La soluzione «greenfield» per la conversione del sito dell’ex centrale nucleare di Zion

Le attrezzature Indeco hanno un ruolo determinante nel cantiere di demolizione della centrale nucleare di Zion nell’Illinois. L’intervento, affidato all’ impresa statunitense Manafort Brothers specializzata in questo genere di dismissioni, riguarda la centrale di Zion nell’Illinois sulle rive del Lago di Michigan a 64 km da Chicago e 68 Km da Milwaukee.

La storia dell’impianto di Zion

L’impianto, completato nel 1973, ha iniziato a produrre energia elettrica con il primo reattore tra la fine di quell’anno e il settembre del 1974 (secondo reattore). La centrale di Zion faceva parte della rete di Commonwealth Edison (ComEd) ed era stata pensata per servire l’area metropolitana di Chicago e appunto la parte dello Stato che si affaccia sul lago. Nel 1997 un’errata operazione portò allo spegnimento accidentale del reattore numero 1 (senza alcun problema di sicurezza) e venne sospesa la produzione di energia elettrica. Nel 1998 ComEd, che avrebbe comunque dovuto investire 435 milioni di dollari per riattivare il reattore 1 e rifornire di nuove barre il reattore 2 ha invece deciso di sospendere definitivamente l’attività. Per accelerare i tempi di conversione del sito il Nuclear Regulator Commission (Nrc) ha permesso a ComEd di dare licenza a Energy Solutions, azienda specializzata  nel recupero di centrali nucleari o siti compromessi dagli effetti di attività industriali, per la dismissione della centrali elettrica.

Entro il 2026 la bonifica dell’area

Il progetto di Energy Solutions ha previsto di riportare entro la fine del 2026 tutta l’area nelle condizioni ambientali e paesaggistiche che la caratterizzavano 50 anni fa: la cosiddetta soluzione «greenfield». Energy Solutions (attraverso la Zion Solutions) è responsabile di tutti lavori di asportazione degli impianti, della demolizione delle strutture, così come del conferimento di tutti i materiali di risulta: la dismissione è iniziata nel 1998 con la rimozione del combustibile nucleare dai reattori e la messa in sicurezza delle barre di uranio mentre nel 2011 sono invece cominciate le operazioni di decontaminazione e demolizione delle strutture che, a partire da quella data, e considerando anche le bonifiche dei terreni, richiederanno 10 anni di lavoro per 200 addetti specializzati all’anno, con un costo totale dell’intervento stimato in 1 miliardo di dollari.

Piano di dismissione delle strutture

Per tutte le fasi relative alla demolizione delle strutture in cemento armato e in acciaio è stata prevista la procedura di tipo meccanico: la procedura con l’esplosivo è stata esclusa per il rischio potenziale di rilascio incontrollato di polveri contaminate nell’aria.

Per svolgere in modo adeguato e in piena sicurezza il processo demolitivo era necessario smantellare strutture complesse per via delle caratteristiche strutturali dei vari fabbricati e della presenza di varie tipologie di impianti.

Per questo Zion Solutions, nel 2014, ha appaltato i lavori a Manafort Brothers (New Britain, Connecticut) che ha inizialmente operato nell’edificio dove erano alloggiate le turbine e i generatori, oggi non più visibile in quanto completamente demolito, per poi proseguire all’interno delle due torri che accoglievano il reattore 1 e il reattore 2, dove ha rimosso varie tipologie di impianti.

Successivamente ha cominciato lo smantellamento del grande edificio che accoglieva gli impianti ausiliari situato fra le tue torri, la cui demolizione comincerà questo autunno.

L’estensione temporale del cantiere, le caratteristiche dimensionali e di resistenza delle strutture in cemento armato e in acciaio, così come la necessità di assicurare produzioni adeguate, hanno richiesto un’attenta valutazione delle attrezzature preposte alla demolizione: Manafort Brothers ha deciso di utilizzare esclusivamente martelli Indeco, affiancati anche da un frantumatore e una cesoia, sempre forniti da Indeco.

