Due robot idrodemolitori hanno completato la rimozione del calcestruzzo dai pilastri dell'arena in 30 giorni, mentre si stima che con il metodo tradizionale ci vorranno 8 mesi.
Immaginate di guidare attraverso il centro città senza accorgervi dell'espansione edilizia multimilionaria nelle vicinanze: niente traffico deviato e nessuna demolizione distruttiva degli edifici circostanti. Questa situazione è quasi inaudita nelle più grandi città degli Stati Uniti, in continua evoluzione e cambiamento, soprattutto per progetti di queste dimensioni. Tuttavia, questa transizione sottile e silenziosa è esattamente ciò che sta accadendo nel centro di Seattle, perché gli sviluppatori hanno adottato un metodo di costruzione diverso: l'espansione verso il basso.
Uno degli edifici più famosi di Seattle, la Climate Commitment Arena, è in fase di ristrutturazione e la sua superficie calpestabile più che raddoppierà. Originariamente chiamata Key Arena, la struttura sarà completamente ristrutturata e riaperta alla fine del 2021. Questo ambizioso progetto è iniziato ufficialmente nell'autunno del 2019 e da allora è stato teatro di metodi ingegneristici e di demolizione unici. L'appaltatore Redi Services ha svolto un ruolo chiave nel processo di trasformazione, portando sul sito queste attrezzature innovative.
L'espansione verso il basso dell'edificio evita il caos causato dalla tradizionale espansione orizzontale, che ridisegna la struttura urbana e demolisce gli edifici circostanti. Ma questo approccio unico non nasce da queste preoccupazioni. L'ispirazione nasce piuttosto dal desiderio e dalla missione di proteggere il tetto dell'edificio.
Progettato dall'architetto Paul Thiry per l'Esposizione Universale del 1962, il suo tetto spiovente, facilmente riconoscibile, ha ottenuto lo status di monumento storico perché originariamente utilizzato per eventi storici e culturali. La designazione di monumento storico richiede che qualsiasi modifica all'edificio mantenga gli elementi della struttura storica.
Poiché il processo di ristrutturazione viene eseguito sotto la lente d'ingrandimento, ogni aspetto del processo è stato sottoposto a un'ulteriore pianificazione e ispezione. L'espansione verso il basso, ovvero l'aumento dell'area da 34.000 metri quadrati a circa 75.000 metri quadrati, presenta diverse sfide logistiche. La squadra ha scavato altri 4,5 metri sotto l'attuale pavimento dell'arena e circa 18 metri sotto la strada. Nel portare a termine questa impresa, rimane ancora un piccolo problema: come sostenere i 20.000 metri di tetto.
Ingegneri e appaltatori, tra cui la MA Mortenson Co. e il subappaltatore Rhine Demolition, hanno elaborato un piano complesso. Rimuoveranno le colonne e i contrafforti esistenti e installeranno un sistema di supporto per sostenere i milioni di chili di tetto, per poi affidarsi al supporto per mesi prima di installare il nuovo sistema. Un'impresa che può sembrare ardua, ma grazie a un approccio ponderato e a un'esecuzione graduale, ci sono riusciti.
Il responsabile del progetto ha scelto di installare un sistema di supporto temporaneo per sostenere l'iconico tetto dell'arena, costato milioni di sterline, rimuovendo al contempo pilastri e contrafforti esistenti. Per mesi, si sono affidati a questi supporti per installare nuovi sistemi di supporto permanenti. Aquajet ha prima scavato e rimosso circa 600.000 metri cubi di terreno, secondo il codice. Il personale ha poi perforato il terreno per realizzare un nuovo supporto per le fondamenta. Questo sistema a 56 pilastri ha creato la sovrastruttura utilizzata per sostenere temporaneamente il tetto, in modo che l'appaltatore potesse scavare fino al livello necessario. Il passo successivo prevede la demolizione delle fondamenta originali in cemento.
Per un progetto di demolizione di queste dimensioni e configurazione, il tradizionale metodo del martello scalpellatore sembra illogico. Ci sono voluti diversi giorni per demolire manualmente ogni colonna e ci sono voluti 8 mesi per demolire tutte le 28 colonne, 4 colonne a V e un contrafforte.
Oltre alla demolizione tradizionale, che richiede molto tempo, questo metodo presenta un altro potenziale svantaggio. Lo smantellamento della struttura richiede un'estrema precisione. Poiché le fondamenta della struttura originale saranno utilizzate come fondamenta per i nuovi pilastri, gli ingegneri necessitano che una certa quantità di materiali strutturali (inclusi acciaio e calcestruzzo) rimanga intatta. La frantumazione del calcestruzzo potrebbe danneggiare le barre d'acciaio e rischiare di microfratture nel pilastro in calcestruzzo.
