Modernizzazione della gru in spazi confinati

La fabbrica di cavi Voigt Seil- und Hebetechnik di Bad Düben è un partner certificato di STAHL CraneSystems e ha completamente sostituito il sistema di gru per l'apertura della paratia all'uscita inferiore della diga di Rappbode. Fu utilizzato un concetto sofisticato dal sistema modulare modulare CraneKit. La costruzione speciale doveva passare attraverso un stretto portello nella diga ed essere installata negli spazi più stretti all'interno della parete della diga.

I CraneKit di STAHL CraneSystems contengono tutti i componenti necessari per la costruzione di un sistema di gru: verricelli a fune metallica, verricelli, verricelli a catena, componenti di controllo e monitoraggio, convertitori di frequenza per i paranchi, azionamenti di marcia, portagru, accessori e molte opzioni, come telecomandi radio. A partire da questo sistema modulare è stata sviluppata una soluzione speciale, che potrebbe entrare in funzione nell'ottobre 2025 nella diga del bacino di Rappbode.

La diga più grande di natura impressionante

I Monti dell'Harz sono caratterizzati da vaste foreste, valli profonde, fiumi selvaggi e cascate - un'ampia area protetta in cui devono essere riuniti la gestione dell'acqua, la conservazione della natura e il turismo. Il Parco Naturale Harz/Sassonia-Anhalt è un esempio di come ciò possa essere realizzato. Qui si trova uno dei due più grandi bacini di acqua potabile della Germania.

Il Rappbode, come il suo affluente Hassel, è sbarrato dalla diga di Rappbode lunga 415 m. Il bacino ha una superficie di quasi quattro chilometri quadrati. Con i suoi circa 110 milioni di metri cubi d'acqua, è considerato il più grande bacino idrico dei Monti Harz in termini di volume. Con i suoi 106 m, la diga è la diga più alta della Germania e, con circa 47 milioni di metri cubi di acqua grezza all'anno, la più grande fonte di acqua potabile della Germania.

Gigantesca diga murata con tecnologia moderna

La diga, costruita nel 1959, è composta da 30 campate murari con una larghezza massima di 16 m, con cui le giunzioni del campo garantiscono un certo grado di mobilità e proteggono la struttura rigida molto grande dalle crepe il più possibile. All'estremità sud-est del muro della diga si trovano la casa valvola e verricello insieme all'attrezzatura operativa. Grazie alle sue caratteristiche strutturali particolari e all'unicità, il colosso strutturale ha ricevuto il titolo di "Monumento Storico dell'Ingegneria in Germania" dalla Camera Federale degli Ingegneri nel 2022.

Le dighe sono ora diventate un complesso sistema di gestione dell'acqua. La supervisione, la manutenzione e la manutenzione degli edifici rappresentano una sfida importante. L'operatore di un totale di 36 dighe è l'Operazione Dighe Sassonia-Anhalt (TSB) con sede a Blankenburg. È responsabile di garantire che l'equilibrio tra approvvigionamento idrico e protezione dalle inondazioni abbia successo ogni giorno.

L'intero sistema di dighe di Rappbode, composto da pre-dighe e bacini di ritenzione, dà un contributo significativo alla protezione dalle inondazioni nell'Harz orientale. Inoltre, una centrale elettrica integrata della diga fornisce elettricità ai villaggi circostanti. Senza capolavori tecnici, l'uso ottimale delle risorse in armonia con la natura sarebbe inconcepibile. Parte delle attrezzature tecniche proviene da STAHL CraneSystems, una società del Columbus McKinnon Group.

Produrre acqua potabile ed energia in armonia con la natura

Le gru installate nello spazio ristretto della parete della diga vengono utilizzate per aprire le paratie ai piedi della diga. Questa cosiddetta uscita inferiore si trova sul lato dell'acqua della parete della diga. In linea di principio, questa apertura chiudibile viene utilizzata per svuotare il contenuto del serbatoio al livello d'acqua più basso previsto per il normale funzionamento. Di solito, l'uscita inferiore è regolata con una valvola a chiocciola. Dopo aver attraversato lo scarico, l'acqua scorre in un bacino di raccolta per ridurre la velocità del flusso.

