Illuminare le gallerie stradali garantendo l’adeguato comfort visivo per una corretta sicurezza del traffico non è una questione di facile soluzione. In questo contesto, l’impianto di illuminazione gioca un ruolo chiave.
Come è noto, la galleria stradale viene definita dalla Normativa come ambiente pericoloso e, per tale motivo, la Legislazione o le Norme di settore obbligano chi ha la responsabilità della gestione e/o della manutenzione dell’infrastruttura, a realizzare e/o gestire una serie di impianti atti a garantire la sicurezza per gli utenti che vi transitano all’interno, nelle diverse condizioni che possono verificarsi durante l’esercizio diurno e notturno dell’infrastruttura stessa.
Tra gli impianti che il Gestore dell’infrastruttura si trova a dover realizzare e/o gestire sicuramente i principali (ma non solo) sono quelli di illuminazione.
Gli impianti di illuminazione per gallerie stradali vengono realizzati per garantire, con i livelli di illuminazione e di uniformità prescritti dalla Normativa, adeguate condizioni di visione per permettere il corretto svolgimento del compito visivo che è garanzia, come richiamato dalle Norme, di condizioni di sicurezza adeguate.
Tali impianti sono composti da un primo sistema di illuminazione, detto di “rinforzo” – atto a illuminare una porzione di imbocco della galleria -, e da un secondo – denominato sistema di illuminazione permanente – atto a illuminare l’intera galleria.
La Normativa relativa agli impianti di illuminazione
Gli impianti di illuminazione delle gallerie sono regolati da Norme e Leggi che dettano opportune linee guida e requisiti al fine di assicurare livelli che devono essere garantiti durante l’intero il ciclo di vita dell’impianto di illuminazione stesso.
Nella Figura 1 viene riportata, in ordine di applicazione, la tabella con le principali Leggi e le Norme a cui un impianto di illuminazione di galleria deve essere conforme. Particolare attenzione deve essere posta al fatto che la Norma UNI 11095 è recepita dal Decreto 14 Settembre 2005; pertanto, le sue indicazioni vengono rese cogenti.
La galleria stradale viene spesso definita dalla Normativa come un tratto di strada coperto, descrizione che apparentemente non configura difficoltà particolari per il traffico. Tuttavia, lungo il percorso stradale le gallerie costituiscono cosiddetti punti singolari che richiedono un adeguato sistema di illuminazione per consentire all’utente di percorrere in sicurezza e con il massimo comfort visivo tali tratti.
La Norma UNI 11095 “adotta i criteri di base per l’illuminazione di gallerie riferiti al traffico motorizzato, descritti nella pubblicazione CIE 88:2004, ma nell’individuare metodologie progettuali, di gestione e di verifica considera le peculiarità delle gallerie italiane.
Per il traffico motorizzato, la condizione di sicurezza adottata consiste nel garantire, all’utente della strada, la percezione di un oggetto, convenzionalmente assunto come riferimento, a una distanza tale da aver il tempo di evitarne l’urto, arrestando il veicolo”.
Pertanto, definisce come oggetto di riferimento “un cubo con lato pari a 20 cm, posizionato al centro di ogni corsia e con una faccia rivolta verso l’osservatore. La superficie della faccia dell’oggetto di riferimento rivolta verso l’osservatore ha una riflettanza ρ = 0,1”.
Quindi, alla base della Normativa di riferimento, vigono tre principi base che un buon impianto di illuminazione di galleria deve assolvere:
- per tutto il percorso della galleria, garantire un adeguato livello di luminanza della carreggiata (sede stradale) necessario, da parte del guidatore, all’individuazione di eventuali ostacoli di dimensioni minime almeno pari a quelle dell’oggetto di riferimento;
- nelle ore diurne, garantire la corretta compensazione tra luminanza esterna e interna alla galleria in modo da non creare l’effetto di black-hole per il guidatore;
- garantire, nelle ore diurne, la corretta riduzione progressiva della luminanza, proporzionalmente al tempo di adattamento visivo dell’occhio del guidatore dalla luminanza esterna a quella interna.
Solo ai fini di una maggior comprensione di come si presenta l’oggetto di riferimento, posto sulla carreggiata, su cui la Norma UNI 11095 basa tutte le sue considerazioni, in Figura 1 viene riportata una foto scattata a 1,5 m da terra con l’ostacolo di riferimento posto a circa 70 m. In realtà in questa galleria la velocità di percorrenza è pari a 130 km/ora quindi l’ostacolo di riferimento deve essere visibile da 183 m.
