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Soluzioni sostenibili per i rilevati stradali dello Storstrøm Bridge

Per la realizzazione dei rilevati di accesso al nuovo Storstrøm Bridge, il Consorzio SBJV utilizza un materiale di risulta di combustione di rifiuti domestici e industriali

Il progetto dello Storstrøm Bridge

  For English version: https://www.stradeeautostrade.it/en/materials-technologies/sustainable-solutions-for-the-road-embankments-of-the-storstrom-bridge/

Il nuovo Storstrøm Bridge è un ponte stradale, ferroviario e ciclopedonale che collegherà le isole di Falster (regione Falster) e di Masnedø (regione Sjælland) in Danimarca, in corso di realizzazione da parte di SBJV, una joint venture di Società di costruzione italiane guidata da Itinera SpA (si veda “Strade & Autostrade” n° 151 Gennaio/Febbraio 2022 a pag. 152 con https://www.stradeeautostrade.it/attrezzature-e-componenti/ponte-danese-know-how-italiano/).

Con una lunghezza di circa 4 km, sarà il terzo ponte più lungo del Paese dopo lo Storebælt Bridge e l’Øresund Bridge. Costituirà un ulteriore potenziamento della rete stradale e ferroviaria ad alta velocità danese, lungo il tragitto che collegherà la capitale Copenaghen alla Germania quando sarà completato il tunnel sottomarino Fehmarn Belt. Committente dell’opera è il Direttorato per le Strade (Vejdirektoratet) del Ministero dei Trasporti danese (www.andermanngroup.com).

Il ponte è strallato nelle due campate centrali, di lunghezza complessiva 320 m, e presenta altre 44 campate di lunghezza 80 m. La struttura è a cassone con travi prefabbricate, così come gran parte delle pile (realizzate in conci) e le relative fondazioni.

Lo Storstrøm Bridge
1. Il ponte è strallato nelle due campate centrali di lunghezza complessiva 320 m e presenta altre 44 campate di lunghezza 80 m

Illustrata sinteticamente la complessità e l’unicità dell’opera d’arte, non meno critici sono gli aspetti di viabilità legati ai collegamenti con le strade e la ferrovia esistenti a Nord e a Sud del ponte. In questo ambito, su proposta del Committente il Consorzio SBJV ha colto l’opportunità di sostituire parte del materiale dei rilevati con slag, ovvero residui di combustione di rifiuti domestici e industriali.

Le Figure 2A e 2B illustrano dove si prevede di utilizzare questo materiale (frecce rosse), per un volume di 100.000 m3 nel rilevato Sud (Falster) e 150.000 m3 nel rilevato Nord (Masnedø).

Si tratta di un materiale riciclato e dotato di marchio EPD (Environmental Production Declaration) per via del significativo assorbimento di CO2 che avviene durante il processo di maturazione successivo alla combustione.

L’incenerimento dei rifiuti produce quindi riscaldamento, elettricità e un materiale di costruzione (Figura 3 sotto). Tale scelta è dunque basata su un principio di sostenibilità ed è necessariamente accompagnata da misure specifiche al fine di evitare qualsiasi significativo impatto ambientale.

Le misure adottate per rendere utilizzabile tale materiale di risulta, descritti in maggior dettaglio nei paragrafi seguenti, sono:

  • definizione dei criteri limite per l’utilizzo dello slag;
  • criteri definiti per lo stoccaggio dello slag;
  • conterminazione del volume di slag;
  • raccolta dell’acqua di percolazione in un sistema di drenaggio chiuso.

  • La viabilità di accesso lato sud
    2A La viabilità di accesso lato sud
    2A. La viabilità di accesso al nuovo Storstrøm Bridge dal lato Sud
  • 2A La viabilità di accesso lato nord
    2B La viabilità di accesso lato nord
    2B. La viabilità di accesso al nuovo Storstrøm Bridge dal lato Nord

I criteri limite per l’utilizzo dello slag

Al fine di non essere classificato come rifiuto pericoloso, il materiale di risulta (slag) deve contenere una quantità di metalli contenuta entro i limiti di Figura 4 sotto. Tale criterio è valido sia a Sud (municipalità di Guldborgsund) che a Nord del ponte (municipalità di Vordingborg).

