Rimozione della Costa Concordia: la progettazione parla italiano – Removal of the Costa Concordia: the project speaks Italian

 

Giovanni Ceccarelli -Costa Concordia Wreck

Giovanni Ceccarelli -Costa Concordia Wreck

Giovanni Ceccarelli -Costa Concordia Wreck

Removal of the Costa Concordia: the project speaks Italian

The project for removal of the Concordia wreck is truly a one-of-a-kind technical-engineering feat. It is an extremely complex project, the vastest salvage operation in history involving the most skilled persons in the world, cutting edge technologies and unprecedented financial resources In late January 2012, Giovanni Ceccarelli, engineer by training and full-time yacht designer, came to Silvio Bartolotti, CEO of  Micoperi, leader in the offshore sector, to propose a solution for removal of the Costa Concordia. After carefully checking feasibility, the Titan – Micoperi consortium selected their concept as the winning proposal for the Costa Crociere contact. The concept was subsequently “engineered”, bringing to bear the expertise of both Titan’s salvage masters and Micoperi’s engineers, with the support of some of the world’s most important naval engineering studios and such internationally renowned designers as TECON, directed by Tullio Balestra and specialized in offshore engineering, Ceccarelli’s own CYD and the Venetian company  SPLINE, directed by the engineer Mario Scaglioni, he, too, with a background in yacht design. One may recall Ceccarelli as secretary of  As.Pro.Na.Di.in the 1980s but today he is Engineering Manager of the Titan Micoperi Consortium while his CYD is actively involved in Project Management activities for various phases of the project. The experience accrued in yacht racing and mass production — particularly in the two America’s Cup challenges with Mascalzone Latino and +39 Challenge, where he was  Principal Designer — have proved useful in the management of a project involving such a wide range professionals hailing from different sectors, from naval engineering to offshore and civil engineering, from hydraulics to electrical engineering and the environmental, topographic and managerial sectors.

 

When we made a routine telephone call to ask Giovanni Ceccarelli what was “on the drawing board” in his studio, he was not aboard one of his own craft; he was at sea, a few hundred meters off Giglio Island on the Micoperi 30, one of the main vessels being used in the Concordia wreck removal yard.

So what was Giovanni doing on the Micoperi 30?

I realize how surprised you and your readers —who know Studio Ceccarelli for the numerous yachts and motor boats it has designed in over 60 years of operations linked to the sea — must be. The studio in Ravenna that my father Epaminonda founded in the 1950s has always been directly tied to sea, and not just with pleasure craft, but also with onshore and offshore engineering. Over all these years, the studio has also dealt with marina harbours and industrial port facilities and onshore and offshore engineering. In designing the project for removal of the Concordia wreck, CYD has taken an active role in design of the various naval, civil and management-related components, particularly yard construction and management. For example, Marco Baldan, my senior collaborator, acts as Construction Manager. This project — a real challenge because of its great complexity and the unique feelings it evokes — had me mulling over a proposal for removal of the wreck. It is the largest operation of its kind ever attempted and this means that there was no specific know-how available, it was not possible to draw examples from previous cases.

 

How did the initial contact with Titan Micoperi occur?

My first contact was directly with Silvio Bartolotti, CEO of Micoperi, who was already considering bidding for the wreck removal. Then, in early February, a meeting was held in Ravenna with the American management of Titan, international leader in salvage operations which had already established a partnership with Micoperi for the salvage plan. At the end of April 2012 the Titan – Micoperi consortium was awarded the contract.

Under the auspices of salvage operations, exactly what do you handle?

I act as Engineering Manager, the party that coordinates and manages the various engineering activities and shares them with the client, Costa Crociere, and with the Senior Salvage Master, Nick Sloane, who is, to all intents and purposes, the stage manager; he is the one who holds final responsibility for the operation. Among other things, he was a top-notch yachtsman; he is from South Africa and was involved in the initial phase of the America’s Cup challenge launched by Shosholoza and also participated in one leg of the world tour. This common background was a plus that enabled us to work together even better. Getting back to my role, I like to recall that I had the initial idea for the project that was then engineered with the involvement of several other companies. In particular I would like to underscore the work that Tullio Balestra and Mario Scaglioni are performing and the vast expertise of Nick Sloane, Senior Salvage Master, his every decision so precise and clear-cut. In fact, this is not a project for naval or civil engineers alone; it is an undertaking that requires the input of so many parties who bring in other operating skills, those that made it possible to implement the engineering ideas. Each realization, every installation was a challenge within the challenge.

