Curs Demolare Cladiri-Gheorghe Croitoru [PDF]

Zitiervorschau

METODE MODERNE DE DEMOLARE A CLĂDIRILOR ȘI UTILIZAREA DEȘEURILOR REZULTATE Ca urmare a restructurărilor din economie, multe dintre fostele întreprinderi de stat, actualmente societăți comerciale, dețin clădiri şi hale din structuri de beton armat sau metalice, turnuri, pasarele, rezervoare, construcții civile, utilaje şi instalații aferente (termotehnice, hidrotehnice şi electrice), care trebuie dezafectate, nemaiputând servi scopurilor inițiale. În alegerea metodei de demolare care va fi utilizată trebuie să se țină cont nu numai de partea tehnică a lucrării, ci şi de posibilitățile de reciclare a materialului din demolări şi de consecințele afectării mediului. Materialele din demolări sunt cu atât mai valoroase cu cât sunt separate: o demolare mai selectivă implică obținerea unui produs secundar de valoare mai ridicată. În plus, metoda de demolare aleasă trebuie să fie un instrument eficient pentru îmbunătățirea calității deșeurilor în vederea creșterii cantității fracției reciclabile. Prin demolare corespunzătoare se dezvoltă posibilitatea de a controla compoziția deșeurilor la locul de generare, astfel încât la instalația de tratare ajunge un material efectiv inert şi fără substanțe care să îngreuneze procesul de recuperare. Demolarea construcțiilor se face în baza unui proiect, după analiza factorilor legați de cost, asigurarea protecției clădirilor învecinate, timp de lucru cât mai redus şi realizarea unei fragmentări impuse. Metoda aleasă trebuie să fie compatibilă cu: - amplasamentul clădirii; - natura solului; - forma exterioară şi interioară a clădirii; - capacitatea portantă; - posibilitățile de reciclare a materialului din demolări posibilele efecte asupra mediului. Înainte de începerea lucrărilor de dezafectare trebuie îndeplinite următoarele acțiuni: - întreruperea tuturor legăturilor cu sursele exterioare de alimentare cu apă, gaze, energie electrică, termoficare, telefon, canalizare; - interzicerea accesului persoanelor neautorizate în zona lucrărilor prin împrejmuirea acestora; - asigurarea iluminatului artificial corespunzător şi semnalarea zonelor cu risc de accidentare; - stabilirea tehnologiilor adecvate de execuție a demolării. Lucrările de demolare se efectuează în următoare ordine: - întreruperea utilităților: gazul, apa, energia electrică; - scoaterea ușilor şi a ferestrelor; - decopertarea acoperișului;

1

- demontarea pereților conform unui plan din care reiese care pereți trebuie să se dărâme primii şi până la ce înălțime, în vederea împiedicării apariției unor accidente de muncă sau degradării vecinătăților; - sortarea materialelor; - asigurarea valorificării resurselor; - eliminarea reziduurilor; - recepția lucrărilor rezultate. Metodele de demolare cunoscute sunt: - tehnologii de demolare manuale - mijloace manuale şi cu utilaje nespecifice; - tehnologii de demolare mecanizate - cu utilaje specifice demolării; - tehnologie de demolare cu jet de apă sub presiune; - tehnologie de demolare mecanică prin explozii şi implozii controlate. Tehnologia de demolare manuală tradițională constă în principal în montarea – demontarea şi mutarea jgheaburilor de evacuare a deșeurilor şi a schelelor, executarea lucrărilor propriu zise de demolare şi desfacere cu unelte specifice, manipularea materialelor rezultate, sortarea şi stivuirea acestora. Tehnologia de demolare mecanizată implică folosirea unor utilaje şi tehnologii specifice: clește hidraulic, macara-bilă, schele mobile, hidraulice etc. Demolarea este dărâmarea mecanică a unor clădiri sau alte tipuri de structuri. Termenul este diferit de cel de deconstrucție, care implică „demontarea” clădirii respective, cu grija de a păstra anumite elemente și materiale pentru a fi reutilizate. În cazul clădirilor mici, cum ar fi casele cu maximum trei etaje, demolarea este un proces destul de simplu, clădirile fiind „date jos” fie manual, fie mecanic, prin intermediul unor echipamente hidraulice, cum ar fi platforme de lucru la înălțime, macarale, excavatoare sau buldozere. Clădirile de dimensiuni mai mari pot necesita intervenția unei bile de demolare – o greutate mare suspendata de un cablu, care este balansată pentru a lovi partea laterală a clădirii respective. Acest tip de bile sunt eficiente mai ales în cazul clădirilor zidite din cărămidă, dar nu sunt ușor de controlat si, de multe ori, insuficient de eficiente. Metodele mai noi pot folosi utilaje hidraulice rotative de tăiere sau echipamente de spart piatră (picoane) atașate la excavatoare. Cea mai înaltă clădire demolată prin metode ne-teroriste, deci cu intenția de a face loc altor proiecte, a fost, clădirea Singer din New York, cu 47 de etaje, care a fost construita în 1908 și demolata în 1967-1968, pentru a fi înlocuită de One Liberty Plaza.

2

Clădirea Singer din New York, cu 47 de etaje

Clădirea One Liberty Plaza

Înainte ca demolarea propriu-zisă să poată începe, sunt mulți pași ce trebuie urmați, printre care se numără înlăturarea azbestului și a materialelor periculoase sau refolosibile, obținerea permiselor necesare și trimiterea notificărilor, deconectarea utilităților, exterminarea eventualilor dăunători (șoareci, gândaci) și dezvoltarea unor planuri specifice de securitate și lucru. Pentru „răsturnarea” unei clădiri cu unul sau două etaje, pot fi utilizate excavatoare hidraulice pentru „subminarea” acestora, strategia fiind controlul modului și direcției în care clădirea respectivă se va prăbuși. Managerul sau coordonatorul de proiect trebuie să determine unde anume trebuie intervenit cu utilajele pentru ca totul să decurgă în maniera dorită.

Foarfeci hidraulici utilizați la demolarea clădirilor

Zidurile de obicei sunt subminate la baza clădirii, dar există și alte posibilități, în cazul în care designul clădirii o cere. De asemenea, trebuie luate în calcul și considerente legate de siguranța și de cum anume va fi curățat locul. Sunt folosiți berbeci pentru demolarea elementelor din beton și foarfeci hidraulici pentru armătura metalică structurală. 3

Foarfecă hidraulică, unul din utilajele cu care se realizează demolarea mecanizată.