Prima che la gru possa aprire l'uscita inferiore, un robot subacqueo viene portato alla profondità appropriata per agganciare il gancio della gru all'occhiello della paratia. Lo sbocco inferiore è, come suggerisce il nome, l'impianto di estrazione d'acqua più profondo in una diga. Ecco perché la gru dipende dall'altezza di sollevamento e, a causa del carico d'acqua, anche dalla capacità di sollevamento. Ci sono due pozzi corrispondenti nella diga di Rappbode, anche se inizialmente solo uno fu modernizzato con una nuova gru di STAHL CraneSystems.

Modernizzazione sostituendo un sistema di gru che ha più di 65 anni

Lo svuotamento della diga non è particolarmente veloce, a volte ci vogliono settimane o addirittura mesi. Per questo motivo, la gru viene utilizzata solo occasionalmente per aprire la paratia durante l'anno – ma quando viene utilizzata, deve essere garantita la funzione della gru. La vecchia gru, assemblata nel 1960, era sufficientemente dimensionata con una lunghezza della fune di 96 m e una capacità di sollevamento di 16 t, ma aveva sempre più bisogno di manutenzione a causa di decenni di esercizio. Pertanto, una modernizzazione completa era prevista per il 2024.

La fabbrica di corde Voigt Seil- und Hebetechnik di Bad Düben è specializzata in cavi di filo e fibra, nonché in tutte le soluzioni relative alla tecnologia di corde e fermate. A causa delle numerose possibili applicazioni dei prodotti tecnologici per corde e sollevamento, quasi tutti i settori dell'economia sono tra i clienti, inclusa TSB. Voigt è particolarmente impegnata nella protezione dell'ambiente e nella sostenibilità. La fabbrica di corde ha già fornito servizio al cliente TSB in passato. Per questo motivo, il progetto di modernizzazione fu affidato anche a questo specialista per la tecnologia di corde e sollevamento.

Ridurre i costi di manutenzione e aumentare l'affidabilità operativa

Nel progetto, era fondamentale garantire la precedente capacità di sollevamento di 16 tonnellate con un'altezza di sollevamento aumentata di 100 m, poiché i 96 m originali non erano più sufficienti. La gru degli anni '60 presentava soprattutto svantaggi nei trasmissioni di gru e carrello, che erano ancora dotati di catene a bobina obsolete e fastidiose (trasmissione a catena). La nuova installazione del sistema a gru includeva anche la sostituzione di questi azionamenti manuali con moderni azionamenti elettrici da movimento. La nuova soluzione offre maggiore efficienza, affidabilità e velocità di viaggio, oltre a una manutenzione minima, maggiore comfort e massima sicurezza per l'utente.

A causa di difficoltà strutturali, la fabbrica di corde Voigt dovette trovare una soluzione che passasse attraverso un portello stretto e negli spazi ristretti. La distanza possibile tra la pista della gru e il bordo inferiore della lastra era molto ridotta, motivo per cui era necessario un prodotto su misura, che potesse essere progettato al meglio con il CraneKit di STAHL CraneSystems. Ciò significa che tali progetti possono essere pianificati in modo economico e realizzati rapidamente con uno sforzo gestibile. Un altro vantaggio è la sua flessibilità, che consente di adattare la soluzione rispettiva a requisiti specifici. STAHL CraneSystems produce tutti i componenti dei suoi CraneKit presso il suo stabilimento di Künzelsau.

Granano gemello con caratteristiche speciali

Una gru a doppia trave con piattaforma di manutenzione è ora utilizzata per l'applicazione nella diga di Rappbode. Il paranco proviene dalla gamma di verricari a fune STAHL AS 7. Gli utenti apprezzano il sistema modulare grazie ai suoi componenti testati sul campo e a bassa manutenzione.