Come è possibile notare nella Figura 1, l’ostacolo è già relativamente piccolo alla distanza di 70 m: ecco perché occorre prestare particolare attenzione quando si progetta un impianto di illuminazione, ai livelli di luminanza e alla sua uniformità di distribuzione.
Le condizioni di percezione dell’oggetto di riferimento cambiano in modo sostanziale se la percorrenza della galleria avviene di giorno o di notte. Nelle ore diurne, nel tratto iniziale della galleria l’oggetto deve essere percepito dall’utente quando questo è ancora al di fuori della galleria.
Il contrasto dell’oggetto rispetto alla superficie della strada deve assicurarne la percezione anche in presenza dell’abbagliamento debilitante dovuto all’ambiente circostante l’entrata della galleria.
Nel tratto iniziale della galleria, la luminanza del manto stradale è direttamente correlata con quella dell’ambiente esterno alla sezione di ingresso della galleria stessa. Una volta che il guidatore è entrato all’interno della galleria, la luminanza della carreggiata deve adeguarsi all’aumento di sensibilità dell’occhio dovuto all’adattamento a condizioni minori di luminanza ambientale.
Con l’occhio adattato a condizioni di visione notturna, nella zona interna, si possono pertanto adottare i criteri tipici per l’illuminazione stradale notturna come riportato nella Norma UNI 11248.
La progettazione illuminotecnica delle gallerie
Un impianto di illuminazione di galleria può essere suddiviso in quattro zone distinte: entrata, transizione, interna e uscita.
Ognuna di queste zone necessita una progettazione attenta per garantire un adeguato livello di illuminazione per una perfetta visibilità e sicurezza per gli automobilisti (Figure 3, 4, 5 e 6).
La Normativa di settore, per garantire la sicurezza nelle varie zone della galleria, prevede due tipologie distinte di impianto di illuminazione:
- di “rinforzo” (Figure 3 e 4), che è generalmente attivo soltanto durante le ore d’illuminazione solare, è realizzato nelle zone a luminanza variabile (zona di entrata, transizione e uscita) e ha l’obiettivo di compensare la diminuzione di contrasto che si viene a generare su un eventuale ostacolo;
- di “permanente” (Figure 3, 4 e 5), che viene realizzato per l’intera lunghezza della galleria, è l’unico presente nella zona interna (Figura 3), è generalmente attivo durante l’intero arco della giornata e serve a dare quell’illuminazione di base sufficiente a garantire, una volta superata la zona di imbocco (o di notte), la visione di un eventuale ostacolo lungo l’intero percorso di galleria.
I livelli di luminanza e i valori di uniformità delle varie superfici della galleria, che sono alla base dello scenario visivo per il guidatore, sono stabiliti dalla Normativa in funzione delle caratteristiche del traffico, della strada, della velocità di percorrenza e della luminanza esterna.
Efficienza e minori costi di gestione
La sorgente luminosa a LED, accoppiata a ottiche particolarmente studiate, fornisce ulteriormente la possibilità di effettuare una migliore regolazione dell’intensità luminosa emessa dall’apparecchio rispetto al sodio ad alta pressione (HPS), permettendo così di essere il più fedele possibile alle reali necessità di luce richieste dalle Norme di settore, con una conseguente progettazione di impianti di illuminazione privi di “over lighting”, dal consumo energetico proporzionale alle reali necessità richieste dalla sicurezza stradale.
In un impianto di illuminazione di rinforzo, i vantaggi del LED rispetto alla scarica vengono meglio evidenziati tramite il grafico di regolazione del flusso luminoso (Figura 7), dove è possibile apprezzare come la tecnologia LED riesca a seguire più fedelmente i livelli di luminanza richiesti dalle Norme di settore rispetto alla tecnologia a scarica, permettendo di ottenere un grosso risparmio energetico (in azzurro) nell’arco delle 12 ore medie di funzionamento diurno (dati medi di funzionamento rilevati nel periodo estivo).
L’impianto di permanente si sviluppa per tutta la lunghezza della galleria ed è sempre acceso nell’arco delle 24 ore. Di notte, l’impianto di rinforzo viene spento e l’impianto di permanente regolato in funzione delle esigenze di gestione imposte dalle Norme di settore o dal Gestore della strada.
Nella Figura 8 è possibile apprezzare come, nell’arco delle 24 ore, la tecnologia LED sia in grado di seguire più fedelmente i valori di flusso luminoso richiesti dalle Norme di settore.
