(VIDEO) Elveţienii au construit un nou baraj de hidrocentrală în faţa altui baraj vechi de 100 ani şi fisurat, într-o operaţiune fascinantă de inginerie civilă

Despre elveţieni de spune adeseori că sunt cei mai mari maeştri din Europa în inginerie civilă complexă, cu construcţii de tuneluri, poduri şi hidrocentrale în cele mai solicitante condiţii de relief. Iar această reputaţie se datorează celor peste 100 de ani în care asemenea construcţii uriaşe au loc în Elveţia, cu durabilitate admirabilă. Şi pentru că aceste construcţii există de atât de mult timp, unele din ele ajung acum la finalul duratei lor de viaţă, cum e cazul barajului Spitallamm, construit pe lacul Grimsel începând cu 1925 şi terminat în 1932. La un moment dat s-a descoperit o crăpătură verticală mare în baraj şi era clar că nu se va mai putea garanta rezistenţa foarte mult timp înainte. Marea întrebare e ce să se facă într-o asemenea situaţie — să se scurgă toată apa din lacul de acumulare, să se oprească hidrocentrala şi să se demoleze barajul vechi şi să se construiască barajul nou, după care lacul să fie umplut şi hidrocentrala repornită? Totul ar putea dura mulţi ani, timp în care electricitatea n-ar fi produsă, iar anii de pauză ar putea induce alte efecte tehnice la galerii, turbine, generatoare şi echipament electric. Inginerii elveţieni au considerat că e mult mai logic să se construiască un baraj nou în faţa celui vechi, păstrând hidrocentrala operaţională, fără a fi nevoie de demolarea barajului vechi.

Noi scriam despre acest proiect în derulare acum doi ani şi jumătate, iar astăzi el e deja finalizat şi acum cei care au participat la toată operaţiunea fascinantă de inginerie civilă îşi împărtăşesc experienţa. Şi proiectul este într-adevăr unic nu doar în Elveţia, ci şi în lume, o lucrare similară, dar de anvergură mai mică, fiind făcută acum câteva decenii în California.

Inginerii elveţieni de acum 100 de ani, cei care demaraseră proiectarea şi construcţia acestui baraj imens în 1925, au fost geniali încă de atunci, concepându-l în formă de arc. Barajul Spitallalm e unul din primele din lume de tip arcuit gravitaţional, unde forma de arc disipă energia spre extremităţi, iar forma lui face ca presiunea apei doar să-i fortifice poziţionarea, cu energia disipată spre versanţii munţilor, pe care-i foloseşte ca piloni. Ulterior acest tip de baraj a devenit foarte răspândit, însă pe atunci era o abordare de pionierat.

Iar tehnologia a funcţionat de minune, întrucât barajul de 114 meri înălţime a putut menţine până la 90 milioane de metri cubi de apă în decursul a aproape 100 ani, depăşindu-şi cu mult termenul său iniţial estimat de viaţă. Dar la începutul anilor 2010, inginerii elveţieni au descoperit că, din cauza metodelor de construcţie a barajului, folosite acum 100 de ani, peretele interior al barajului, împreună cu creasta, se detaşează de structura de susţinere în plan vertical. O fisură imensă apăruse pe plan vertical, între peretele aproape vertical interior şi între structura care-l ţine, de formă oarecum triunghiulară, dacă e privită în plan.

Foto: Cu roşu e marcată fisura descoperită în baraj

Forţa apei menţine acest perete relativ lipit, însă apa de după el, ce pătrunde în această crăpătură, accelerează degradarea structurii de bază. Elveţienii au analizat iniţial versiunea de a turna un soi de adeziv special în acea fisură imensă, fixând peretele. Au analizat şi opţiunea de a demola partea detaşată şi a o reconstruit cu materiale noi. Însă au constatat că dacă vor pune acest adeziv sau unul similar, sunt mari şanse să cauzeze o reacţie alcalină agregată în betonul structurii de bază, care va duce oricum la uzura lui accelerată. Aşa că în 2015 au decis că barajul trebuie înlocuit cu unul nou şi au început lucrările de proiectare, mai ales că observaseră şi sedimente adunate pe fundul lacului în apropiere de barajul vechi, care trebuiau curăţate.

Foto: Barajul vechi, fotografiat de sus înainte de startul lucrărilor

Aşa s-a ajuns la ideea construcţiei noului baraj, care are 113 metri înălţime, iar lungimea crestei sale e de 212 metri. Rezistenţa calculată e dublă faţă de cea a barajului vechi, iar durata de viaţă garantată e de 100 de ani! Dacă se va depăşi şi această durată în mod similar, atunci se poate ajunge la 150 ani şi mai mult.

Lucrările au demarat în 2019 şi au fost finalizate în partea lor esenţială în 2025, după care au urmat demontări ale macaralelor folosite şi echipamentelor suplimentare. Unele din cele mai experimentate companii şi echipe de ingineri din Elveţia şi-au adus contribuţia la acest proiect major Macaralele folosite, spre exemplu, au fost de la Liebherr, bineînţeles, or, compania producătoare de macarale îşi are sediul central în Elveţia şi e printre cele mai experimentate din lume.