 

 

Did you involve other companies for structural checks?

Finite element modelling was performed for each step and each detail of the project; then an overall FEM model of the wreck, including the sponsons (the side buoyancy tanks), was prepared by CETENA, a Fincantieri Group company. R.I.NA. was involved as outside consultant as was Fincantieri which had designed and built the ship. Moreover, the German engineering company Overdick was directly involved in the project, performing the overall, non-linear FEM modelling which was used in parallel with the linear FEM produced by CETENA.

Was your experience in yacht design, and in particular in competitive sailing, helpful in finding “creative” solutions to specific problems?

In this project, as in other projects for which no references exist, the approach has to be innovative. Some of the technical solutions for specific problems were borrowed from the yachting sector, such as inshore restraints: in part steel chains and in part Dyneema fibre, making installation easier for the divers, a team of 100 people who have been working 24/7 for a year now. Initially we also thought of creating sponsons of fibreglass, the material used in pleasure craft, commissioning construction to various shipyards in Italy. However, the decision went to the more conventional steel because they are easier to assemble, welding them to the wreck, and Fincantieri of Ancona, Palermo, Castellamare di Stabia and Sestri Levante were commissioned to build them.

As in Cup competition, my experience in teamwork came to the fore in terms of management, flanking engineering expertise with operations experts; after all, the common denominator is the fact that we are dealing with two highly innovative challenges. And, such challenges can only be overcome by working as a team, involving all parties in the chain — from project creation to its realization and practical implementation.

Can you give some practical examples so we can get an idea of the magnitudes in play?

Everything is big: for example, each sponson was 33 metres high, like an 11-story apartment building, and each weighed 500 tons. Once installed on the wreck, a force of approximately 1200 tons was exerted by the hydraulic pistons. The hydraulic jacks that made parbuckling possible, the strand jacks, were built by the Italian company Fagioli, specialist in the transport of exceptional loads and large-scale hoisting. Then, underwater, there were 6 steel platforms — 3 of which weighing 1000 tons each — the concept drawn from experience in the offshore platform sector (40m x 35, height 20m). These platforms were designed by TECON and built by Cantiere Rosetti Marino at Marina di Ravenna and by Cimolai di San Giorgio in Nogaro. Finally, I should point out that, from the very outset, all works were governed by three priorities: safeguarding the marine ecosystem, safety in the workplace and rapid completion times. I would like to add that cost was never a factor in any of the decisions made. This is an international project with a full 24 countries involved. Currently 500 technicians and 30 vessels are engaged in the operations.

Can we briefly sum up how the vessel will be raised and removed?

We knew that the leaks could not be repaired and so we started out with the idea that it was a piece of steel full of water that we had to refloat. Sitting on two underwater spurs in the seabed morphology, the wreck is listing at an angle of approximately 65°. It was clear that the project had to be divided into two separate steps: parbuckling and refloating. The solution chosen for parbuckling was, therefore, to create a system of closed forces: jacks are to be positioned on the port side Sponsons and these are, in turn, connected to the platforms with steel cables that transmit the rotational forces.

During parbuckling, once an angle of approximately 40° has been passed, with their buoyancy, the port side sponsons will also serve to slow down the wreck’s descent onto the platform; then, during refloating, they will provide buoyancy. On the shoreward side, that is the starboard side of the wreck, foundations have been installed on which towers were erected containing additional jacks with cables connected to the shore. An additional 15 floating sponsons will be installed on the starboard side, as on the port side.

And what is the approach to the environment?

Environmental protection is a priority in the  removal operations. In order to guarantee that all works are performed in a manner that safeguards the marine ecosystem and the environment as a whole, periodic checks on the project have been run both by the Observatory (ARPAT, ISPRA) and by Costa Crociere (by La Sapienza University of Rome and by Società D’Appollonia). All environmental aspects are monitored (internal and external water, underwater noise, visual and sound audits to check for any marine mammals and, consequently, implement the measures needed to protect them). Except in some cases, which were promptly resolved in compliance with plans approved by the authorities, no long-term critical condition has ever been observed outside the work area. The quality of the waters at Giglio, among the most highly controlled in the world, has remained unchanged. Costa Crociere has also charged the La Sapienza University with conducting an analysis and in-depth mapping of the seabed. As soon as the wreck has been completely removed, Costa Crociere pledges to reinstate the area and repopulate the seabed.

Who manages the weather forecasts, and how? 

