Raccordi e assemblaggio della piattaforma

L’ultimo elemento da definire sono i raccordi, che non sono stati tirati in ballo fino a questo momento in quanto fortemente dipendenti dai diametri e dagli spessori. Dalle loro dimensioni dipenderanno anche le dimensioni definitive delle due piattaforme A e B. Generalmente Idrotherm 2000 ricorre a raccordi commerciali di diametro interno pari a quello esterno dei tubi; i tubi vengono in questi casi inseriti per un tratto all’interno dei raccordi, quindi saldati ad essi. Tuttavia, queste soluzioni sono disponibili solo per SDR minori di quello previsto per gli elementi galleggianti delle piattaforme in esame, in quanto sono ideati per applicazioni che prevedono il trasporto di fluidi in pressione e, dunque, spessori consistenti.

Si è pertanto optato per l’adozione di raccordi ottenuti dagli stessi tubi, aventi quindi il medesimo diametro esterno e il medesimo spessore.

In particolare, si ricorrerà a quattro curve segmentate per realizzare il perimetro della piattaforma galleggiante: si riportano in Figura 76 disegno e dimensioni commerciali di tali curve, forniti da Idrotherm 2000. Per i collegamenti dei tubi intermedi, necessari alla realizzazione del reticolo, si useranno invece le curve a T visibili in Figura 77.

90

Figura 77: Caratteristiche delle curve T per la realizzazione del reticolo

Tuttavia, saldando tra loro due curve T delle dimensioni scelte (𝐷_𝑒 = 450 𝑚𝑚 e 𝐷_𝑒 = 500 𝑚𝑚) la distanza di interasse tra due tubi paralleli verrebbe ad essere 1′_{050 𝑚𝑚}

per la soluzione A e 1′100 𝑚𝑚 per la soluzione B. In queste situazioni non solo non sarebbe possibile rispettare le distanze minime tra due file adiacenti di moduli riportate a pag. 58, ma considerando che le passerelle vengono posizionare sopra i tubi con sporgenza per lato di 110 𝑚𝑚 nel caso A e 80 𝑚𝑚 nel caso B, lo spazio rimanente non sarebbe nemmeno sufficiente al posizionamento dei moduli con gli angoli di tilt scelti.

Figura 78: (a) Curve Te DN 450 saldate tra loro; (b) Curve Te DN 500 saldate tra loro

Si osservi che in Figura 78 sono state evidenziate in rosso le saldature da eseguire direttamente in cantiere, in nero quelle che vengono effettuate all’interno dello stabilimento, durante la realizzazione dei raccordi.

Dunque, per ottenere la distanza di interasse consona alla realizzazione dell’imp ianto fotovoltaico sarebbe necessario interporre un segmento di tubo tra due curve T e, in prossimità dei vertici, tra una curva T e una curva segmentata a 90°. Per comprendere quanto detto, si riporta in Figura 79 la configurazione che verrebbe ad avere la piattaforma galleggiante della soluzione A.

91

Figura 79: Configurazione della piattaforma per la soluzione A con raccordi commerciali

Utilizzando i raccordi commerciali sarebbe dunque necessario eseguire in cantiere due saldature per ogni curva segmentata a 90° e tre saldature per ogni curva T, per un totale di:

𝑛_{𝑠𝑎𝑙𝑑𝑎𝑡𝑢𝑟𝑒,𝐴} = 2 ∙ 4 + 3 ∙ 12 = 44 𝑛_{𝑠𝑎𝑙𝑑𝑎𝑡𝑢𝑟𝑒,𝐵} = 2 ∙ 4 + 3 ∙ 8 = 32

I punti di saldatura, come visto in precedenza, possono presentare criticità legat e allo stress meccanico; inoltre, per effettuare una saldatura è necessaria circa un’ora di lavoro, in cui l’intera saldatrice rimane occupata.

Per suddette ragioni, ci si pone l’obbiettivo di minimizzare il numero di saldature da realizzare in cantiere. A tale scopo, a seguito del confronto con i progettisti di Idrotherm 2000, è stata ritenuta più conveniente la realizzazione di raccordi su misura, con bracci allungati rispetto alle dimensioni commerciali, che consentono di saldare direttamente due raccordi successivi, senza l’interposizione dei segmenti di tubo.

La realizzazione su misura comporta ovviamente maggiori costi di produzione, ma riduce il numero di saldature da eseguire in cantiere, dunque le ore di lavoro della saldatrice e degli addetti ai lavori.