În anumite cazuri, este folosită o macara cu bilă pentru demolarea structurii până la o înălțime convenabilă, dar aceste tipuri de demolări se folosesc din ce în ce mai rar, din cauza riscurilor implicate.

Macara cu bilă pentru demolarea structurilor

În ultimul timp, sunt utilizate mai des excavatoare de demolare cu raza mare de acțiune, în situațiile în care nu este posibilă demolarea prin explozie. Pentru structurile din beton, sunt utilizate ciocane hidraulice și alte tipuri de atașamente pentru mărunțirea bucăților de beton până la dimensiuni ce permit îndepărtarea lor.

4

Ciocane hidraulice și alte tipuri de atașamente

Pentru controlul prafului, sunt folosite furtune de stingere incendii, pentru a uda clădirea și rămășitele acesteia. Se mai pot folosi, de asemenea, încărcătoare sau buldozere, atât pentru demolarea propriu-zisă, cât și pentru încărcarea reziduurilor, molozului etc, pentru eliberarea locului. În Franța, este folosită tehnica denumita Verinage, prin intermediul căreia se slăbește rezistența suporților centrali, pentru a provoca prăbușirea părții superioare a clădirii către partea de jos, în mod simetric și rapid. Succesul activității de recuperare şi reciclare a materialului din demolări este garantat dacă: - toate produsele demontate din demolări sunt depozitate separat în vederea reciclării; - orice impact asupra mediului este redus la maxim; - mișcarea echipamentelor şi vehiculelor este efectuată cu mare atenție pentru a evita orice deteriorare a mediului înconjurător. Demolarea selectivă implică însă costuri suplimentare, comparativ cu tehnologiile de demolare tradiționale, estimate la circa 10% - 20%. Experiența ţărilor europene a demonstrat că demolarea selectivă reprezintă metoda cea mai eficace de urmat, şi implică separarea şi apoi stocarea materialelor. Tehnologia de demolare cu jet de apă sub presiune se bazează pe un sistem de pulverizare a apei, reglabil, în funcție de necesitatea lucrării, la o presiune cuprinsa între 100 și 2500 bar. Aceasta tehnologie prezintă următoarele avantaje: - folosește o gamă diversificată de unelte și accesorii; - vibrații și sunete minime; - îndepărtarea impurităților și a depunerilor într-un mod foarte sensibil, fără a dăuna materialelor de bază; - nu influențează proprietățile mecanice și structurale ale suprafețelor supuse demolării; - se evită folosirea de aditivi chimici sau abrazivi; - curățarea și decontaminarea sunt de bună calitate.

5

Echipamentele și uneltele de curățare cu jet de apă de înaltă presiune sunt folosite cu succes în toate activitățile din domeniul construcției: pregătirea solului și a fundației, proiecte de reconstrucții, demolare și reciclare. Deconstrucția sau demontarea Deconstrucția (cunoscută sub numele de „demontarea clădirilor“), are ca scop minimizarea materialelor care se distrug și se aruncă pur și simplu. Demontarea este un nou termen pentru a descrie un proces comun: extragerea selectiva a materialelor de construcție din clădire înainte de a fi distruse. Această metodă implică înlăturarea materialelor pe categorii și sortarea lor pentru reutilizare sau reciclare. Cu o planificare riguroasă, această abordare poate rezultă în anumite cazuri întro reducere a materialelor aruncate de până la 90% și a emisiilor de CO2 în mod substanțial. De asemenea, „crusher-ele” care pot lucra la fața locului pot transforma reziduurile de beton în agregate pentru stabilizarea solului sau pentru amestecuri de ciment. Demontarea salvează nu numai componentele cele mai la îndemâna, dar, de asemenea, se extrag materiale adiționale cum ar fi: parchetul, scările de lemn, balustradele, stâlpii de susținere, cablurile, cărămizile etc. Odată demontate, materialele au o altă valoare deoarece condiția lor este mult mai bună. Prețul lor crește, luând un preț bun pe piața fierului vechi în timp ce prețul procesului de casare scade vizibil. Metoda este una relativ simplă și implică spargerea pereților, dar nu și distrugerea lor. Astfel, se salvează în jur de 30% din totalul materialului utilizat, iar posibilitatea reutilizării acestuia este o realitate. De asemenea, dat fiind faptul că unele componente au fost demontate cu grijă, acestea pot fi reutilizate în procesul de construcție al unei alte construcții. Mâna de lucru este de găsit mult mai rapid pentru că nu necesita cunoștințe avansate în manevrarea unor aparate performante și nici experiență precedentă. Procesul de demontare poate fi de multe ori inclus în procesul de demolare. Demolarea controlată presupune: - îndepărtarea şi eliminarea materialelor şi componentelor periculoase (ex: materiale cu conținut de azbest, întrerupătoare cu conținut de PCB etc.) conform prevederilor prevăzute de normele specifice. Astfel se asigură protecția muncitorilor de pe șantier prin evitarea manipulării în mod impropriu a componentelor periculoase şi este împiedicată poluarea mediului; Selectarea şi demontarea componentelor reutilizabile (de exemplu, cărămizi, ţigle, grinzi, elemente feroase, tocuri de uşi şi ferestre, uşi şi ferestre etc.). În cazul în care nu sunt 6

