Casi di studio che utilizzano geoschiuma EPS per l'industria mineraria e l'energia

Jan 30, 2024

Caratteristiche | 1 agosto 2018 | Di: Sean O'Keefe

Le complessità dell’ambiente costruito sfidano continuamente i limiti dell’ingegneria e della costruzione. Per le aree costruite con infrastrutture con terreni soggetti a cedimenti o altre condizioni geologiche pericolose, è essenziale riunire un team di esperti per pianificare le sfide. Industrie come quella mineraria, del petrolio e del gas e i servizi pubblici devono spesso scavare la terra e la roccia per costruire tunnel, condotte e condutture (Figura 1). Nelle aree con condizioni geologiche instabili, questo lavoro diventa sempre più pericoloso, sia durante la costruzione che nell'uso quotidiano. Allo stesso modo, i costruttori di tutto il paese devono tenere conto dell’assestamento dei suoli, dell’erosione degli argini e degli ambienti umidi. Proprietari, costruttori e progettisti che affrontano queste sfide hanno spesso fatto affidamento sul geofoam.

Nel 2012 una società mineraria riservata voleva erigere un edificio di stoccaggio sopra una serie esistente di tunnel minerari nella catena rocciosa del Wasatch fuori Salina, Utah, 140 miglia (225 km) a sud di Salt Lake City. I tunnel, che erano in media 12 piedi (3,66 m) sotto il livello, venivano utilizzati per linee di cintura e camion che trasportavano attrezzature, persone e materiali dentro e fuori dalle miniere. Durante la progettazione, i calcoli strutturali hanno rivelato che i tunnel esistenti non avrebbero sostenuto il peso del nuovo edificio di stoccaggio.

"Le situazioni minerarie sono particolarmente critiche per molte ragioni", ha affermato Terry Meier, specialista in geoschiuma presso ACH Foam Technologies.

Meier ha collaborato con lo studio di ingegneria di progettazione per identificare la soluzione migliore per il progetto. Dopo aver esaminato i sistemi strutturali di micropali e travi di livello, il team ha stabilito che la soluzione più rapida e semplice sarebbe stata quella di costruire una base in geoschiuma di polistirene espanso (EPS) come piattaforma per il nuovo edificio sopra i tunnel (Figura 2).

"Abbiamo creato una barriera strutturale tra i tunnel e l'edificio", ha affermato Meier. La barriera era costituita da 28.000 piedi cubi (792,87 m3) di geoschiuma EPS installata a 8 piedi di profondità (2,44 m) e 80 piedi (24,38 m) di lunghezza in due strati. Una sezione profonda 1,83 m (6 piedi) e lunga 15,24 m (50 piedi) è stata impilata direttamente sopra il tunnel, seguita da una lastra di distribuzione del carico in cemento da 6 pollici (15 cm) per sostenere l'edificio di stoccaggio, in modo efficace eliminando gli impatti strutturali sui tunnel sottostanti.

Un progetto sulle montagne del Little Cottonwood Canyon, fuori Salt Lake City, nello Utah, ha presentato una sfida completamente diversa. Come la minaccia di collasso strutturale, i pericoli della caduta massi sono ben compresi nei lavori minerari in cui i tunnel entrano in una parete rocciosa a strapiombo o in una ripida scogliera. Nel caso del sito del Little Cottonwood Canyon, una volta costruita all'interno di una montagna di solido granito, l'ingresso della volta era di per sé vulnerabile alla caduta di rocce dall'alto.

"L'ingresso della volta si trova alla base di una grande parete rocciosa", ha detto Meier. "Anche una roccia larga pochi centimetri che cade e si schianta contro l'ingresso dell'edificio potrebbe provocare danni strutturali."

Meier ha collaborato con l'impresa edile per costruire una barriera protettiva in geoschiuma sopra l'ingresso. Insieme, hanno sviluppato uno spesso strato di protezione, spesso fino a 4,57 m (15 piedi) nelle aree con la più alta probabilità di caduta massi. Un materiale geogriglia è stato posizionato tra ciascuno strato di geoschiuma e coperto con uno strato di ghiaia da 15 cm (6 pollici) e uno strato di terreno da 30 cm (12 pollici). Questo cuscino in geoschiuma funziona insieme al tetto in cemento armato spesso 20 pollici (51 cm) dell'edificio per proteggere l'ingresso dall'impatto di un masso con un diametro di 36 pollici (91 cm) che cade da una distanza di 60 piedi (18,29 m) (Figura 3).

"Il nostro ruolo è aiutare ingegneri e costruttori a comprendere le proprietà della geoschiuma EPS e quindi ad affrontare le loro sfide specifiche", ha affermato Meier.

Proteggere una sporgenza dalla caduta di massi e un tunnel dal collasso strutturale sono due sfide di ingegneria mineraria molto diverse. La guida tecnica aiuta a garantire che gli ingegneri selezionino i gradi che soddisfano requisiti strutturali specifici e che i blocchi di geoschiuma siano configurati in modo efficiente per eliminare gli sprechi.