Questa differenza rispetto ad apparecchi con sorgente a scarica è principalmente dovuta al fatto che in un apparecchio a LED tutto il flusso luminoso emesso viene correttamente indirizzato sulle superfici da illuminare, mentre in un apparecchio a scarica ciò non è possibile.
L’esperienza di Fael Luce al servizio delle gallerie stradali
Fael Luce, Azienda di riferimento nella fornitura di impianti illuminotecnici innovativi e sostenibili, ha presentato al mercato dell’illuminazione professionale di gallerie Arcaled (Figura 9), la soluzione per l’illuminazione specifica di gallerie stradali, autostradali e ferroviarie nata grazie all’attenta e minuziosa analisi progettuale, alla passione di Professionisti in campo illuminotecnico e alla ricerca costante della qualità, in ogni dettaglio del prodotto e del know-how che la Società ha acquisito negli anni nella progettazione di apparecchi illuminanti di potenza (https://www.faelluce.com/it/).
Sviluppato in quattro taglie differenti, Arcaled è l’espressione del tipico modus operandi di Fael Luce: la cura dei minimi dettagli progettuali dal gruppo ottico alle configurazioni elettriche disponibili, la ricerca costante di soluzioni innovative sempre più all’avanguardia si traducono in un prodotto, che è in grado di fornire al mercato illuminotecnico delle gallerie, ad elevata specializzazione, una soluzione avanzata.
Dopo un’attenta analisi del prodotto – effettuata attraverso prove di laboratorio condotte direttamente da Autostrade per l’Italia (ASPI) e dalla sua Società tecnologica e di ricerca e sviluppo Movyon – e un’opportuna indagine di mercato, Arcaled è stato scelto per il progetto di “Efficientamento energetico degli imbocchi gallerie”.
Il progetto e la fornitura dei materiali, già in corso da inizio 2021, prevede l’installazione dei prodotti Arcaled in 150 gallerie di ASPI.
Trattasi di un progetto ambizioso e difficile, primo a livello mondiale per numero di gallerie trattate nell’ambito dello stesso progetto, che vede il rifacimento degli impianti di illuminazione di rinforzo in sostituzione degli attuali apparecchi, oggi presenti, al sodio alta pressione con altrettanti a LED.
Tre gli obiettivi principali, sempre mantenendo inalterate le infrastrutture esistenti (cavi e canalette di sostegno degli apparecchi):
- miglioramento del comfort visivo;
- risparmio energetico;
- riduzione dei costi di manutenzione e digitalizzazione delle infrastrutture.
Arcaled: progettato per ambienti difficili
Rispetto degli standard di sicurezza, semplicità di montaggio, riduzione delle operazioni di manutenzione e specifiche scelte sui materiali costruttivi, sono fattori che hanno guidato l’attività e la qualità progettuale dei prodotti della Serie Arcaled, nell’obiettivo di diminuire, per chi si trova a gestire la galleria, le ore e i costi d’intervento, ma soprattutto, i disagi per gli automobilisti.
Il corpo leggero e compatto è in acciaio Inox AISI 316L realizzato con le più moderne tecnologie industriali che hanno permesso di eliminare qualsiasi tipo di saldatura, rendendolo compatibile per installazioni in ambienti dal microclima aggressivo, come appunto la galleria.
Assenza di saldatura e costanza dello spessore del materiale permettono di assicurare, per l’intero ciclo di vita del prodotto, la garanzia del grado di protezione IP iniziale dell’apparecchio contro l’intrusione di particelle solide e di liquidi.
La scelta dei materiali, le attenzioni assunte durante il processo di progettazione meccanica e l’utilizzo del poliuretano espanso per l’isolamento dei diversi elementi, permettono ai prodotti della famiglia Arcaled di essere immuni da fenomeni di corrosione galvanica.
Grazie al sistema REP (Reinforced Electrical Protection), brevettato internamente, gli apparecchi sono protetti da qualsiasi tipo di sovratensione. Tale sistema di protezione, aggiuntiva agli attuali livelli già garantiti dalla componentistica utilizzata (10 kV), è indice di un’accurata attenzione progettuale.
Il sistema di sicurezza multilivello anticaduta è costituito da un insieme di dispositivi di protezione studiati appositamente per evitare la caduta accidentale dell’apparecchio durante le operazioni di installazione e manutenzione. Il sistema, a più punti di ancoraggio, garantisce quindi lo svolgimento delle operazioni in totale sicurezza.