deteriorate pot fi reutilizate ca atare, în caz contrar pot fi supuse proceselor de remediere şi tratare (curățire, verificarea funcționării, reparare, vopsire) pentru a le adapta noii utilizări; Recuperarea materialelor reciclabile (de exemplu, moloz de cărămizi şi beton, lemn, gips-carton etc). Aceste materiale pot fi reciclate după o tratate preliminară, în mod adecvat şi sunt utilizate pentru a produce materiale noi, cu funcții şi utilizări chiar diferite de cele originale; Eliminarea deșeurilor nereciclabile (ansamblul de materiale care rămâne după selectare şi nu se mai pot valorifica). Aceste materiale vor fi trimise la eliminare. Demolarea mecanică prin explozii controlate - este mai sigură decât demolarea clasică, mecanică, mai ales atunci când este vorba despre construcții industriale. Aceasta se împarte în două tipuri: - explozie cu aruncarea materialelor în exterior; - implozie cu acumularea materialelor în interior. Ideea de bază în demolarea explozivă este destul de simplă: dacă scoateți structura de susținere a unei clădiri la un anumit punct, secțiunea clădirii care se află deasupra structurii de susținere va pica. Dacă această secțiune superioară este suficient de mare, va afecta şi partea de jos a clădirii, cauzând pagube semnificative. Explozibilii sunt doar factorii de declanșare pentru demolare. Forța de gravitate aduce clădirea jos. Metoda demolării clădirilor prin explozie controlată este foarte des folosită, datorită avantajelor evidente pe care le prezintă. Dintre avantajele majore ale demolării clădirilor cu ajutorul explozivilor putem menționa: - consumul redus de timp și forță de muncă; - cheltuieli reduse (aproximativ 5% din costul demolării prin metode clasice); - valorificarea mai bună a materialelor rezultate din demolare; - grad ridicat de securitate. În cazul aplicării acestei metode de demolare, apar şi unele probleme, care pot fi rezolvate, legate de protejarea seismică a clădirilor învecinate, continuitatea traficului imediat după împuşcare şi de menţinere în funcțiune a procesului de producție pe timpul demolării. Concepția generală ce stă la baza demolării prin explozii controlate se stabileşte în urma analizei factorilor legaţi de preţul de cost, asigurarea protecţiei clădirilor învecinate, timp redus de lucru şi realizarea unei fragmentări impuse. Metoda aleasă trebuie să fie compatibilă cu ampla-samentul clădirii, natura solului, forma exterioară şi interioară a clădirii, capacitatea portantă şi materialele explozive ce se folosesc. Practica a demonstrat că explozivii militari pot fi folosiți cu succes la demolarea prin explozie controlată a clădirilor. Pe plan mondial sunt consacrate două metode de demolare a clădirilor prin explozie controlată: metoda blocurilor mari şi metoda blocurilor mici. 7

- metoda blocurilor mari - presupune distrugerea capacitații portante a clădirii, fără a face o împărțire în trepte a acesteia.

Metoda blocurilor mari

- metoda blocurilor mici - presupune folosirea unor trepte de întârziere.

Metoda blocurilor mici

Implozia Clădirile mari, coșurile înalte, turnurile sau alte tipuri de structuri pot fi distruse prin implozie, cu ajutorul explozibilor. Este o metodă foarte rapidă – prăbușirea în sine durează câteva secunde – un expert având grijă ca această clădire să se prăbușească pe propria amprentă, pentru a nu avaria structurile învecinate, fapt care este esențial pentru structurile înalte din zonele urbane. Orice eroare poate avea rezultate catastrofale și unele dintre demolări au eșuat, avariind serios structurile învecinate. Unul dintre cele mai mari pericole provine de la bucățile de construcție care zboară în toate direcțiile și care pot chiar și să omoare persoanele care privesc, dacă nu sunt controlate cum trebuie. Și mai periculoasă este eșuarea parțială a unei încercări de 8

implozie. Când o clădire nu se prăbușește complet, structura devine instabilă, înclinându-se la un unghi primejdios și fiind plină de explozivi încă nedetonați, dar armați, ceea ce face apropierea muncitorilor foarte dificilă. Un alt pericol provine de la presiunea exercitată în timpul imploziei. Când cerul este senin, unda de șoc, cea de energie și cea sonoră merg în sus și se dispersează, dar dacă plafonul de nori este jos, unda de șoc poate merge orizontal sau diagonal, spărgând geamuri sau cauzând alte daune clădirilor din jur. Deși implozia controlată este metoda la care se gândește în general publicul atunci când este vorba despre demolări, datorită spectaculozității sale, poate fi periculoasă și trebuie folosită ca ultima soluție, atunci când alte metode nu pot fi aplicate sau ar deveni prea costisitoare. În scopul de a demola o clădire în condiții de siguranță, trebuie avute în vedere mai multe aspecte. Primul pas este de a examina planurile arhitecturale ale clădirii, dacă acestea există, pentru a determina modul în care clădirea a fost construită. Apoi, echipajul care se ocupa de demolare trebuie să inspecteze clădirea (de mai multe ori) şi să noteze aspecte legate de structura de sprijin pe fiecare etaj. După ce au adunat toate datele brute este necesară întocmirea unui plan de atac. Se fac desene şi schițe, având în vedere experiențele trecute, cu clădiri similare şi se iau decizii în legătură cu explozibilul folosit, poziționarea sa în clădire și la modul de cronometrare a detonărilor. În unele cazuri, se folosesc programe 3-D a structurii, astfel încât echipajul poate testa detonarea mai întâi în lumea virtuală. Principala provocare în demolarea unei clădiri este controlul modului în care se vor încadra ruinele. În mod ideal, clădirea ar trebui să fie poziționată într-o zonă deschisă. Însă, de regulă, este nevoie de echipaj suplimentar de sporire a siguranței, cabluri de oțel, spre exemplu, pentru sprijinirea coloanelor din clădire, astfel încât să poată fi dirijat modul în care se năruie, fără a aduce pagube construcțiilor aferente. Pentru pregătirea unei clădiri pentru implozie este necesar de elaborat un proiect în baza căruia se efectuează lucrări care durează săptămâni sau chiar luni. Mai întâi sunt îndepărtate toate elementele de valoare, cum ar fi cablurile de cupru, apoi alte materiale, elementele de sticlă care pot fi periculoase și materialele de izolare, care se pot împrăștia peste tot. Sunt îndepărtați și pereții care nu fac parte din structura de rezistență. Se creează spărturi pentru explozibili în coloanele de rezistență și podelele selectate, apoi se plasează explozibilii, cum ar fi nitroglicerina, TNT sau C4. Coloanele mai mici și pereții sunt înfășurați în cordoane de detonare, iar scopul este de a folosi cât mai puțin explozibil cu putință. Zonele unde este plasat explozibilul sunt acoperite cu materiale geotextile groase și sisteme de împrejmuire, pentru a opri reziduurile care zboară în toate părțile la detonare. Iar curățenia de după implozie consumă mult mai mult timp decât demolarea propriu-zisă. 9

