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La trivella sterzante scava in salita e in curva

Costruire centrali idroelettriche di solito significa anche realizzare infrastrutture stradali dannose per l’ambiente, il che annulla le credenziali ecologiche dell’energia. Un nuovo sistema di trivellazione aiuta a ridurre al minimo la necessità di strade.

Cambiamento climatico e Ambiente
Tecnologie industriali

La costruzione di centrali idroelettriche implica generalmente un elevato impatto ambientale. Un aspetto è la necessità di creare strade distruttive che attraversano le valli dal basso verso l’alto. Un’alternativa a queste strade è quella di iniziare a trivellare in fondo alla valle, proseguendo verso l’alto. Ciononostante, tale trivellazione è molto difficile con l’utilizzo delle apparecchiature attuali, che sono soggette a rotture e inceppamenti. Le riparazioni sono costose e richiedono tempo. Il progetto ECO-DRILLING, finanziato dall’UE, ha sviluppato attrezzature adatte a tali applicazioni di trivellazione. Il concetto è una nuova tecnologia che permette la trivellazione di un tunnel da 0,5 m a 1,5 m di larghezza su lunghe distanze in percorsi curvi controllati, anche verso l’alto. Il team ha sviluppato il concetto fino alle fasi di prototipazione e commercializzazione. La trivella è destinata a praticare fori per condotte forzate sotterranee, parti importanti delle centrali idroelettriche. Una condotta forzata convoglia l’acqua dalla presa di un fiume o di un bacino idrico alla turbina del generatore nella centrale elettrica. Il sistema di trivellazione del progetto è adatto per centrali elettriche «ad alta caduta». Tali impianti sono caratterizzati da un’alta pressione, a causa dell’angolo ripido tra la fonte d’acqua e la turbina, e da un flusso d’acqua limitato.

Trivella elettrica

«La soluzione ECO-DRILLING incorpora un motore di trivellazione elettrico direttamente collegato alla punta di perforazione», ha spiegato il coordinatore del progetto Askjell Tonstad, amministratore delegato del partner principale del progetto NORHARD. «Include anche una batteria di perforazione non rotante, che riduce al minimo l’attrito tra la batteria di perforazione e la roccia». Questo aiuta il sistema a raggiungere un’elevata efficienza energetica. Poiché il sistema utilizza una trivella non rotante, è possibile collegare alla batteria di perforazione cavi per la trasmissione di energia e lo scambio di dati ad alta capacità. In questo modo, la testa di perforazione può essere azionata e guidata da un operatore in superficie. Un giroscopio laser-ottico è integrato con la testa di perforazione per fornire un’avanzata capacità di posizionamento e di navigazione. Lo sterzo è preciso fino a 1 metro per ogni chilometro percorso. In questo modo, l’operatore può trivellare lungo traiettorie predefinite, comprese le curve. Il progetto ha anche sviluppato un efficiente sistema software per il monitoraggio, il controllo e il supporto operativo.

Nuove possibilità

Altri vantaggi del sistema ECO-DRILLING sono la sua forma modulare, che lo rende trasportabile in pezzi lungo strade rudimentali o in elicottero. Questa caratteristica elimina la necessità di un’ampia infrastruttura stradale, risparmiando costi e riducendo al minimo l’impatto ambientale. I ricercatori hanno migliorato sostanzialmente sia la tecnologia sia le prestazioni operative del sistema. I test sui prototipi hanno dimostrato una maggiore distanza di trivellazione e una migliore mobilità rispetto alle versioni precedenti. È prevista la realizzazione di molti piccoli impianti idroelettrici in Norvegia. La tecnologia ECO-DRILLING li rende ora tecnicamente, economicamente ed ecologicamente fattibili. «Abbiamo intenzione di approfittare della situazione per aumentare la capacità e rafforzare la nostra già forte posizione in questo mercato e utilizzare questa piattaforma nel nostro ulteriore processo di internazionalizzazione», ha aggiunto Tonstad. Il team ha negoziato un accordo di 6 anni con uno dei maggiori costruttori e operatori norvegesi di piccoli impianti idroelettrici, per la fornitura di un’unità di trivellazione completa. La costruzione della nuova unità inizierà immediatamente dopo il progetto, nel 2020. I ricercatori prevedono anche di introdurre la tecnologia in altri mercati che richiedono gallerie e infrastrutture sotterranee, quali il teleriscaldamento, i cavi sotterranei, l’approvvigionamento idrico e le acque reflue. La costruzione di centrali idroelettriche nel rispetto dell’ambiente favorirà l’aumento della produzione di energia idroelettrica pulita. Questo aiuterà l’UE a raggiungere i suoi obiettivi in materia di energie rinnovabili.

Parole chiave

ECO-DRILLING, trivellazione, elettrico, verso l’alto, idroelettricità, condotta forzata, sterzabile, a basso impatto, curve, idroelettrico

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