Il sistema di regolazione Easy Fix (Figura 10), progettato da Fael Luce, permette la regolazione dell’apparecchio sia secondo l’angolo azimutale sia rispetto al piano stradale, a mezzo di opportune viti di blocco di forma tale da rendere facile la loro maneggiabilità anche in cantiere, da personale dotato di guanti e indipendentemente dal meteo.
La qualità Arcaled è confermata da laboratori esterni accreditati: ogni prodotto, prima di essere immesso sul mercato, viene qualificato da un dossier di 114 documenti, tra certificati, risultati di test, prove superate e dichiarazioni di conformità alla Normativa di settore.
Il sistema ottico Safe-Tunnel
Una galleria sicura è una galleria ben illuminata. Una buona illuminazione è il risultato dello studio illuminotecnico, applicato ai materiali ed in considerazione delle Normative internazionali. La maggior parte dei Paesi ha i propri standard e requisiti in materia di illuminazione delle gallerie.
Fael Luce offre attività di consulenza per la progettazione su misura di ogni specifica galleria, portando la propria esperienza maturata a livello globale a supporto dei singoli progetti locali.
Il sistema ottico Safe-Tunnel del tipo a rifrazione, progettato e brevettato internamente da LAB-Light, consente di illuminare ogni tratto della galleria in funzione delle loro caratteristiche, garantendo alcuni principi fondamentali per la sicurezza dei conducenti:
- l’elevato comfort visivo consente di avere una maggior percezione degli ostacoli all’interno della galleria, aumentando così la sicurezza per i conducenti;
- la perfetta distribuzione fotometrica delle ottiche Safe-Tunnel unita all’ottima uniformità, permette di ridurre notevolmente l’abbagliamento;
- l’elevata resa cromatica degli apparecchi consente di individuare nitidamente i vari dettagli della galleria come la segnaletica orizzontale e verticale, ma soprattutto permette di percepire il colore degli oggetti riuscendo così a identificare immediatamente i segnali di pericolo da altri oggetti;
- flessibilità ottica.
In Figura 11 si riporta un esempio di illuminazione di una galleria dove schematicamente è possibile vedere l’applicazione delle varie ottiche in funzione della zona della galleria.
Smart4tunnel: la trasformazione digitale dell’illuminazione, adesso
Dalle soluzioni essenziali fino a più elaborate reti di connessione, i prodotti della Serie Arcaled offrono connettività e controllo completi sull’intero sistema di illuminazione di gallerie.
Aperto a tutte le soluzioni di ricetrasmissione dati, gli apparecchi Arcaled completi delle soluzioni Smart4tunnel possono integrare i dispositivi per la gestione remota dell’illuminazione di gallerie, assicurando agli utenti comfort, sicurezza, efficienza e notevoli risparmi energetici.
Il controllo intelligente dell’illuminazione delle gallerie offre un approccio dinamico alla realizzazione degli obiettivi di progetto, con la possibilità di rendere le infrastrutture sempre più connesse con i veicoli con conseguenti benefici per i diversi Stakeholder.
La Società Fael Luce
Fael Luce è l’Azienda di riferimento nella fornitura di impianti di illuminotecnica innovativi e sostenibili. L’ampia gamma comprende impianti di illuminazione per grandi aree ludiche e sportive, armature stradali, illuminazione di gallerie stradali, autostradali e ferroviarie, strutture industriali e commerciali.
Fondata nel 1965, con sede centrale ad Agrate Brianza (MB), Fael Luce ha conosciuto uno sviluppo molto consistente, che le ha permesso di essere presente in diversi mercati a livello mondiale, in cui esporta il 70% della sua produzione.
Bibliografia
[1]. Decreto 14 Settembre 2005 – Norme di illuminazione delle gallerie stradali (GU n° 295 del 20/12/2002).
[2]. UNI 11095 Febbraio 2021 – Luce e illuminazione – Illuminazione delle gallerie stradali.
[3]. UNI 11248 Novembre 2016 – Illuminazione stradale – Selezione delle categorie illuminotecniche.
[4]. UNI EN 13201-3 Febbraio 2016 – Illuminazione stradale – Parte 3: Calcolo delle prestazioni.
[5]. UNI EN 13201-2 Febbraio 2016 – Illuminazione stradale – Parte 2: Requisiti prestazionali.
[6]. CEI 64-20 Agosto 2015 – Impianti elettrici nelle gallerie stradali.
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