I criteri per lo stoccaggio dello slag

In ognuna delle municipalità coinvolta dall’utilizzo dei materiali, il Consorzio dovrà comunque notificare all’Autorità ambientale competente – entro quattro settimane dall’intenzione di usare i materiali di risulta – tutte le informazioni necessarie relative all’area di ricevimento delle slag, alle dimensioni degli stoccaggi temporanei e alla posizione esatta del materiale nella geometria di progetto dei rilevati, inclusi i tempi di movimentazione, per una preventiva approvazione.

Il materiale di risulta negli stoccaggi deve essere mantenuto separato dal terreno naturale da uno strato di almeno 10 cm di spessore di sabbia o ghiaia. Gli stoccaggi devono essere raggiungibili solo da personale autorizzato.

I rilevati di stoccaggio devono essere circondati da fossi per evitare la dispersione di slag a seguito di eventi meteorici estremi, e in caso di rischio di dispersione per via eolica (a discrezione dell’autorità ambientale competente) la superficie degli stoccaggi dovrà essere ricoperta o mantenuta umida.

La trasformazione dei materiali di risulta
3. Il ciclo di trasformazione dei materiali di risulta (domestici e industriali) che producono riscaldamento, elettricità e slag

La conterminazione del volume di slag

Il materiale di risulta (slag) non potrà essere utilizzato al di sotto della quota di +3,0 m rispetto al livello di riferimento del progetto (DVR90). Tale quota rappresenta il livello dell’attuale piano di campagna, dunque significativamente al di sopra del livello medio di falda (circa 0 m+DVR90 in virtù della vicinanza dal mare) per prevenire una diretta contaminazione.

Alla base del volume di slag utilizzato nei rilevati principali di accesso al ponte, sotto uno strato di sabbia grossolana (0÷4 mm) dovrà essere posata una membrana impermeabilizzante bentonitica per convogliare l’acqua di percolazione all’interno di sistemi di drenaggio chiusi disposti ad intervalli regolari (vedi paragrafo successivo).

Si accetta che la membrana sia discontinua nel rilevato Nord, mentre nel rilevato Sud la membrana è ininterrotta e disposta con pendenze a schiena d’asino per facilitare il drenaggio (Figura 5 sotto).

Lo strato di copertura del rilevato dovrà essere costituito di argilla con una permeabilità massima di 10-8 m/s e dovrà essere compattata almeno al 95% del relativo valore Proctor. Almeno cinque misure di permeabilità della copertura dovranno essere effettuate in un campo prova di estensione 1.000 m2, e la tolleranza di posa dello strato di argilla non dovrà superare +/−3 cm.

Metalli all’interno dello slag
4. La quantità massima ammissibile di metalli all’interno dello slag

Le superfici carrabili al di sopra del volume di slag dovranno avere uno spessore di asfalto di almeno 150 mm, mentre la pista pedonale/ciclabile e la cunetta di separazione fra le carreggiate dovranno avere uno spessore di asfalto di almeno 70 mm.

È ammessa la presenza di tubazioni di drenaggio per il pacchetto stradale all’interno del volume di slag, ma posizionate immediatamente al di sotto dell’interfaccia fra rilevato e slag e comunque circondate da uno strato filtrante.

La realizzazione di un sistema di drenaggio chiuso

Il Committente (Vejdirektoratet) ha stabilito, con specifica nota diramata nelle fasi iniziali di realizzazione dell’opera, i criteri e i materiali da utilizzare per il drenaggio di eventuale acqua interstiziale che, dopo essere percolata attraverso il volume slag, non può essere smaltita nel sistema di drenaggio principale dell’infrastruttura (che recapita in mare a valle di specifici bacini di infiltrazione) ma deve essere convogliata attraverso un sistema di raccolta e di monitoraggio chiuso.