La precisione e le specifiche di alto livello richieste per questa ristrutturazione sono incompatibili con i metodi di demolizione tradizionali. Tuttavia, esiste un'opzione diversa, che prevede un processo che molti non conoscono.
Il subappaltatore Rheinland Demolition Company si è avvalso della collaborazione con Jetstream, esperto di impianti di nebulizzazione d'acqua di Houston, per trovare una soluzione precisa, efficiente ed efficace per la demolizione. Jetstream ha consigliato Redi Services, un'azienda di servizi di supporto industriale con sede a Lyman, nel Wyoming.
Fondata nel 2005, Redi Services conta 500 dipendenti e uffici e negozi in Colorado, Nevada, Utah, Idaho e Texas. I suoi servizi includono servizi di controllo e automazione, antincendio, scavi idraulici e servizi di aspirazione fluidi, sabbiatura idraulica, supporto e coordinamento per la rotazione degli impianti, gestione dei rifiuti, trasporto su camion, servizi per valvole di sicurezza, ecc. Fornisce inoltre servizi di costruzione meccanica e civile per migliorare le capacità di manutenzione continua.
Redi Services ha dimostrato la sua efficacia e ha introdotto il robot Aquajet Hydrodemolition nel sito della Climate Commitment Arena. Per garantire precisione ed efficienza, l'appaltatore ha utilizzato due robot Aqua Cutter 710V. Grazie alla testa di posizionamento 3D, l'operatore può raggiungere le aree orizzontali, verticali e sopraelevate.
"È la prima volta che lavoriamo sotto una struttura così pesante", ha dichiarato Cody Austin, responsabile regionale di Redi Services. "Grazie al nostro precedente progetto con il robot Aquajet, riteniamo che sia perfetto per questa demolizione."
Per garantire precisione ed efficienza, l'appaltatore ha utilizzato due robot Aquajet Aqua Cutter 710V per demolire circa 28 pilastri, quattro pilastri a V e un contrafforte in 30 giorni. Un'impresa impegnativa, ma non impossibile. Oltre all'imponente struttura sospesa in alto, la sfida più grande affrontata da tutti gli appaltatori in cantiere è stata il tempo.
"I tempi sono molto serrati", ha detto Austin. "Questo è un progetto molto frenetico e dobbiamo entrare sul posto, demolire il cemento e lasciare che gli altri dietro di noi completino il loro lavoro per portare a termine la ristrutturazione come previsto".
Poiché tutti lavorano nello stesso campo e cercano di completare parte del loro progetto, sono necessarie una pianificazione diligente e un'attenta orchestrazione per garantire che tutto proceda senza intoppi ed evitare incidenti. La nota impresa edile MA Mortenson Co. è pronta ad affrontare la sfida.
Durante la fase di progetto a cui ha partecipato Redi Services, ben 175 appaltatori e subappaltatori erano presenti contemporaneamente in cantiere. Data la presenza di un elevato numero di team al lavoro, è fondamentale che la pianificazione logistica tenga conto anche della sicurezza di tutto il personale coinvolto. L'appaltatore ha delimitato l'area riservata con nastro rosso e bandierine per garantire che le persone presenti in cantiere si trovassero a una distanza di sicurezza dal getto d'acqua ad alta pressione e dai detriti derivanti dalla rimozione del calcestruzzo.
Il robot Hydrodemolition utilizza l'acqua al posto della sabbia o dei tradizionali martelli pneumatici per fornire un metodo di rimozione del calcestruzzo più rapido e preciso. Il sistema di controllo consente all'operatore di controllare la profondità e la precisione del taglio, fattore fondamentale per lavori di precisione come questo. Il design esclusivo e l'assenza di vibrazioni dei coltelli Aqua consentono all'appaltatore di pulire a fondo le barre d'acciaio senza causare microfratture.
Oltre al robot stesso, Redi Services ha utilizzato anche una sezione aggiuntiva della torre per adattarsi all'altezza della colonna. Utilizza inoltre due pompe idrauliche ad alta pressione Hydroblast per fornire una pressione idrica di 20.000 psi a una velocità di 45 gpm. La pompa è posizionata a 15 metri dal lavoro, a 30 metri. Collegarle tramite tubi flessibili.
In totale, Redi Services ha demolito 250 metri cubi di struttura. Materiale conforme al codice, mantenendo intatte le barre d'acciaio. 3,8 cm. Le barre d'acciaio sono installate su più file, creando ulteriori ostacoli alla rimozione.