Explozibilul trebuie amplasat astfel încât fiecare etaj să cadă spre centrul clădirii. Când explozivii sunt detonați în ordinea corectă, toată cantitatea de moloz este colectată în centrul clădirii. O altă opțiune este de a detona coloanele de la centrul clădirii înainte de alte coloane, astfel încât celelalte părți ale clădirii să cadă în interior. În general vorbind, echipajul de detonare se va axa mai întâi pe distrugerea stâlpilor de susținere de la etajele inferioare mai întâi și apoi de la cele superioare. La o clădire de 20 etaje, de exemplu, prima dată vor fi detonate coloanele de susţinere de pe primul și al doilea etaj, precum și de la etajele 12 și 15. Criteriile principale, care impun soluția demolării cu explozii, sunt date de preţul de cost al acesteia şi de protecție ce trebuie asigurată clădirilor învecinate. În vederea stabilirii prețului de cost al metodei, se vor face calcule preliminare privind: - cantitatea de exploziv folosită şi modul de distribuție a acesteia; - modul de realizare a inițierii; - principalele măsuri de siguranță. În urma calculelor preliminare, se va trece la calculul efectelor pe care le poate avea explozia asupra construcțiilor vecine. Aceste calcule se referă la unda seismică şi la unda de şoc aeriană. În calculul undei de şoc se ţine cont de viteza oscilațiilor ce se transmit prin sol, precum şi de amplitudinea acestora. Pentru evaluarea efectului seismic al exploziilor este necesară înregistrarea undelor ce se transmit prin sol şi compararea rezultatelor acesteia cu limitele maxime, admisibile pentru fiecare criteriu sigur de deteriorare. Materialele de protecţie, care se folosesc pentru sporirea gradului de securitate faţă de acţiunea bucăţilor şi schijelor, sunt de două tipuri: - material greu – utilizat pentru evitarea proiectării fragmentelor mari de rocă, de tipul ecranelor de cauciuc, ecrane cu inel din fier sau reţea de lanţuri grele; - material uşor – utilizat pentru evitarea proiectării fragmentelor cu masă mică şi viteză mare sau care provin din zonele sistemului de aprindere care pot fi: - ecrane din pâslă industrială; - împletitură din sârmă; - ecrane din pânză. Cele două tipuri de materiale se utilizează frecvent împreună. La demolarea unei clădiri se folosesc, de asemenea, materiale de protecție moderne, obligatorii în astfel de operațiuni: plase de sârmă sau din materiale sintetice, foarte elastice, cu ochiuri mici, covoare de cauciuc, plase antipraf, care nu permit ca fragmentele din clădire să fie împrăștiate. 10

Demolarea construcțiilor prin explozii controlate este un proces complex ce cuprinde mai multe etape: - analiza situației actuale a construcției; - relevee ale construcției pentru evidențierea elementelor de rezistență ale structurii; - elaborarea proiectului de demolare; - executarea lucrărilor de perforare; - demolarea controlata prin explozii dirijate; - executarea lucrărilor de mărunțire cu ajutorul mijloacelor mecanice sau prin împușcări secundare; - evacuarea materialului rezultat din demolare. În cazul exploziilor controlate, problemele care apar sunt legate şi de efectul toxic al gazelor degajate pe timpul exploziei. Gazele degajate prin contactul cu precipitațiile din atmosferă produc modificări asupra compoziției apei şi a solului, crescând capacitatea toxică a acestora. Procesul de descompunere este o reacție chimică în urma căreia explozivii, ca substanțe constituite din molecule cu structură complexă, trec în mai multe substanțe cu structură mai simplă. Aportul poluării atmosferei la modificarea fizico-chimică a apei are loc prin depunerea uscată şi umedă. Prin depuneri umede (precipitații), poluanţii prezenţi în atmosferă sunt depuși la suprafața apei. Consecința este creșterea pH-ului, a conductibilității, încărcarea cu sulfați, nitrați, cloruri, metale grele. Efectul se resimte mai ales în apele de suprafaţă, unde sunt afectate şi flora şi fauna. Pulberile contribuie la creșterea opacității apei şi încărcarea acesteia cu substanţe toxice. Prin depunerea uscată sau umedă a substanţelor toxice pe sol au loc următoarele modificări: - creste aciditatea solului; - procesele de regenerare ale solului şi compoziția sunt modificate. În concluzie, utilizarea explozivilor pentru demolarea clădirilor prin explozie controlată prezinta avantaje și dezavantaje. Dintre avantaje putem aminti: - gradul ridicat de securitate; - consumul redus de timp și forță de muncă; - cheltuieli scăzute; - valorificarea mai bună a materialelor rezultate în urma demolării. Dezavantajele sunt legate de afectarea factorilor de mediu și a biodiversității, în majoritatea cazurilor daunele aduse ecosistemelor fiind ireversibile.

11

ERO – robot pentru prelucrarea betonului Demolarea construcțiilor este o afacere "murdară". Pentru a efectua o astfel de activitate se presupune operarea cu o tehnică grea, care duce la apariția norilor de praf. În aceste cazuri de fiecare dată apar grămezi mari de materiale trimise direct la groapa de gunoi. Utilajele grele folosite la demolarea construcțiilor consumă cantități mari de energie pentru a sparge zidurile de beton în bucăți mici. Să nu uităm că astfel de lucrări trebuie să fie însoțite de pulverizarea cantităților mari de apă pe structurile de beton, pentru a preveni răspândirea prafului. Odată ce munca este făcută, zidurile zdrobite sunt transportate la uzina de procesare, unde toate particulele inutile sunt separate manual. Concasorii puternici strivesc betonul și metalul și le pregătesc pentru refolosire. Pentru a schimba starea actuală de lucruri în acest domeniu, un student de la Universitatea din Umea (Suedia), a proiectat un robot Ero Concrete Recycling Robot, care reciclează betonul cu ajutorul unei tehnologii cu un consum redus de energie, separându-l de armatură și de alte resturi direct pe locul de demolare a structurii. Noul robot depășește cu mult sistemul din generația anterioară. El poate desface în mod eficient structurile de beton fără deșeuri și praf. Inginerul instalează mașina în clădire și ea scanează spațiul din jur, identificând mecanismului optim pentru demontare. Robotul poate fi comutat între regimuri de distrugere și demontare a pereților, demolând încet clădirea - pas cu pas.

Demolarea construcției din beton armat cu ajutorul robotului

Sistemul folosește un jet de apă sub presiune pentru a sparge suprafața de beton şi a separa toate resturile inutile. Acest lucru ne permite să pregătim mai bine materialele de construcție pentru reutilizare ca elemente prefabricate din beton. După distrugerea structurii, robotul ERO pompează și purifică apa, care poate fi de asemenea utilizată din nou. O cantitate mică de granule de beton și elemente de armatură sunt trimise la unități de prelucrare.