Va sottolineato che, in condizioni di esercizio, una analisi di rischio effettuata dal Committente insieme al consulente COWI non ha evidenziato una significativa possibilità penetrazione di acqua in virtù della conterminazione e della presenza del sistema di drenaggio superficiale.

Tuttavia, dal momento che questo progetto coinvolge la maggiore quantità di slag finora utilizzata in Danimarca, il Committente ha ritenuto necessario (indipendentemente dai vincoli posti delle municipalità coinvolte) implementare un sistema di raccolta e monitoraggio per verificare se l’ipotesi di isolamento del volume di slag sia confermata in condizioni di esercizio.

Soltanto in fase di costruzione, quando si utilizzano grandi quantità di acqua per compattare il materiale, una portata di percolazione è effettivamente attesa.

Il rilevato di accesso lato Sud - Storstrøm Bridge
5. La sezione longitudinale schematica del rilevato di accesso lato Sud (lo slag è evidenziato in rosso)

Con riferimento alla Figura 6 sotto, tale sistema di drenaggio è costituito dai seguenti elementi:

  • un tubo perforato ø110 mm circondato da un filtro in ghiaia che riceve direttamente l’acqua raccolta dalla membrana bentonitica;
  • un pozzetto ø425 mm in materiale plastico corrugato per la raccolta del liquido convogliato dal tubo perforato, che deve avere la base alla quota di +3,0 m DVR90 ed emergere di almeno 0,5 m dal corpo del rilevato;
  • un tubo chiuso ø110 mm con forte inclinazione per lo scarico nel pozzetto di ispezione;
  • un pozzetto di ispezione ø1.000 mm in calcestruzzo, che costituisce il recapito del liquido contaminato e in cui i sedimenti trasportati possono depositarsi su un’altezza di 0,9 m.

Questo pozzetto è situato alla base del rilevato e il chiusino dovrà trovarsi almeno 1,0 m sopra al piano di campagna. Sotto il pozzetto corrugato, lo strato di membrana bentonitica dovrà essere raddoppiato e risvoltato fino a raggiungere lo strato di copertura del rilevato.

La granulometria della sabbia grossolana (0÷4 mm) che copre la membrana bentonitica, così come quella del filtro che circonda il tubo perforato, è stabilita a priori dal Committente per garantire la necessaria permeabilità.

La sezione trasversale - Storstrøm Bridge
6. La sezione trasversale tipica del rilevato di accesso realizzato con slag al di sopra della quota di 3 m+DVR90

La membrana bentonitica e il sistema di drenaggio hanno anche lo scopo di monitorare la quantità di acqua di percolazione che sarà raccolta, non nota a priori. Se del liquido sarà osservato nei pozzetti di ispezione durante la costruzione, tale liquido dovrà essere campionato ed esaminato dall’Autorità ambientale competente e riutilizzato per idratare lo stesso volume di slag.

Ovviamente, i pozzetti di ispezione non dovranno mai tracimare, e il liquido non dovrà essere smaltito se non da personale specializzato (comunque non a carico del Consorzio SBJV).

Dati tecnici

  • Stazione Appaltante e Direzione dei Lavori: Vejdirektoratet (Danish Road Directorate)
  • Contraente Generale, Direzione di Cantiere ed Esecutori dei Lavori: SBJV (Storstrøm Bridge Joint Venture)
  • Progetto preliminare ed esecutivo: SBJV (Progettisti: Andermann Engineering e Studio Geotecnico Italiano)

  For English version: https://www.stradeeautostrade.it/en/materials-technologies/sustainable-solutions-for-the-road-embankments-of-the-storstrom-bridge/

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