"A causa dei diversi strati di barre d'armatura, abbiamo dovuto tagliare da tutti e quattro i lati di ogni colonna", ha sottolineato Austin. "Ecco perché il robot Aquajet è la scelta ideale. Il robot può tagliare fino a 60 cm di spessore per passata, il che significa che possiamo completare da 1,8 a 2,7 metri di barre all'ora, a seconda della posizione delle barre."
I metodi di demolizione convenzionali producono detriti che devono essere gestiti. Con l'idrodemolizione, la bonifica prevede il trattamento dell'acqua e una minore pulizia fisica dei materiali. L'acqua di demolizione deve essere trattata prima di poter essere scaricata o rimessa in circolo tramite una pompa ad alta pressione. Redi Services ha scelto di installare due grandi autospurghi dotati di sistemi di filtraggio per contenere e filtrare l'acqua. L'acqua filtrata viene scaricata in sicurezza nella condotta di raccolta dell'acqua piovana a monte del cantiere.
Un vecchio contenitore è stato trasformato in uno scudo trilaterale, che è stato smontato per contenere l'acqua esplosiva e migliorare la sicurezza del cantiere. Il loro sistema di filtraggio utilizza una serie di serbatoi d'acqua e un sistema di monitoraggio del pH.
"Abbiamo sviluppato il nostro sistema di filtrazione perché lo avevamo già fatto in altri siti e conoscevamo il processo", sottolinea Austin. "Quando entrambi i robot erano in funzione, abbiamo trattato 160.000 litri d'acqua a ogni turno. Ci avvaliamo di una terza parte che monitora gli aspetti ambientali delle acque reflue, incluso il test del pH per garantirne lo smaltimento sicuro".
Redi Services ha incontrato pochi ostacoli e problemi nel progetto. Impiega un team di otto persone ogni giorno, con un operatore per ogni robot, un operatore per ogni pompa, uno per ogni autospurgo e un supervisore e un tecnico a supporto dei due "team" di robot.
La rimozione di ogni colonna richiede circa tre giorni. Gli operai hanno installato le attrezzature, hanno impiegato dalle 16 alle 20 ore per smantellare ogni struttura e poi hanno spostato le attrezzature alla colonna successiva.
"Rhine Demolition ha fornito un vecchio contenitore che è stato riutilizzato e tagliato in scudi trilaterali che sono stati poi smontati", ha detto Austin. "Usate un escavatore con il pollice per rimuovere la copertura protettiva e poi passate alla colonna successiva. Ogni operazione richiede circa un'ora, tra cui lo spostamento della copertura protettiva, il robot, l'installazione di un'autospurgo, la prevenzione delle fuoriuscite di plastica e lo spostamento dei tubi flessibili."
La ristrutturazione dello stadio ha attirato molti curiosi. Tuttavia, l'aspetto della demolizione idraulica del progetto ha attirato non solo l'attenzione dei passanti, ma anche quella degli altri lavoratori sul cantiere.
Uno dei motivi per cui abbiamo scelto la sabbiatura idraulica è lo spessore di 3,8 cm. Le barre d'acciaio vengono installate su più file. Questo metodo consente a Redi Services di pulire a fondo le barre d'acciaio senza causare microfessure nel calcestruzzo. "Molte persone sono rimaste colpite da Aquajet, soprattutto il primo giorno", ha detto Austin. "Abbiamo mandato una dozzina di ingegneri e ispettori a vedere cosa fosse successo. Sono rimasti tutti sbalorditi dalla capacità del [robot Aquajet] di rimuovere le barre d'acciaio e dalla profondità di penetrazione dell'acqua nel calcestruzzo. In generale, tutti sono rimasti colpiti, e anche noi... È stato un lavoro perfetto."
La demolizione idraulica è solo un aspetto di questo progetto di espansione su larga scala. L'arena della promessa climatica rimane un luogo dove sperimentare metodi e attrezzature creativi, innovativi ed efficienti. Dopo aver rimosso i pilastri di sostegno originali, il personale ha ricollegato il tetto alle colonne di sostegno permanenti. Hanno utilizzato strutture in acciaio e cemento per formare l'area interna dei posti a sedere e continuano ad aggiungere dettagli che ne suggeriscono il completamento.
Il 29 gennaio 2021, dopo essere stata dipinta e firmata dagli operai edili, dalla Climate Promise Arena e dai membri dei Seattle Krakens, l'ultima trave d'acciaio è stata sollevata e posta in posizione durante una tradizionale cerimonia di posa del tetto.
Arielle Windham è una scrittrice nel settore delle costruzioni e delle demolizioni. Foto per gentile concessione di Aquajet.
Data di pubblicazione: 06/09/2021