The weather conditions are monitored daily by Lamma Toscana which has an operations base at Giglio. The weather conditions are actively factored into every operating decision the team has to make.

Have other companies been called in for weather checks?  

Yes, the Americans at CHE have run CFD simulations on the  wave impact forces that come into play during the winter when the wreck will be in a vertical position on the platform.

What  is the timing of the works?

Work has been ongoing 24/7, even on holidays, and has only been suspended in the event of bad weather.

How have you organized your staff to follow the works?  

During the early stages of the project, Ravenna was the hub of activities although later this inevitably moved to Giglio.

 

Article published in the journal NAUTECH edited by Giuliano Luzzato

 

 

Rimozione della Costa Concordia: la progettazione parla italiano

Il progetto di rimozione del relitto Concordia è un’operazione tecnico-ingegneristica unica nel suo genere ed estremamente complessa, il più grande progetto di salvataggio navale della storia che coinvolge le migliori competenze a livello internazionale, tecnologie d’avanguardia e risorse finanziare senza precedenti Giovanni Ceccarelli, ingegnere per formazione, yacht designer a tempo pieno, verso fine gennaio 2012, propose a Silvio Bartolotti, AD della Micoperi, società leader nel campo dell’offshore una soluzione progettuale per rimuovere la Costa Concordia. Tale concept, dopo accurate verifiche di fattibilità, fu scelto dal consorzio Titan – Micoperi come proposta finale nella gara d’appalto promossa da Costa Crociere.Il concept è stato successivamente “ingegnerizzato” grazie all’esperienza sia dei salvage master della Titan sia degli ingegneri della Micoperi, con l’ausilio di alcuni dei maggiori studi di ingegneria navale e progettisti di fama internazionale come laTECON, diretta da Tullio Balestra, specializzata in ingegneria in ambito offshore, la stessa CYD di Ceccarelli e la veneziana SPLINE, diretta dall’ingegner Mario Scaglioni, anch’egli con un background nello mondo dello yacht design. Lo ricordiamo negli anni ottanta, segretario di As.Pro.Na.Di.Ceccarelli ricopre oggi il ruolo di Engineering Manager per il Consorzio Titan Micoperi, mentre la sua CYD è attivamente coinvolta nell’attività di Project Management delle diverse fasi del progetto. L’esperienza maturata nello yacht racing e produzione in serie, particolarmente nelle due sfide di America’s Cup con Mascalzone Latino e +39 Challenge, dove ha ricoperto il ruolo Principal Designer, sono tornate utili nella gestione di un progetto dove sono presenti molteplici figure con differenti specializzazioni professionali dall’ingegneria navale, all’offshore, al civile, all’idraulica, all’ elettrico-strumentale, ambientale, topografica e gestionale.

A una nostra telefonata di routine, per sapere cosa ci fosse “on the drawing board” del suo studio, Giovanni Ceccarelli risponde dal mare, non da bordo di una sua barca, bensì a poche centinaia di metri dall’Isola del Giglio dalla Micoperi 30 uno dei principali mezzi impiegati nel cantiere per la rimozione del relitto della Concordia.

Che ci fa Giovanni sulla Micoperi 30?

Capisco la sorpresa tua e dei lettori che conoscono lo Studio Ceccarelli per le numerose barche a vela o motore da noi progettate in oltre 60 anni di professione legata al mare. Lo studio ravennate fondato da mio padre Epaminonda negli anni ‘50 ha sempre avuto un legame diretto con il mare e non solo con il diporto ma anche con l’ingegneria costiera e offshore. In tanti anni di lavoro, lo studio si è occupato anche di portualità turistica e industriale e di ingegneria in ambito marino costiero e offshore. Nel progetto di rimozione del relitto della Concordia, CYD è coinvolto in modo attivo nella progettazione di diverse componenti legate al navale, al civile e nel management, in particolare nelle costruzioni e gestioni di cantiere. Per esempio Marco Baldan, mio collaboratore senior, ricopre il ruolo di Construction Manager. Questo progetto, una sfida a tutti gli effetti per la sua grande complessità e unicità emozionale, mi ha fatto pensare a una proposta per la rimozione del relitto. Si tratta della più grande operazione di questo genere mai tentata sinora, dunque non c’era un know-how specifico pregresso, non era possibile prendere per esempio casi già avvenuti.

Com’è avvenuto il primo contatto con Titan Micoperi?