Solo attrezzature Indeco

Nel cantiere di Zion operano:

• 2 Hp 25000 (in Europa HP 18000 – peso operativo, 11054 kg, utensile da 250 mm per escavatori da 60 a 140 t),
• 3 Hp 13001 (in Europa HP 9000 – peso operativo 5000 kg,15.000 joules, punta 195 mm per escavatori da 39 a 80 t),
• 1 Hp 8000 (in Europa HP 5000 – peso operativo 3150 kg, utensile 160 mm 8000 joules, per escavatori da 27 a 50 t) montato su escavatore dotato di braccio lungo da demolizione,
• 1 cesoia Iss 30/50,
• 1 frantumatore rotante Irp 1250.

Il cantiere in breve

• 113mila tonnellate di materiale di risulta prodotte, tutte conferite via treno nello speciale sito di proprietà di Energy Solutions, situato a Clive nel deserto dello Utah.
• Decine di migliaia di tonnellate di materiali ferrosi e non ferrosi prodotti dal processo demolitivo.
• Tutte le strutture interne ed esterne sono in calcestruzzo armato realizzate con getti di calcestruzzo che, a secondo dell’area in cui si trovano, variano da 1 a 4 m, con armature di diametro 32 o 36 mm con maglia che varia da mediamente fitta a molto fitta.
• Gli spessori maggiori si trovano nelle strutture che si estendono a quasi 18 m al di sotto del piano campagna e che accoglievano gli impianti di pompaggio dell’acqua di raffreddamento provenienti dal lago di Michigan, in quelle relative nell’edificio che accoglieva la riserva del combustibile nucleare, e naturalmente, nelle fondazioni.
• Cementi armati con valori di resistenza a compressione da 60 a 90 MPa (8,7- 13 Kpsi).

John Carville | Direttore di cantiere Manafort Brothers

«Tengo a precisare che la decisione di utilizzare Indeco non è basata solo sulla positiva esperienza dell’Hp 8000 che già utilizzavamo, ma è frutto di un’attenta valutazione comparativa con altri produttori. I due Hp 13001 sono modelli che impieghiamo maggiormente, ma naturalmente sono i due Hp 25000 quelli che ci consentono di affrontare le situazioni più difficili. L’Hp 25000, oltre a beneficiare delle tecnologia Indeco presente in tutti i modelli della gamma, dispone di una notevole potenza e con i suoi 25000 joules è il martello più produttivo e potente oggi disponibile sul mercato; a certe condizioni, è davvero l’unico che può essere una valida alternativa all’esplosivo. Per tutti i modelli abbiamo inoltre notato un’ottima affidabilità e una notevole durabilità delle punte in rapporto al tipo di demolizione, segno evidente che i materiali con  cui sono realizzate sono all’altezza di quelli utilizzati per tutti gli altri componenti del martello. Anche il frantumatore e la cesoia stanno dando ottimi risultati in termini produttivi. Il frantumatore rotante si è poi particolarmente distinto per un rapporto potenza/dimensioni molto favorevole. Forte nella produzione e nel servizio. Nel cantiere di Zion i martelli sono stati e continuano ad essere sottoposti a un lavoro molto gravoso, che peraltro si estende nel tempo; aspetto non comune per le normali demolizioni, dove generalmente le operazioni sono contenute entro l’anno o poco più. In tutte le demolizioni di grandi strutture si può veramente misurare il livello produttivo delle attrezzature, ma un intervento come quello di Zion rappresenta una sfida anche sul piano del servizio e dell’assistenza, cioè quegli elementi che inevitabilmente finiscono per incidere in modo decisivo sulle tempistiche del lavoro. La nostra soddisfazione con i martelli, il frantumatore e la cesoia Indeco nasce da ovvie considerazioni produttive, ma anche dal servizio offerto da Indeco North America, che ha sempre dato risposte, rapide ed efficaci, a tutte le nostre esigenze, peraltro quasi tutte riferite a interventi di manutenzione ordinaria. Non è dunque un caso se abbiamo intenzione di ordinare altri due Hp 13001 per completare il lavoro».