12

Robotul ERO pentru reciclarea betonului

Metoda Hat Down Când vine vorba de inovații, japonezii sunt lideri mondiali. Nu atât în domeniul electronicii sau al tehnologiilor hi-tech, cât și când vine vorba despre construcții și, mai nou, de demolări. După cum știți, în orașele japoneze spațiul este o comoditate de lux, astfel încât mereu auzim la televizor de vreo locuință ultraînghesuită, dar dezvoltată pe verticală. Această tendință de dezvoltare pe verticală a clădirilor a debutat în Țara Soarelui Răsare pe la mijlocul anilor 1960, odată cu începerea unei perioade de boom imobiliar. De atunci și până în prezent, în orașele din Japonia au fost ridicați peste 700 de coloși din beton înalți de peste 100 de metri. Acești zgârie-nori, cel puțin 100 din ei, care au peste 40 de ani vechime, trebuie acum demolați pentru a face loc unor clădiri mai moderne și mai sigure. Însă când vrei să demolezi un zgârie-nori în centrul unui oraș aglomerat, unde spațiul este limitat și riscurile pentru muncitori și vecini este mare, ai o problemă deoarece nicio tehnologie curentă de demolare nu se pretează. Implozia unei construcții este extrem de periculoasă, pentru că orice greșeală poate fi fatală. Și apoi cine vrea să vadă o mare explozie, chiar și controlată, în centrul orașului? Plus că zona de excludere este mare, ceea ce ar însemna să paralizezi traficul și activitatea în tot centrul orașului.

13

Metodele mecanice de demolare sunt viabile doar până la anumite înălțimi și, pe deasupra, produc mult praf și deșeuri care pot cădea în afara perimetrului șantierului, putând accidenta trecătorii și muncitorii deopotrivă. În ultima sută de ani ne-am obișnuit sa vedem zgârie-norii cum se înalță tot mai mult. Astăzi, însă, am intrat în era în care aceștia se micșorează văzând cu ochii. Compania japoneza Kajima Construction a dezvoltat o nouă metodă de demolare care implică utilizarea unor cricuri hidraulice controlate computerizat pentru a susține nivelul inferior atunci când sunt îndepărtați pilonii de rezistență. Apoi etajul se coboară pe cricuri și operațiunea se repetă pentru fiecare nivel în parte. Pentru a reduce pericolul cauzat de explozii, construcțiile se reduc treptat, fiind “măcinate” din interior. Această metodă este mai sigură și mai ecologică, fiind foarte utilă mai ales în zone urbane aglomerate. Tokio este cea mai mare zonă metropolitană din lume, găzduind 30 de milioane de locuitori. Orașul este un amalgam de clădiri din beton si sticlă, aflate atât de aproape una de cealaltă, încât aproape ca nu există niciun pic de spațiu între ele. La nivelul solului, problema este și mai evidentă. Pe unele străzi, dacă un om își întinde brațele, poate atinge în același timp clădirile de pe ambele părți ale drumului. Acest lucru ridică o serie de greutăți, în special când unele dintre construcții trebuie să fie demolate. Metoda clasică de dărâmare a unei clădiri implică explozibili, zgomot, mizerie și un mare factor de risc. Așa că locuitorii din Țara Soarelui Răsare s-au gândit la o alternativă care să reducă toate aceste neplăceri. Sistemul propus de ei presupune o surpare treptată pe interior a construcțiilor turn. Procesul este cu atât mai impresionant, dacă este privit din interior. Clădirile se micșorează văzând cu ochii, fiecare etaj coborând puțin cate puțin, cu ajutorul unor cricuri gigant. Dar, din cauza ca operațiunea cere timp, de la nivelul străzii cei mai mulți oameni nici nu observă vreo schimbare. Abia când li se atrage atenția, trecătorii își dau seama că, de fapt, construcțiile turn au devenit mai mici. Compania care a dezvoltat sistemul spune că aceasta este o metodă mai curată, mai sigură și mai ecologică. În Japonia și în orașele mari, cum ar fi Hong Kong, Singapore sau alte metropole din Statele Unite sunt multe clădiri de peste 100 de metri care trebuie demolate. Folosind noul sistem, acest lucru se poate face într-o manieră mai curată și mai sigură. O soluție extrem de ingenioasă la problemă a fost dezvoltată de corporația Takenaka, care s-a inspirat din cofrajele autocățărătoare pentru a crea metoda Hat Down pentru demolarea clădirilor super înalte. Astfel, ultimele etaje sunt acoperite de o structură metalică închisă, care este de fapt o schelă ce se poate mișca pe verticală. De tavanul acestei structuri sunt agățate trei macarale care deservesc fiecare câte o treime din spațiul ce urmează a fi demolat.

14

Hotel din Tokyo supus demolării prin metoda Hat Down

Avantaje și aplicații Prin această tehnologie se elimină poluarea cu praf a vecinilor, acesta fiind reținut în structura închisă. O ventilare adecvată – acoperișul se poate chiar retracta – asigură că muncitorii vor lucra și ei în condiții mai bune, nefiind nevoiți să respire aerul plin de praf. De asemenea nu vor mai fi expuși căderilor de la înălțime sau accidentărilor provocate de căderi accidentale de materiale. Această metodă de demolare a fost deja aplicată cu succes la vechiul Hotel Plaza din Osaka. După ce structura metalică a fost instalată, a început demolarea elementelor de rezistență folosind mijloace mecanice. Astfel pereții, stâlpii și grinzile de pe un nivel au fost tăiați în 176 de bucăți, iar macaralele din interior au coborât deșeurile de beton prin goluri tehnologice tăiate în planșee până la parter de unde au fost îndepărtate în siguranță de pe șantier. Apoi gigantica „pălărie” coboară încă un nivel de unde procesul de demolare se repetată.

