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La centrale idroelettrica di Hatta è uno degli interventi più ambiziosi degli Emirati Arabi Uniti nel campo delle energie rinnovabili. Si tratta della prima centrale idroelettrica a pompaggio (pumped storage hydro power plant) della regione ed è circondata dalle montagne dell’Hajar, a 4 km dalla città di Hatta e a circa 140 km da Dubai. Dalle sfide costruttive imposte dalla complessa geologia del sito all’impiego di materiali specifici come il calcestruzzo compattato a rullo, il progetto di Hatta offre un esempio emblematico di come l’ingegneria possa adattarsi a condizioni ambientali estreme per produrre energia pulita su larga scala. L’impianto, sviluppato dalla DEWA (Dubai Electricity & Water Authority), si inserisce inoltre nel quadro della Dubai Clean Energy Strategy 2050: piano strategico con cui l’emirato mira a coprire il 100% del fabbisogno elettrico della città di Dubai con fonti rinnovabili entro il 2050.
Come funziona la centrale idroelettrica
La centrale idroelettrica di Hatta si distingue per una modalità di funzionamento davvero particolare e, dal punto di vista ingegneristico, di grande interesse. Il progetto non si basa su una singola diga, ma su un sistema articolato composto, sostanzialmente, da tre elementi principali. Il primo è il bacino superiore, collocato in cima alla montagna e contenuto da due dighe, alte rispettivamente 72 e 36 metri. Il secondo è il bacino inferiore, che sfrutta la diga di Hatta già esistente in loco, opportunamente ammodernata e ristrutturata per rispondere alle nuove esigenze dell’impianto. Il terzo è il cuore della centrale idroelettrica, collocato nel sottosuolo: un sistema di turbine che, sfruttando il movimento ciclico dell’acqua verso il basso e verso l’alto, tipico degli impianti a pompaggio, consente la produzione di energia elettrica.
L'impianto realizzato nel sottosuolo con turbine Francis
L’impianto è stato realizzato nel sottosuolo, a circa 60 metri di profondità, anche in risposta alle elevatissime temperature estive. Le turbine trovano così alloggiamento all’interno di un grande pozzo cilindrico, del diametro di 35 metri e profondo 70 metri. Non si tratta inoltre di turbine convenzionali, ma di turbine Francis dotate di motori-generatori asincroni a doppia alimentazione. Questa tecnologia consente di modulare la velocità di rotazione, il che è particolarmente utile quando il livello dell’acqua varia (condizione tutt’altro che rara in un contesto naturale come quello della regione). Nel suo complesso, la centrale idroelettrica di Hatta sarà in grado di produrre fino a 250 MW di energia pulita: una potenza sufficiente, per avere un termine di paragone, ad alimentare contemporaneamente circa 250.000 abitazioni.
La costruzione del tunnel sotterraneo
Dal punto di vista ingegneristico, la realizzazione di questo complesso sistema di dighe ha rappresentato per gli ingegneri una sfida di notevole entità. Una delle criticità principali ha riguardato la costruzione del tunnel sotterraneo necessario allo spostamento dell’acqua da un bacino all'altro. La straordinaria durezza della roccia delle montagne dell’Hajar ha imposto il ricorso alla tecnica del drill & blast, basata su perforazioni e sull’impiego controllato di esplosivi per avanzare all’interno della massa rocciosa. Il tunnel, lungo 1,2 km e con una larghezza di 7 metri, è stato rivestito nei primi 320 metri con acciaio ad alta resistenza, così da sopportare le elevate sollecitazioni generate dalla caduta dell’acqua, che avviene da un dislivello prossimo ai 180 metri.
L'impiego del calcestruzzo compattato a rullo
Uno dei materiali più utilizzati nella realizzazione delle dighe è il calcestruzzo compattato a rullo. Il suo impiego segue un processo relativamente semplice ma altamente efficace: il calcestruzzo non viene gettato in un’unica soluzione all’interno delle casseforme, bensì steso per strati successivi e poi compattato mediante l’uso di rulli compressori. Questa tecnologia consente di ottenere strutture estremamente resistenti e stabili, una caratteristica fondamentale per permettere alle dighe di sopportare in modo ottimale i carichi elevatissimi generati dai milioni di metri cubi d’acqua che sono chiamate a contenere.
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