Il mio primo contatto è avvenuto direttamente con Silvio Bartolotti amministratore delegato di Micoperi che già stava pensando di partecipare, con la sua società, alla rimozione del relitto. Successivamente, ai primi di febbraio, ci fu l’incontro a Ravenna con i dirigenti della statunitense Titan, società leader a livello internazionale nel salvage che nel frattempo aveva fatto una partnership con Micoperi per il piano di salvataggio. Alla fine di aprile del 2012 il consorzio Titan – Micoperi si è aggiudicato l’appalto.

Nell’ambito dell’operazione di recupero di cosa ti occupi esattamente?

Ricopro il ruolo di Engineering Manager, una figura che coordina e gestisce le varie attività d’ingegneria e le condivide sia con il committente, Costa Crociere, sia con il Senior Salvage Master, Nick Sloane che è a tutti gli effetti il regista e responsabile finale dell’operazione. Tra l’altro, anch’ egli ha un passato da velista di alto livello; è sudafricano e fu coinvolto nelle fase iniziale della sfida in Coppa America di Shosholoza oltre ad aver partecipato a una tappa del giro del mondo. Questa comune provenienza rappresenta un’affinità in più che ci consente di lavorare ancora meglio fianco a fianco. Tornando al mio ruolo, mi piace ricordare di aver avuto l’idea iniziale del progetto, che poi è stato ingegnerizzato, coinvolgendo diverse società terze. In particolare desidero sottolineare il lavoro che stanno svolgendo Tullio Balestra e Mario Scaglioni e la grande esperienza di Nick Sloane, Senior Salvage Master sempre preciso e puntuale in ogni decisione. Questo non è, infatti, un progetto per soli ingegneri navali o civili ma è un’impresa alla quale tante figure contribuiscono, con l’aggiunta di altre professionalità operative che sono quelle che hanno permesso di mettere in pratica le idee dell’ingegneria. Ogni realizzazione, installazione è una sfida nella sfida.

Avete coinvolto altre società per le verifiche strutturali?

Per ogni fase e dettaglio del progetto sono state eseguite verifiche a elementi finiti FEM; è poi stato creato un modello globale FEM del relitto completo degli sponson (le casse di galleggiamento laterali), da parte di CETENA società del Gruppo Fincantieri. È stato coinvolto il R.I.NA. come consulente esterno, nonché la stessa Fincantieri che progettò e costruì la nave. Inoltre la società tedesca d’ingegneria Overdick, coinvolta direttamente nel progetto, ha fatto un modello FEM globale non lineare che è stato usato in parallelo con il modello lineare FEM di CETENA.

L’esperienza dallo yacht design, e della vela da competizione in particolare, è stata d’aiuto nella soluzione “creativa” di qualche problema specifico?

L’approccio è obbligatoriamente innovativo e multidisciplinare per questo come in altri progetti dove non ci sono riferimenti. Alcune tra le soluzioni tecniche per specifici problemi sono state mutuate dallo yachting, come le trattenute da terra: sono in parte in catena d’acciaio in parte in tessile, in Dyneema, per la maggiore praticità di installazione da parte dei divers, un team di circa 100 persone che da un anno ormai lavora 24 ore al giorno. Avevamo anche pensato inizialmente a realizzare gli sponson in VTR, il materiale delle barche da diporto, commissionandoli a vari cantieri in Italia, ma poi si è optato per una costruzione più tradizionale in acciaio, più facile da assemblare a mezzo di saldatura sul relitto, realizzati poi dai cantieri di Fincantieri ad Ancona, Palermo, Castellamare di Stabia e Sestri Levante.

L’esperienza di lavoro in team come avviene in Coppa mi è tornata utile sotto il profilo gestionale, affiancando le esperienze dell’ingegneria agli operativi, d’altronde il comun denominatore è che si tratta di due sfide altamente innovative. Queste sfide si vincono lavorando in squadra coinvolgendo tutte le figure della filiera dall’ideazione al progetto, alla realizzazione, alla messa in pratica.

Puoi fare qualche esempio pratico per rendere l’idea delle dimensioni in gioco?