15

Demolarea pe etape prin metoda Hat Down

Ce este și mai util este faptul că schela poate fi folosită și pentru structuri neregulate în plan, putându-i-se adăuga module speciale. Interesantă metodă de a demola un zgârie-nori și un model exemplu perfect de rezolvare neconvențională a unei probleme serioase. Caracteristicile modulului sunt: - dimensiuni: 19 metri înălțime, 19,6 metri lățime, lungimea dar și lățimea se pot adapta gabaritului structurii; - greutate proprie – 412 tone (trebuie deci efectuat un calcul static pentru a vedea dacă structura de care se agață suportă greutatea în plus); - echipament: 22 cricuri hidraulice asigură mișcarea pe verticală; - durată de execuție: poate coborî pe o înălțime de 2,95 metri (înălțimea tipică a unui etaj) în aproximativ o oră. Transportul deșeurilor din construcții şi demolări O deosebită importantă revine transportului cu containere sigure a materiilor prime, a deșeurilor, a produselor obținute cât şi a deșeurilor inutilizabile. Transportul trebuie făcut de personal instruit pentru încărcarea, transportul şi descărcarea deșeurilor în condiții de siguranță şi pentru intervenție în cazul unor defecțiuni sau accidente. Deșeurile nu trebuie abandonate pe traseu. De asemenea, transportul trebuie însoțit de toate documentele necesare, din care să rezulte deținătorul, destinatarul, tipurile de deșeuri, locul de încărcare, locul de destinație, cantitatea de deșeuri transportată şi codificarea acestora. În Republica Moldova se impune o grijă mai mare față de curățenia drumurilor şi protecția mediului, fapt pentru care organele abilitate de control precum şi autoritățile administrației publice locale trebuie să ia măsuri severe pentru supravegherea transportului în camioane şi basculante; acestea trebuie să fie asigurate împotriva deversării deșeurilor, molozurilor, a 16

materialelor de construcții, care de obicei curg din acestea sau sunt spulberate de curenții de aer. Consecințe ecologice negative au betonierele din care se scurge betonul sau asfaltul topit. Este foarte grav, de asemenea, faptul că betonierele se spală, iar apa murdară este deversată în canalizări sau pe terenuri agricole. De aici şi măsurile severe care se impun pentru protecția mediului, gestionarea deșeurilor din construcții/demolări/reparații, reprezentând unul din domeniile de activitate care generează cele mai multe surse de poluare. Gestionarea deșeurilor din construcții şi demolări Încadrarea în legislația europeană Principalele documente legislative la nivel european referitoare la gestionarea deșeurilor sunt: - Directiva 2008/98/CE – Directiva Consiliului şi Parlamentului European din 19 noiembrie 2008 privind deşeurile şi de abrogare a anumitor directive; - Decizia 2000/532/CE (noul Catalog European al Deşeurilor) – Decizia Comisiei din 3 mai 2000 care înlocuieşte Decizia 94/3/CE care stabilește o listă de deșeuri conform articolului 1, litera a), Directiva 75/442/CEE a Consiliului privind deşeurile şi Decizia 94/904/CE a Consiliului care stabileşte lista de deşeuri periculoase conform articolului 1, paragraf 4, Directiva 91/689/CEE a Consiliului privind deşeurile periculoase; - Directiva 99/31/CE – Directiva Consiliului din 26 aprilie 1999 privind depozitele de deșeuri; - Decizia 2003/33/CE – Decizia Consiliului din 19 decembrie 2002 care stabileşte criteriile şi procedurile pentru acceptarea deşeurilor în depozite conform art. 16 din anexa II a Directivei 1999/31/CE; - Regulamentul 1013/ 2002 – Regulamentul Consiliului şi Parlamentului European din 14 iunie 2006 privind transferurile de deşeuri; - Regulamentul (UE) nr. 305/2011 al Parlamentului European şi al Consiliului din 9 martie 2011 de stabilire a unor condiții armonizate pentru comercializarea produselor pentru construcții şi de abrogare a Directivei 89/106/CEE a Consiliului. Principalul obiectiv al Directivei Cadru 2008/98/CE privind deșeurile este reducerea la minimum a efectelor negative ale generării şi gestionării deșeurilor asupra sănătății populaţiei şi a mediului. Politica privind deșeurile ar trebui să urmărească reducerea consumului de resurse şi să favorizeze aplicarea practică a ierarhiei deşeurilor. Prin această Directivă se promovează: - utilizarea sustenabilă a resurselor naturale şi aplicarea practică a ierarhiei deşeurilor; - minimizarea impactului negativ asupra sănătăţii populaţiei şi a mediului datorat generării deșeurilor; - măsuri care să urmărească decuplarea (ruperea) legăturii dintre creşterea economică şi generarea deșeurilor; 17

- introducerea de măsuri pentru a eficientiza sistemul de sancţiuni, proporţionale şi cu efect de descurajare a acelora care încalcă dispoziţiile prezentei directive; - introducerea de măsuri care să asigure sortarea la sursă, colectarea şi reciclarea fluxurilor de deșeuri prioritare. Tipuri de deșeuri din construcții şi demolări Deșeurile din construcții şi demolări reprezintă deșeurile rezultate din activități precum construcția de clădiri şi obiective de infrastructură, construcția şi întreținerea căilor rutiere, demolarea totală sau parţială a clădirilor sau a obiectivelor de infrastructură, putând include: - materiale rezultate din construcţii şi demolări clădiri: ciment, cărămizi, ţigle, ceramică, roci, ipsos, plastic, metal, fontă, lemn, sticlă, resturi de tâmplărie, cabluri, soluţii de lăcuit/vopsit/izolante, materiale de construcţii cu termen de valabilitate expirat; - materiale rezultate din construcţia şi întreţinerea drumurilor: smoală, nisip, pietriş, bitum, piatră construcţii, substanţe gudronate, substanțe cu lianți bituminoși sau hidraulici; - materiale excavate în timpul activităţilor de construire, dezafectare, dragare, decontaminare etc.: pământ, pietriş, argilă, nisip, roci, resturi vegetale. Obiectele şi materialele uşor de îndepărtat din structura ce este demolată (mobilă, draperii şi covoare, echipamente electrice) şi care, nu sunt considerate a face parte din respectiva structură, nu sunt considerate deşeuri din construcţii şi demolări. Deșeurile periculoase din deșeurile de construcții şi demolări pot include: - materiale periculoase: azbest, gudroane şi vopsele, metale grele (crom, plumb, mercur), lacuri, vopsele, adezivi, policlorură de vinil, solvenţi, compuşi bifenili policloruraţi, diverse tipuri de răşini utilizate pentru conservare, ignifugare, impermeabilizare etc.; - materiale nepericuloase care au fost contaminate prin amestecare cu materiale periculoase: de exemplu, materiale de construcţii amestecate cu substanţe periculoase, materiale amestecate rezultate în urma activității de demolare neselectivă etc. - pământuri şi pietrişuri contaminate cu substanțe periculoase. Deşeurile din construcţii şi demolări ce conţin compuşi bifenili policloruraţi şi similari acestora (denumiţi generic PCB) pot fi reprezentate de: cleiuri cu conţinut de PCB, duşumele pe bază de răşini cu conţinut de PCB, echipamente electrice (de exemplu condensatori) ce conţin ulei cu PCB, substanţe ignifuge, substanţe utilizate pentru controlul prafului (de exemplu în mixturile asfaltice), adezivi speciali, plastifianți (materiale de umplere a îmbinărilor de beton, elemente din cauciuc utilizate pentru etanșarea tâmplăriei), coloranți etc. Deșeurile din construcții şi demolări cu conținut de azbest pot include: materiale de izolare a diferitelor structuri şi suprafeţe, funii, corzi, țesături, cartoane, hârtii, produse din azbociment, produse cu bitum, plăci de pardoseală, vopsele, compuşi adezivi şi de îmbinare cu conţinut de azbest etc. 18

