Ingula: un gigante sostenibile

UNO DEI POCHI IMPIANTI NEL CONTINENTE AFRICANO CHE RIUTILIZZA LA SUA STESSA ACQUA

Ingula

Annidato ai piedi di una catena montuosa in Sud Africa c’è un gigante che è pronto per nascere. È un potente impianto idroelettrico realizzato in sotterranea le cui turbine inizieranno a produrre elettricità nel giro di pochi mesi per aiutare la più grande utility del Paese a soddisfare la crescente domanda di energia.
La società, Eskom, ha lottato per rispondere con efficienza alla domanda, e anche se negli ultimi anni ha fatto passi da gigante nel ridurre la frequenza dei blackout energetici, questi continuano a verificarsi. Per tale ragione è in corso un programma finalizzato ad incrementare la produzione energetica fino a 10.932 megawatts.
L’impianto, situato in prossimità della catena montuosa Little Drakensberg, lungo il confine delle province KwaZulu-Natal e Free State, è parte del piano. A questo si aggiungono altri due impianti che garantiranno una produzione combinata di 10.932 MW entro il 2022, aumentando la capacità installata del 23%.

Conosciuto come l’Ingula Pumped Storage Scheme (IPSS), appena entrerà in funzione nella seconda metà dell’anno l’impianto avrà una capacità di produzione di fino a 1.332 MW.

«Ingula è una parte significativa del nostro massiccio programma di sviluppo infrastrutturale», ha dichiarato il Presidente del Sud Africa, Jacob Zuma. Realizzato

dalla CMIJV, una joint venture di cui è parte anche Salini Impregilo, l’IPSS comprende un impianto idroelettrico e una stazione di pompaggio con una diga e un invaso alle due estremità dell’opera, uno sul lato alto, al di sopra delle pendici, e l’altro a valle. Chilometri di tunnel, gallerie e pozzi costituiscono il resto del complesso. Chiamato con il nome della regione dove si trova (Ingula), l’opera è un virtuale gigante “verde”. La sua concezione progettuale e le tecniche costruttive sono ispirate ai principi della sostenibilità e sono particolarmente attente all’ambiente che circonda l’impianto. E una volta che entrerà in azione, sarà un produttore virtuoso di energia rinnovabile ottenuta riciclando l’acqua che l’impianto stesso utilizza.

«Siamo all’ultimo tratto», dichiara Avin Maharaj, senior project manager del progetto. «E sin dall’inizio abbiamo dato priorità alla sicurezza, alla riduzione di ogni possibile danno ambientale, e agli standard di qualità, mentre ci impegniamo a mantenere le relazioni con gli stakeholder reciprocamente vantaggiose».

Sebbene l’IPSS, che utilizza una tipologia chiamata Pumped Hydroelectric Storage (PHS), funzioni perlopiù come un impianto idroelettrico tradizionale, esso produce energia solo quando serve. Nel caso del Sud Africa, questo significa generare elettricità ad alcune ore di picco durante il giorno. Con l’energia idroelettrica immagazzinata sotto forma di energia idrica nel bacino della diga superiore, l’impianto può essere messo in produzione in meno di tre minuti. La capacità energetica di stoccaggio del bacino superiore sarà 21.000 MW ora una volta che sarà invasato.

 

Ingula
 

La capacità di produrre energia elettrica praticamente all’istante rappresenta un vantaggio rispetto al funzionamento di una centrale termica, che non ha prontezza né in avvio né nell'arresto delle turbine. Questo rende il sistema PHS ideale per aiutare Eskom a gestire la variabilità giornaliera di consumo che sperimenta sulla propria rete e le relative e frequenti modifiche tra eccedenze e carenze di energia elettrica.
Un’altra caratteristica distintiva del PHS è la sua abilità di riciclare oltre l’80% dell’acqua che utilizza, realizzando così un modello più conveniente per stoccare grandi quantità di energia idroelettrica. Ingula è il quarto impianto di questo genere costruito in Sud Africa, e il più grande in termini di capacità di generare energia con i suoi 1.332 MW.
Durante le ore di picco, quando la domanda di elettricità è al massimo, l’IPSS attua in fase di generazione, scaricando acqua dall’invaso superiore e, attraverso i due tunnel di adduzione, si alimentano le turbine Francis da 333 MW. La prevalenza nominale di generazione (rated generated head) dall’invaso alle turbine – conosciuta anche come hydraulic head o water drop – è di circa 434 metri.
Dopo che l’acqua transita attraverso le turbine e scarica nell’invaso inferiore, l’IPSS può agire in fase di pompaggio, utilizzando le stesse turbine per ripomparla al bacino superiore nelle ore non di picco, quando la domanda è più contenuta e la generazione di energia meno richiesta.