Macaralele fixe au fost alese pentru a putea încăpea şi manevra în spaţiul relativ îngust între munţi, dar totodată pentru a avea lungimea necesară a braţului pentru a ridica blocurile uriaşe de beton pentru construcţie. Iar pentru asamblarea şi dezasamblarea acestora s-au folosit alte macarale mobile, precum LTM 1650-8.1.

Operaţiunea de construcţie a durat 6 ani nu pentru că ar fi fost lentă, ci pentru că, la altitudinea la care e situat barajul, există o fereastră foarte îngustă de condiţii meteo în care să se poată construi. De obicei lucrările pot începe în luna mai şi durează aproximativ până în septembrie-octombrie, deci doar circa 4-5 luni de construcţii efective pe an. Asta i-a făcut pe inginerii elveţieni să planifice lucrarea 24 ore in 24, 7 zile din 7, în limita acestor ferestre disponibile, pentru a putea face uz maxim de perioada prielnică.

Macaralele au muncit la unison aici, cu coordonări digitale şi cu plan exact de execuţie pentru fiecare tură. Elveţienii spun întotdeauna că planificarea minuţioasă e un semn al unei lucrări făcută profesionist şi doar aşa lucrurile devin productive şi eficiente.

Foto: Barajul nou, vizibil în aval (dreapta), în faţa celui vechi (stânga)

În 2025, când barajul nou a fost finalizat, s-a trecut la reducerea controlată a nivelului din lacul de acumulare. În mod normal, n-ar fi fost nevoie de asta, dar existau sedimentele de la fund, care trebuiau curăţate. Aşa că hidrocentrala a fost trecută într-un regim de producţie aproape continuu, golindu-se astfel lacul de acumulare până la un nivel care a permis curăţarea lui. Dar nici atunci hidrocentrala n-a fost oprită completă, ci doar numărul de ore funcţionale a fost ajustat.

După curăţare, au fost făcute găuri în barajul vechi, sub forma unor „geamuri” la diverse înălţimi, iar astfel când lacul a fost reumplut, barajul vechi nu a mai preluat o forţă mare asupra sa, întrucât şi spaţiu dintre el şi noul baraj a fost umplut cu apă, iar forţa a fost captată acum de barajul nou. Astfel, barajul vechi rămâne o construcţie inundată permeabilă, fără prea mare rol şi fără solicitări structurale majore asupra sa.

E firesc să ne întrebăm şi care e configuraţia hidrocentralei asigurată de acest baraj, iar aici lucrurile sunt mai complexe, întrucât rolul lui e multiplu. El acumulează şi apă proprie din împrejurimi, având o galerie cu o turbină de 32 MW, dar are şi rolul de lac de acumulare inferior pentru o centrală prin pompaj. Această hidrocentrală are denumirea de Grismel 2 şi consumă 392 MW din reţea în regim de pompare, livrând 388 MW în reţea în regim de turbinare. Iar acum mai e construit un lac de acumulare mai jos, iar astfel va mai apăra o hidrocentrală prin pompaj care va avea lacul de acumulare de două baraje drept bazin superior şi şi va mai putea livra 168 MW în sistem.

Acum, după ce au terminat lucrările la baraj, elveţienii spun că îşi doresc înălţarea barajului nou cu 23 metri, astfel încât el să poată creşte foarte mult în capacitatea de stocare a apei şi să permită stocarea a şi mai multă electricitate, mai ales dacă va funcţiona drept lac de acumulare mediu, uriaş între alte două lacuri mai mci, situate mai sus şi mai jos. Această idee de înălţare e acum în proces de aprobări şi birocraţie prin instituţiile elveţiene, dar inginerii au totul pregătit deja — toate blocurile de beton, inclusiv în partea superioară a barajului noi, sunt prevăzute să poată accepta înălţarea deasupra lor. Prin urmare, când se va obţine aprobarea, nu va trebui demolat nimic, ci se va construi deasupra.

Aşa arată probabil lucrurile proiectate să reziste peste 100 ani, când o generaţie de ingineri continuă munca celor ce operau la fel de inteligent 100 de ani în urmă şi pregătesc din start şi etapele următoare de înălţare peste 5 ani, de durabilitate pentru încă 100-150 de ani, cu instrucţiuni şi lucruri prevăzute pentru alte generaţii viitoare de ingineri, care vor veni atunci să muncească la extinderea duratei de viaţă a acestei hidrocentrale. Proiectele detaliate actuale şi sugestiile pentru inginerii de peste 100 de ani sunt arhivate cu grijă acum şi puse la păstrare.

Vezi mai jos şi un video publicat de curând de elveţienii de la Liebherr cu partea lor, de macarale, din acest proiect.