Pământurile şi pietrişurile contaminate pot proveni atât din activităţile de construcţii şi demolări (ex. terenuri contaminate ca urmare a nerespectării disciplinei în construcţii şi a unei gestionări defectuoase a substanțelor chimice periculoase şi a deşeurilor) cât şi din decopertarea terenurilor contaminate în urma desfășurării unor activități de producție ce au avut loc anterior pe amplasament. De multe ori deşeurile nepericuloase sunt generate în amestec cu deşeurile periculoase, mai ales în cazul demolărilor „clasice”, necontrolate. De aceea, trebuie realizată o separare prealabilă a acestora, separare ce poate fi realizată pe o platformă special amenajată pe amplasamentul şantierului unde sunt realizate lucrările. Deșeurile din construcții şi demolări sunt încadrate la categoria 17 conform Catalogului European al Deșeurilor. Din cele 44 de tipuri de deșeuri din construcții şi demolări, 16 sunt încadrate ca deșeuri periculoase. Un management durabil în domeniul gestionării deșeurilor din construcții şi demolări înseamnă utilizarea cu precădere a măsurilor de prevenire sau reducere a generării deşeurilor, urmate de reutilizarea deșeurilor, recuperarea materială prin reciclare, valorificarea energetică şi în final eliminarea deșeurilor rămase prin depozitare. Prin implementarea unei astfel de management, cantitatea de deșeuri depozitate se va reduce semnificativ precum şi impactul asupra mediului generat de depozitarea acestora. Colectarea deșeurilor din construcții şi demolări Deșeurile din construcții şi demolări, având particularități specifice, reprezintă un flux foarte important de deșeuri, datorită creșterii continue a cantităților generate la nivel național. Cea mai mare parte a acestor tipuri de deșeuri se depozitează, de obicei, în depozitele municipale de deșeuri. O parte din acestea sunt eliminate necontrolat datorită lipsei de responsabilitate a factorilor implicați în gestionarea lor.

Descărcarea deșeurilor și poluarea mediului

19

Valorificarea deșeurilor din construcții şi demolări Prin reciclarea deșeurilor se elimină poluarea şi se conservă resursele naturale. Principalul beneficiu al reciclării este legat de conservarea energiei şi a resurselor naturale şi de prevenirea poluării prin utilizarea, în procesul de fabricație, a materialelor rezultate din reciclare şi mai puţin a celor primare. Dezvoltarea sistemelor de reutilizare şi reciclare a deșeurilor din construcții şi demolări reprezintă un aspect foarte important în gestionarea acestei categorii de deşeuri. Din punct de vedere ecologic, prin reutilizarea şi reciclarea deșeurilor din construcții şi demolări se reduce cantitatea de deşeuri depozitate şi implicit spaţiul destinat depozitelor şi se realizează o economie a materiilor prime. Din punct de vedere economic, utilizarea materialelor reciclate în locul resurselor naturale, care ating costuri tot mai mari, devine o soluție din ce în ce mai avantajoasă. O reciclare eficientă necesită o separare la sursă a deșeurilor. În sistemele avansate de gestionare a deşeurilor, acest aspect este reglat prin intermediul taxei de depozitare, care este mult mai mare pentru deşeurile mixte decât pentru cele separate. Sortarea la sursă înseamnă separarea diferitelor materiale reciclabile direct în cadrul șantierului. Pentru stocarea acestora se folosesc containere separate, care apoi sunt transportate la diferite staţii de tratare sau reciclare. Deșeurile reciclabile pot fi colecte şi într-un singur container, care este ulterior transportat la o stație de procesare unde sortarea deșeurilor se face manual sau automatizat. Principalele materialele care pot fi valorificate din deșeurile din construcţii şi demolări sunt: - materialul excavat (sol, nisip, pietriş, argilă, roci); - spărturi de drumuri (bitum, smoală, pavaj, nisip, pietriş, roci zdrobite, asfalt vechi); - materiale de la construcția sau demolarea clădirilor (sol, ciment, ţigle, cărămizi, beton, ipsos, lemn, metale, sticlă); - materiale de pe șantierele de construcţii (lemn, plastic, hârtie, carton, metale, cabluri, soluții de lăcuit şi vopsit). Tehnologiile de reciclare pot fi definite şi evaluate în termeni tehnici şi economici, ținând cont întotdeauna de oportunitățile de reutilizare prezente pe piață. Pentru a răspunde acestor necesități, s-au dezvoltat metodologii pentru stabilirea tehnologiilor optime de reciclare. Pentru unele materiale, precum sticla şi metalele, există deja tehnologii de reciclare, pentru alte materiale (plastic şi materiale compozite), tehnologiile de reciclare pot varia în funcție de compoziția specifică a materialului. Pentru materialele periculoase, precum azbestul, sunt necesare tratări specifice.