Tutto è grande: per esempio ogni sponson è alto fino 33 metri, è l’analogo di un condominio di 11 piani e pesa circa 500 tonnellate. Una volta installato sul relitto, su ognuno di questi ci saranno circa 1200 tonnellate di tiro dei pistoni idraulici. La realizzazione dei martinetti idraulici che permettono la rotazione, gli strand jacks, è stata seguita dalla ditta italiana Fagioli specializzata in trasporti eccezionali e grandi sollevamenti. Sott’acqua, poi, ci 6 piattaforme d’acciaio di cui 3 da 1000 tonnellate l’una, il cui concept deriva dall’esperienza dalla piattaforme offshore (40m x 35, alte 20m). Queste piattaforme sono state progettate dalla TECON e costruite dal Cantiere Rosetti Marino a Marina di Ravenna e dalla Cimolai di San Giorgio di Nogaro. Vorrei, infine, ricordare che, sin dal primo giorno, tutti lavori sono stati guidati da tre priorità: il rispetto dell’ecosistema marino, la sicurezza dell’ambiente di lavoro e la rapidità dei tempi di completamento. Vorrei aggiungere che i costi non hanno mai rappresentato un elemento che ha condizionato alcuna decisione. Questo è un progetto internazionale, sono ben 24 le nazionalità coinvolte. Attualmente sono impegnati nelle operazioni 500 tecnici e 30 mezzi navali.

Possiamo spiegare in due parole come avverrà il sollevamento e rimozione?

Sapevamo che le falle non erano riparabili e siamo partiti dall’idea che fosse un pezzo d’acciaio pieno d’acqua da far rigalleggiare. Il relitto è adagiato sul fondo sbandato circa 65° su due promontori subacquei dovuti alla morfologia marina.Si è capito che il progetto doveva essere diviso in due fasi temporali: la rotazione e il rigalleggiamento. La soluzione scelta per la rotazione è stata quindi di creare un sistema di forze chiuse: sui cassoni del lato sinistro sono posizionati i martinetti che a loro volta sono collegati alle piattaforme mediante cavi d’acciaio che trasmetteranno le forze della rotazione.

I cassoni del lato sinistro avranno anche la funzione, passati circa i 40° durante la rotazione, di frenare la discesa del relitto sulle piattaforme con la loro spinta di galleggiamento; successivamente, durante il rigalleggiamento, avranno poi la funzione di spinta di galleggiamento. Verso il lato di terra, cioè sulla parte destra del relitto, sono state installate delle fondazioni sulle quali sono state erette delle torri con altri martinetti a cui sono collegati i cavi delle ritenute a terra. Sul lato di destra verranno poi installati altri 15 cassoni di galleggiamento come sul lato di sinistra.

Qual è l’approccio con l’ambiente?

La tutela dell’ambiente è una priorità nelle operazioni di rimozione. Al fine di garantire che tutti i lavori siano eseguito nel pieno rispetto dell’ecosistema marino e, in generale, dell’ambiente, sono effettuati controlli periodici da diversi istituti designati sia dall’Osservatorio sul progetto (ARPAT, ISPRA) sia da Costa Crociere (Università La Sapienza di Roma, e la Società D’Appollonia). Tutti gli aspetti ambientali sono monitorati (acque interne ed esterne, rumori sottomarini, ispezione visiva e sonora per rilevare la presenza di mammiferi marini e, di conseguenza, mettere in atto tutte le misure per proteggerli). Fatta eccezione per alcuni casi, che sono stati prontamente risolti in conformità con i piani approvati dalle autorità, nessuna situazione critica è mai stata osservata per periodi prolungati al di fuori dell’area d’intervento. La qualità delle acque del Giglio, tra le più controllate al mondo, è rimasta invariata. Costa Crociere ha, inoltre, incaricato l’Università La Sapienza, di condurre un’analisi e una mappatura approfondite dei fondali marini. Non appena la rimozione del relitto sarà stata completata, Costa Crociere si è impegnata a ripristinare l’area e a ripopolare i fondali marini.

Chi e come gestisce le previsioni meteo? 

La situazione meteo è monitorata nel quotidiano da Lamma Toscana che è presente al Giglio con una sede operativa Le condizioni meteo sono parte attiva di ogni decisione operativa che il team deve prendere.

Sono state coinvolte altre società per le verifiche meteo?  

Si, gli americani di CHE hanno fatto delle simulazioni CFD sulle forze d’impatto delle onde durante il periodo invernale quando, cioè, il relitto sarà in posizione verticale sulle piattaforme.

Quali sono le tempistiche di lavorazione?

Si è sempre lavorato con turni, 7/7 e 24/24 anche nei festivi con stop solo in caso di condizioni meteo avverse.

Come sei organizzato con il tuo staff per seguire il lavoro?  

Nella prima parte del progetto Ravenna è stata sede delle attività per poi, inevitabilmente, lasciare il posto al Giglio.

 

Articolo  pubblicato dalla rivista NAUTECH redatto da Giuliano Luzzato