Il paranco gemello con reeving 2/2-1 offre un'altezza massima di sollevamento di 102 m per capacità di sollevamento fino a 16 t. La guida della corda controrotante evita la migrazione dell'uncino e consente un posamento molto preciso di carichi pesanti. Il paranco si estende per una lunghezza di 12 m con un'apertura di 6,3 m per aprire la paratia dell'uscita inferiore e per occuparsi di ulteriori lavori di sollevamento. È montato su un telaio a corda superiore e richiede solo un'altezza bassa del soffitto – ideale per l'uso nella parete della diga del sistema di dighe Rappbode.

Essendo un paranco gemello, solo uno dei sollevatori ha una protezione contro il sovraccarico. Il carico viene misurato al braccio di coppia del cambio tramite un sensore di pressione collegato alla struttura di supporto. Ciò significa che le misurazioni del carico possono essere effettuate anche nell'intervallo parziale inferiore con un'alta accuratezza di ± 6% del carico nominale. Il multicontrollore SMC22 è utilizzato come unità di controllo. È montato direttamente sul paranco e registra in tempo reale i dati operativi più importanti. Con il suo controllo continuo del carico, può spegnere immediatamente il paranco in caso di sovraccarico.

La corsa e il ridico, così come i tamburi a fune con lunghezza adattata, sono tutti realizzati su misura. Inoltre, la carrucola cilindrica fissa YALE-VSIII è montata su entrambi i lati del carrello per scopi di manutenzione. I due verricelli a catena per la manutenzione hanno una capacità di carico di 500 kg e un'altezza di sollevamento di 4 m per soddisfare al meglio le esigenze tipiche di manutenzione e lavori ausiliari nel muro della diga. La soluzione speciale è integrata da un cilindro a gancio progettato per il funzionamento subacqueo.

Assemblaggio difficile in cantiere

Ogni CraneKit è preassemblato al momento della consegna e contiene tutta la documentazione e le istruzioni necessarie. Il sistema della gru è assemblato in loco secondo il principio plug-and-play facile da usare. Tuttavia, ci furono alcuni ostacoli da superare nell'implementazione della soluzione nella diga di Rappbode: a causa dello spazio limitato disponibile, lo smantellamento della vecchia gru e l'installazione della nuova gru all'interno della parete della diga furono particolarmente difficili.

I componenti della gru dovevano essere sollevati dalla strada con una gru montata su camion attraverso un portello stretto di 2 m x 4 m nel muro della diga. Questa è una vera sfida per componenti che a volte superano i 6 m a causa della campata. Era anche stretto sotto il portello. La distanza possibile tra la pista della gru e il bordo inferiore del soffitto era molto piccola. Pertanto, il progetto richiedeva un approccio abile all'assemblaggio del progetto speciale del ridico.

Nonostante le difficili circostanze, il progetto poté essere realizzato in poco tempo. La pianificazione, l'ordinazione e la produzione sono iniziate a luglio 2024, l'implementazione in loco a settembre 2025 e la messa in servizio è avvenuta nell'ottobre 2025. Ulteriori progetti tra STAHL CraneSystems e Voigt Seilerei sono già in fase di pianificazione.

Autore: Heike Metzger, Senior Specialist, Sales Enablement, STAHL CraneSystems GmbH, Künzelsau

Immagini e didascalie:

La diga di Rappbode è un "Monumento Storico dell'Ingegneria in Germania"

Con un'apertura di soli 2 m x 4 m, il portello è estremamente stretto, così come lo spazio per l'installazione

Gru a doppia trave con doppio ridico e controllo continuo del carico

Granacarros a fune metallica di STAHL CraneSystems per un'altezza massima di sollevamento di 102 m e capacità di carico fino a 16 t