Lo sviluppo della rete autostradale italiana vede una sempre maggiore incidenza di tratte in sotterraneo, che riducono i costi del trasporto e la frazione di territorio sottratto dall’infrastruttura viaria. Questo fa sì che gli impianti di galleria acquisiscano un peso sempre maggiore nel bilancio energetico delle operre e nella sicurezza della circolazione stradale.
In questo contesto si è inserito il progetto TESEO, frutto della collaborazione fra Project Srl, Autostrade per l’Italia e UniFI, con i suoi Dipartimenti di Ingegneria Civile e Ambientale (DICeA) e di Meccanica e Tecnologie Industriali (DMTI). Nell’arco di due anni di campagne di acquisizione dati ed attività sperimentali, sono stati individuati i principali ambiti nei quali sviluppare soluzioni ad alto impatto per l’efficienza e la sicurezza.
L’impianto di illuminazione
Il progetto dell’illuminazione prevede un coefficiente di manutenzione tale da compensare la perdita di prestazioni fra due manutenzioni successive, con l’effetto che i corpi illuminanti alimentati a potenza nominale di fatto sovra illuminano la galleria.
Il ricalcolo secondo il metodo dinamico della curva di luminanza, che permette di adeguare l’impianto operando sull’intensità dei singoli corpi illuminanti per far sì che la luminanza stradale corrisponda all’effettiva esigenza, unito alla tecnologia LED, permette di ridurre del 30% le potenze impiegate senza inficiare la sicurezza.
Grazie allo sviluppo di algoritmi per estrarre dai flussi video il valore della luminanza stradale puntuale, si è potuto disporre di una misura dell’efficacia dell’impianto altrimenti indisponibile senza l’introduzione di ulteriori sonde.
Apposite librerie software hanno consentito di condividere con i sistemi di supervisione i parametri di ciascun corpo illuminante, superando le tradizionali architetture che prevedono la regolazione a gruppi. Utilizzando la luminanza puntuale come variabile di retroazione, è stato sviluppato un sistema di regolazione che permette raggiungere la luminanza necessaria, traducendosi in una riduzione dei consumi pari a circa il 10%. La stessa tecnologia applicata agli imbocchi comporta una riduzione di circa il 9%. Sono stati inoltre realizzati algoritmi per l’elaborazione degli storici grazie ai quali è possibile ottimizzare la pianificazione degli interventi di manutenzione.
L’impianto di ventilazione
I ventilatori assiali permettono la diluizione degli inquinanti prodotti dai veicoli limitando l’esposizione dei viaggiatori. Intervengono anche in caso di incendio, per controllare la stratificazione dei fumi e consentire l’evacuazione in sicurezza degli utenti.
E’ stato realizzato un sistema di regolazione basato su PID, con apposite interfacce per l’analisi dei consumi, della velocità dell’aria e di configurazione dei parametri che permettono di ottimizzare il funzionamento dell’impianto. Assieme all’introduzione di inverter, si stima una riduzione di circa il 20% dei consumi, oltre ad una migliore precisione dell’impianto.
Simulazione e protocolli di emergenza
Inoltre, raccogliendo misure di traffico prima, dopo e all’imbocco della galleria, sono stati perfezionati modelli comportamentali dello stile di guida degli utenti ed integrati in esperimenti di microsimulazione applicati a scenari di emergenza. L’analisi degli scenari ha migliorato l’attendibilità dei modelli di formazione e deflusso delle code, grazie alla quale è possibile sviluppare protocolli mirati ad ottimizzare l’intervento dei soccorritori.
Conclusioni
La partnership formatasi con questo progetto si è dimostrata vincente nel generare soluzioni innovative ed efficaci, dando pronta capacità di concretizzazione ai frutti dell’attività di ricerca ed instaurando sinergie importanti anche in termini di ricaduta occupazionale sul territorio (il progetto ha creato dieci posti di lavoro per Ricercatori e Neolaureati). Grazie anche alla Regione, che ha sostenuto il progetto di ricerca con le risorse del POR CReO FESR 2007-2013, si è creato in seno alla Toscana un centro di eccellenza nella ricerca e nello sviluppo di soluzioni applicate al contesto dei trasporti su strada.