Grazie alla profondità cui il progetto è stato costruito, equivalente a un edificio di 116 piani che si sviluppano sottoterra, l’IPSS lascerà virtualmente indisturbata

l’area circostante dove oltre 300 specie di uccelli inclusi i Southern Bald Ibis e i White-winged Flufftail, in via di estinzione, vengono a nidificare.
Le uniche parti significative dell’impianto che restano visibili sono le dighe e i rispettivi invasi, le strutture di copertura dei pozzi piezometrici e le opere di presa e di scarico.
Grazie anche all’aiuto degli ambientalisti, Eskom e le imprese del Consorzio hanno compiuto passi da gigante per preservare l’area il più possibile. La zona umida inferiore e i prati della zona alta sono riconosciuti, ad esempio, come due degli habitat più fragili del mondo.
Quando la costruzione della diga superiore e dell’invaso ha privato alcune specie di uccelli dei luoghi dove nidificare, è stata realizzata per loro un’area alternativa e artificiale. Questi e altri sforzi per proteggere l’ambiente sono stati fatti dal Consorzio tanto da essere riconosciuto nel 2013 dalla Eskom come “Best Principal Contractor” in termini di gestione ambientale. Ingula è stato anche il primo cantiere della Eskon a ricevere nel marzo del 2011 la certificazione ISO14001.

INGULA È PARTE DEL PIANO PROGRAMMATICO DI ESKOM CHE PREVEDE DI AUMENTARE LA CAPACITÀ DI PRODUZIONE PER SODDISFARE LA CRESCENTE DOMANDA DI ENERGIA ELETTRICA DEL SUD AFRICA

NEL 2013 IL CONSORZIO CHE HA REALIZZATO L'IMPIANTO È STATO RICONOSCIUTO DALLA ESKOM “BEST PRINCIPAL CONTRACTOR” IN TERMINI DI GESTIONE AMBIENTALE

LA SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE È IL PRINCIPIO CARDINE INTORNO AL QUALE È STATO PROGETTATO E REALIZZATO L’IMPIANTO

INGULA È UNO DEI POCHI IMPIANTI IDROELETTRICI CHE RICICLA L’ACQUA CHE UTILIZZA

LA GRAN PARTE DELL’IMPIANTO SI SVILUPPA SOTTOTERRA, LASCIANDO L’AREA CIRCOSTANTE INDISTURBATA

 

MISURE IMPORTANTI SONO STATE PRESE PER PRESERVARE L'AMBIENTE, IN PARTICOLARE RELATIVE ALLA NIDIFICAZIONE DI CENTINAIA DI UCCELLI

Le eccellenze tecniche di Ingula

All’estremità superiore dell’impianto idroelettrico si trova la Bedford Dam, il cui invaso è riempito da un affluente del fiume Wilge. Si tratta di una diga in terra con paramento in calcestruzzo, alta circa 51 metri e lunga 810. Circa 470 metri più in basso e sei chilometri più lontano c’è la Bramhoek Dam. La seconda diga nasce alle sorgenti di un affluente del fiume Tugela, è realizzata in calcestruzzo compattato e rullato, è alta 38 metri e lunga 310. I due invasi delle dighe possono contenere rispettivamente 22,4 e 26,7 milioni di metri cubi di acqua.
Una delle maggiori sfide del consorzio di imprese, in quanto legata alla morfologia territoriale, è stata proprio lo scavo di due tunnel lunghi circa un chilometro, perché questo ha comportato l’esecuzione delle varie lavorazioni (perforazione, brillamento, smarino, supporto roccia, ecc.) lungo un gradiente progettato a 24 gradi per seguire la pendenza della scarpata.
Un’altra impresa è stata la realizzazione della sala macchine, scavata dentro roccia tenera. La caverna ha un soffitto a volta larga 24,5 metri per una lunghezza di 184 metri e un’altezza che arriva fino a 45.
Il Consorzio ha sviluppato un sistema innovativo per costruire il reticolo strutturale in calcestruzzo nella sala macchine al fine di sostenere le vie di corsa della gru a ponte della capacità di 400 tonnellate.
Considerate le limitazioni dimensionali del tunnel di accesso e della sala macchine, per realizzare questo reticolo strutturale sono stati costruiti 552 elementi prefabbricati, detti anche “scorze”, poi assemblati e quindi colmati con calcestruzzo in opera di seconda fase.

Sudafrica: 54 miliardi per le infrastrutture

Il Sudafrica è pronto a investire oltre 50 miliardi di dollari nei prossimi tre anni per sostenere lo sviluppo di infrastrutture pubbliche nel Paese.
L’annuncio è stato dato dal ministro delle Finanze, Pravin Gordhan, durante la presentazione della Finanziaria 2016 di fronte al Parlamento sudafricano.
Solo per il settore trasporti e infrastrutture sono 17 i miliardi previsti dal piano del governo che dovrebbero, tra l’altro, contribuire a manutenere il sistema stradale nazionale.
Ma Gordhan ha parlato anche del potenziale che nasce dalla partecipazione tra pubblico e privato. «Nell’energia, trasporti, telecomunicazioni e sviluppo urbano, ci sono molte opportunità di mettere insieme le forze tra pubblico e privato».