Si osservino nelle figure seguenti le dimensioni attribuite ai raccordi per le due piattaforme A e B:

92

Figura 80: (a) Raccordi su misura DN 450 per la piattaforma A; (b) Raccordi su misura DN 500 per la

piattaforma B

Si noti che sono state previste anche delle H da saldare nelle pos izioni indicate in modo che ogni traverso costituisca una zona stagna: in questo modo l’eventuale danneggiamento dello spessore di HDPE in un punto non comprometterebbe il galleggiamento dell’intera piattaforma.

Per comprendere come si modifica il numero di saldature necessarie, si riporta la configurazione definitiva della piattaforma B:

93

Le saldature da eseguire in cantiere sono adesso tre ogni due curve segmentate a 90° e due per ogni raccordo a T, ovvero:

𝑛𝑠𝑎𝑙𝑑𝑎𝑡𝑢𝑟𝑒,𝐴 = 3 ∙ 2 + 2 ∙ 12 = 30

𝑛𝑠𝑎𝑙𝑑𝑎𝑡𝑢𝑟𝑒,𝐵 = 3 ∙ 2 + 2 ∙ 8 = 22

Dunque, rispetto alla soluzione con raccordi commerciali si hanno 14 saldature in meno da eseguire per la realizzazione della piattaforma A e 10 in meno per la realizzazione della piattaforma B: ciò si traduce in altrettante ore in meno di lavoro della saldatrice e degli addetti ai lavori.

Definite le dimensioni dei raccordi, quindi quelle dell’intera piattaforma, si riportano in Allegato C e in Allegato D i disegni complessivi delle due soluzioni A e B e si ripete la verifica della percentuale del volume dei galleggianti immersa.

Tabella 26: Percentuale di volume dei galleggianti immersa in assenza di carichi esterni, in presenza di

carico neve, in presenza di vento e in caso di azione congiunta di vento e neve, tenuto conto dei raccordi, con De(A)= 450mm – s(A)=21 mm e De(B)= 500 mm – s(B)=24 mm

De(A)= 450 mm, s(A) = 21 mm - De(B)= 500 mm, s(B) = 24 mm Caso 𝑉𝑖,𝑡𝑢𝑏𝑖 [%] Assenza di carichi esterni Presenza di carico neve Presenza di carico vento Azione congiunta di vento e neve A 29,25 57,84 64,43 78,72 B 27,50 58,36 73,04 88,47

La tecnica di giunzione utilizzata per collegare tra loro questi tipi di raccordi e i tubi in HDPE è la saldatura testa a testa, che consiste essenzialmente nel portare a fusione, per contatto con un opportuno termoelemento, le due estremità da saldare. Successivamente, queste sono unite tra loro comprimendole l’una contro l’altra per un tempo stabilito, in accordo con la normativa di riferimento (norma UNI 10520: 1997).

La saldatura testa a testa prevede l’impiego di una macchina saldatrice conforme alla norma UNI 10565 del 1996, composta dal corpo della macchina, dalla centralina di comando del circuito oleodinamico, dal termoelemento e dalla fresa.

94

Il corpo della macchina è costituito da un basamento sul quale sono montate quattro ganasce, due fisse e due su carrello mobile, necessarie per bloccare i tubi e i raccordi da saldare.

La centralina di comando consente di controllare e regolare la pressione con la quale vengono premuti due elementi da saldare, andando ad agire sullo spostamento del carrello mobile.

Il termoelemento è costituito da una piastra metallica rivestita di materiale antiaderente ed ha il compito di riscaldare le due superfici da saldare fino al raggiungimento della temperatura richiesta.

La fresa, infine, è costituita da un tagliente a lama rotante vincolato al telaio e serve per la spianatura della testa del tubo e del raccordo da saldare.

Figura 82: Macchina saldatrice in attività

Prima della saldatura, occorre procedere a un’accurata pulizia delle superfici da collegare in prossimità della zona di saldatura, al bloccaggio e all’allineamento dei due elementi nelle ganasce della macchina e alla fresatura delle superfici da saldare: al termine di questa operazione è necessario rimuovere i trucioli senza toccare e sporcare le superfici fresate.

L’azienda ha stimato che per l’esecuzione in loco del reticolo tubolare siano necessari due – tre operatori, una saldatrice e due mezzi ordinari da cantiere dotati di braccio idraulico; per ogni saldatura, visti i diametri in gioco, è richiesta circa un’ora.

95

Una volta raffreddati i cordoli di saldatura è possibile procedere al fissaggio della struttura metallica di supporto dei moduli, quindi al posizionamento dei moduli stessi e delle passerelle.

La piattaforma fotovoltaica galleggiante viene quindi immessa in acqua mediante scivoli per barche e trainata nella posizione desiderata da due piccole imbarcazioni.

Si riportano, a conclusione della parte di progettazione, il modello 3D della piattaforma fotovoltaica B completa:

Figura 83: Modello 3D della piattaforma fotovoltaica galleggiante B