20

Unele ţări precum Olanda, Germania, Austria, Danemarca, Norvegia au legislație specifică pentru reciclarea deșeurilor din construcții şi demolări, cu restricționarea depozitării acestora, rezultând astfel rate mari de reciclare, mai mari de 80%. Cantități însemnate de material reciclat sunt utilizate pentru realizarea unor construcții, drumuri, fabricarea materialelor de construcție, construirea unor perdele de protecție antifonică, umplerea carierelor exploatate, a altor terenuri provenite de la exploatări miniere de suprafață. În Germania, rata de reciclare la grinzile şi tablele de oţel este aproape de 95%. Alte ţări au încă rate mici de reciclare a deșeurilor din construcții şi demolări. Rata mică de reciclare poate fi explicată şi de existenta resurselor minerale. Reciclarea este rentabilă atunci când costul acesteia este mai mic sau aproximativ egal cu cel al depozitării deșeurilor. În cazul în care costurile reciclării sunt mult mai mari decât costurile depozitării va exista întotdeauna tendința spre depozitare. În nici un caz aceste deșeuri nu trebuie eliminate prin depozitare pe depozite unde se vor amesteca cu deșeurile menajere. De aceea, se recomandă amenajarea şi construirea unor stații de prelucrare a deșeurilor provenite din construcție şi demolare. Acestea vor realiza dezmembrarea, spargerea, concasarea, cernerea, uscarea, respectiv îndepărtarea impurităților şi depozitarea pe sorturi. Sortarea se va realiza cu diverse utilaje specifice (electromagnet, site etc.) sau prin aerație (fluidizare), astfel, numai eventualele refuzuri de la prelucrare-preparare, conținând deșeuri inutilizabile vor fi dirijate la umpluturi de goluri subterane, întărituri de maluri, la depozite, pereți de sprijin etc.

Platforme pentru depozitarea și sortarea deșeurilor

21

În continuare este prezentată o schemă tehnologică pentru reciclarea deșeurilor din construcții.

Schemă tehnologică pentru reciclarea deșeurilor din construcții

22

Instalații de tratare a deșeurilor din construcții şi demolări O instalație de tratare a deșeurilor, în vederea reciclării lor, poate fi construită după scheme tehnologice simple sau complexe luând în considerare gradul de valorificare dorit. În funcție de schema tehnologică adoptată se proiectează instalația şi se înzestrează cu utilajele necesare. Utilajele fiind realizate în prezent de mai multe firme de specialitate, oferta este mai mare pe piața internațională, instalațiile putându-se adapta atât materiei prime care se supune prelucrării, cât şi produselor care urmează a fi obținute. Dezvoltarea şi utilizarea instalațiilor pentru tratarea deșeurilor din construcții şi demolări a fost impulsionată şi ca urmare a creșterii costurilor de eliminare prin depozitare în depozitele conforme şi a închiderii depozitelor de deșeuri neconforme, limitându-se astfel capacitățile de depozitare existente. Această creștere i-a determinat pe generatorii de deșeuri să opteze pentru colectarea separată a deșeurilor din construcții şi demolări, sortând componentele periculoase şi pe cele reciclabile, la depozitare ajungând cantități mai mici, care nu pot fi recuperate (materiale neutilizabile). Prin aceasta sunt reduse costurile de eliminare şi este încurajată tratarea şi reciclarea. Instalațiile de prelucrare a deșeurilor din construcții şi demolări pot fi fixe, în sensul de a fi adaptate unei funcționări continue, având amplasament specific sau pot fi mobile, deci amplasate la locul de generare a deșeurilor sau la locul de utilizare a produselor obţinute (de exemplu în construcția de șosele şi drumuri). Pot fi realizate şi aplicate soluții combinate de stație centrală cu stații mici deplasabile (tractate cu mijloace de transport). Instalațiile fixe proiectate la un nivel tehnologic ridicat, garantează obținerea unui material inert omogen şi controlat din punct de vedere granulometric, fără componente non inerte, ceea ce creste valoarea acestor materiale. Fazele de concasare pentru acest tip de instalație au, de obicei, soluţii standard şi presupun: - sitarea (ciuruirea); - îndepărtarea metalelor. În schimb, fazele de selectare a fracțiunii ușoare sunt foarte diversificate, în funcție de nivelul dorit de reciclare.

23

Stație de concasare beton rezultat din demolări

Instalațiile mobile, derivă din instalațiile tradiționale de concasare a materialelor inerte şi permit doar simpla reducere volumetrică a fiecărui element introdus în instalație, la locul de generare, în șantiere de demolări. Sunt mai convenabile din punct de vedere economic, dar trebuie realizată analiza compoziției deșeurilor cu echipamente tehnologice specifice, în funcție de caz. Dacă se poate garanta un sortiment granulometric adecvat al materialelor tratate, deșeurile se vor supune procesului de concasare în vederea reintegrării lor în ciclurile de producție, iar fracțiunile non inerte vor fi eliminate. Avantajul dat de acest tip de instalații este posibilitatea de reducere a eventualelor costuri de transport în cazul reutilizării materialului concasat la locul de generare. Alte avantaje sunt legate de flexibilitatea şi mobilitatea instalației. În concluzie, instalațiile fixe şi mobile pot satisface exigenţe diverse. Instalațiile fixe pot furniza un produs de calitate mai bună, atât datorită faptului că sunt proiectate şi realizate pentru o anumită cantitate şi calitate a deşeurilor din demolări, cât şi datorită posibilităţii de a utiliza tehnologii mai complete. Sunt proiectate pentru amplasamente specifice.

Instalații mobile de prelucrare a materialelor rezultate din demolări

Instalațiile mobile, sunt realizate în serie, fără a ține seama de exigențe sau caracteristici specifice, determinând obținerea unor materiale tratate inferioare calitativ, nu foarte omogene. Însă, pentru că pot trata cantități mici pe locul de generare şi pot reduce volumul deșeurilor,

24

implicit reducându-se şi costurile de transport al molozului, reprezintă o alternativă viabilă de tratare a deșeurilor. Instalațiile de prelucrare, luând în considerare cele menționate precedent, pot avea avantaje şi dezavantaje, alegerea uneia sau alteia fiind determinată de mai mulți factori. Instalații eficiente sunt acelea cu echipamente tehnologice care respectă prevederile legislative şi care asigură divizarea materialului tratat în trei fluxuri principale: - materialul pietros care poate fi reutilizat; - fracțiunea ușoară (hârtie, plastic, lemn, impurități, etc.) - fracțiunea metalică. Calitatea produsului determină creșterea valorii economice a materialului reciclat, de aceea trebuie găsit un compromis între eficiența eliminării impurităților şi costul de investiție şi gestiune a instalației.

25