibilità e della conservazione della risorsa idrica e quindi la ricerca di soluzioni ingegneristiche che consentissero la riduzione al minimo del consumo d’acqua per ogni concata.

“La soluzione è stata trovata nell’adozione dei cosiddetti ‘water saving basins’,” spiega Susani, “ovvero di bacini nei quali, per pura gravità, vengono stoccati volumi d’acqua durante le fasi di svuotamento e riempimento delle camere, in maniera tale che è possibile risparmiare fino al 60% di volume per ogni concata.”

La grande sfida della progettazione degli scavi

Oltre alla realizzazione delle conche si prevede l’allargamento e l’approfondimento dei canali di accesso alle conche. Si tratta di opere titaniche sia in termini di movimentazione di materiali, che di calcestruzzi da gettare, cui aggiungere la profonda differenza geologica dei due versanti oceanici che costituisce una sfida in più nella progettazione degli scavi.

L’italiana SC Sembenelli Consulting, con sede a Milano, è uno dei cinque “Design Center” coinvolti nel progetto (capofila MWH) ed ha avuto il compito di elaborare tutti i disegni della geologia e tutti i disegni degli scavi, che superano i 40.000.000 m3 in volume e quasi 1.000.000 m2 in superficie di pareti o scarpate. L’ing. Pietro Sembenelli, Presidente di SC Milano, ci racconta le principali sfide che il suo team ha dovuto affrontare dal punto di vista tecnico, ambientale e organizzativo.

“La sfida principale per noi è stata anzitutto la necessità di fornire al cantiere l’intero progetto in tempi strettissimi. Le Imprese, infatti, hanno deciso di avviare gli scavi su tutti i fronti quasi contemporaneamente per sfruttare al meglio la prima, breve stagione secca. Inoltre, le differenze geologiche delle due aree hanno richiesto l’adozione di soluzioni progettuali e metodologiche diverse sui due lati.

“Mentre il lato atlantico è caratterizzato da rocce sedimentarie recenti e poco disturbate dal tettonismo, potenti bolle di intrusione basaltica in terreni sedimentari antichi, con conseguenti forti disturbi tettonici, caratterizzano il lato sul Pacifico.

“Così, sul lato dell’Atlantico si è proceduto agli scavi con la semplice benna dell’escavatore o con fresa puntuale, tanto che qui le superfici di scavo appaiono estremamente regolari ed i lavori di disgaggio (messa in sicurezza delle pareti rocciose) e sostegno trascurabili. Sul Pacifico, invece, è stato necessario lo scavo con esplosivo nei basalti colonnari. Si sono verificati sovra scavi importanti ed è stato necessario ricorrere a disgaggi diffusi e ad ancoraggi frequenti e pesanti.”

L’impatto sull’ecosistema

Dal punto di vista ambientale l’espansione del Canale rappresenta un cambiamento radicale nel paesaggio della fascia dei canali, pertanto molta attenzione viene prestata alle soluzioni che riducano l’impatto sull’ecosistema locale.

“E’ stato necessario eliminare ampi tratti di foresta pluviale e spostare, in habitat vicini, migliaia di animali tra i quali anche coccodrilli di grossa taglia”, spiega Sembenelli. “Si è, poi, dovuto deviare il drenaggio di un intero bacino afferente alla zona ora occupata dalla nuove conche. Ma l’impatto maggiore è certamente quello degli accumuli di materiale provenienti dagli scavi che sono stati disposti in aree precedentemente scelte e delimitate e sono stati conformati in modo da potersi successivamente integrare nel paesaggio e venire colonizzati dalla flora locale.”

L’importanza del lavoro di squadra

Affrontare progetti così complessi permette spesso di implementare le soluzioni più innovative e così è stato per il team dell’ing. Sembenelli.

“L’importanza e la dimensione del progetto degli scavi ed il breve tempo a disposizione ci ha imposto soluzioni metodologiche innovative,” ci spiega. “Abbiamo creato prima di tutto un modello 3D di tutte le formazioni geologiche, riproducendo finemente le superfici dei contatti, e successivamente un modello 3D della superficie finale scavata. Dai modelli abbiamo estratto tutte le sezioni necessarie aumentando così sia la velocità di produzione dei disegni che la congruenza delle sezioni tra loro e con la realtà.”

“Inoltre, il Team di lavoro per il progetto è multinazionale e multidisciplinare e i 5 ‘Design Center’ sono lontani tra loro (Chicago, Buenos Aires, Bellevue, Rotterdam, Milano),” continua Sembenelli. “Il lavoro in team è stato possibile grazie ad un periodo iniziale di lavoro congiunto a Chicago, ad una chiara suddivisione dei compiti, ad una rigida standardizzazione della grafica e dei formati dei disegni, ad una altrettanto rigida uniformazione sul fronte della qualità. In cantiere, poi, si è creato un ufficio comune del team di progettazione per l’affiancamento delle Imprese costruttrici e la verifica delle condizioni reali messe in luce dai primi scavi. Il Team di cantiere è costituito da ingegneri e geologi dei vari ‘Design Center’.

Il progetto di espansione del Canale di Panama è destinato a ridefinire nuovamente le dinamiche globali del trasporto di merci. Verranno ridisegnate le rotte e i punti di scambio del sistema di transhipment e di intermodalità attualmente consolidato. Almeno fino a quando un’altra opera così straordinaria non verrà pensata e realizzata in un altro angolo del mondo.