{"id":97607,"date":"2022-03-01T06:00:59","date_gmt":"2022-03-01T05:00:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/?p=97607"},"modified":"2022-03-15T17:27:45","modified_gmt":"2022-03-15T16:27:45","slug":"nuove-tecnologie-per-la-sicurezza-e-la-manutenzione-delle-gallerie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/tecnologie-e-sistemi\/nuove-tecnologie-per-la-sicurezza-e-la-manutenzione-delle-gallerie\/","title":{"rendered":"Nuove tecnologie per la sicurezza e la manutenzione delle gallerie"},"content":{"rendered":"

L\u2019Italia \u00e8 il Paese europeo con il maggior numero di gallerie, con circa 650 km di tunnel in esercizio sulla sola rete TERN (Trans European Road Network), e a livello mondiale \u00e8 seconda solamente al Giappone. Per questo, i temi della sicurezza in esercizio, di una corretta manutenzione strutturale e impiantistica ed il monitoraggio di un tunnel vestono un ruolo fondamentale per incrementare la capacit\u00e0 di esso a reagire o adattarsi con maggior successo agli effetti negativi di eventi, reali o potenziali, che influenzano l\u2019utilizzo del tunnel.<\/p>\n

\"sicurezza
1. Manutenzione e risanamento di una galleria stradale per aumentarne la resilienza<\/figcaption><\/figure>\n

Secondo il PIARC TC4.4 \u201cTunnels\u201d, la resilienza di una galleria \u00e8 definita, appunto, come \u201cla capacit\u00e0 di preparare e pianificare, resistere\/assorbire, riprendersi o adattarsi con maggiore successo (tempestivamente ed efficientemente) agli effetti negativi effettivi o potenziali di eventi o sviluppi che influenzino l\u2019utilizzo di una galleria. In questo contesto, un livello di sicurezza accettabile costituisce un vincolo imprescindibile per la disponibilit\u00e0 della galleria\u201d.<\/p>\n

Per migliorare la resilienza del tunnel e garantire lo sviluppo sostenibile del sistema infrastrutturale italiano, non si pu\u00f2 prescindere da una attenta verifica dello stato di sicurezza delle opere, da un continuo monitoraggio del mantenimento dei livelli di sicurezza attesi per l\u2019esercizio e la stabilit\u00e0 dell\u2019opera e dalla conseguente adozione delle misure di manutenzione sull\u2019opera e di mitigazione del rischio pi\u00f9 adeguate e di volta in volta necessarie.<\/p>\n

Al fine di una corretta gestione dell\u2019infrastruttura e degli interventi di manutenzione sull\u2019opera sia programmata che straordinaria, occorre che tutti gli elementi concorrenti a un impiego funzionale e sicuro del bene vengano monitorati e verificati in continuo: per questo, struttura, impianti, ambiente circostante e traffico devono essere monitorati con adeguati sensori. I dati letti dai sensori verranno poi raccolti e archiviati in apposite banche dati, per essere quindi impiegati in specifici algoritmi.<\/p>\n

\"sicurezza
2. La schermata EURAM<\/figcaption><\/figure>\n

Nel presente articolo vengono illustrate tecnologie innovative per l\u2019analisi del rischio dinamica (SCADRA) e i suoi effetti positivi sulla resilienza della galleria, nonch\u00e9 un approccio metodologico completo per l\u2019adeguamento di gallerie esistenti (https:\/\/www.prometeoengineering.it\/<\/a>).<\/p>\n

L\u2019aumento di resilienza nel tunnel tramite SCADRA<\/h4>\n

Uno strumento che pu\u00f2 aumentare significativamente la resilienza di un tunnel stradale \u00e8 il sistema SCADRA [1] per l\u2019analisi di rischio dinamica all\u2019interno di una galleria e l\u2019individuazione delle azioni, di volta in volta, pi\u00f9 adeguate per garantire livelli di sicurezza prefissati.<\/p>\n

SCADRA adotta la metodologia di analisi di rischio prevista dal D.Lgs. 264\/06 e in conformit\u00e0 alla metodologia dettagliata nelle Linee Guida ANAS denominata IRAM (Italian Risk Analysis Method), l\u2019unica esaminata dal CONSUP LL.PP. con voto n\u00b0 177\/05bis del 15\/12\/2005, implementata nel software EURAM.<\/p>\n

\"sicurezza
3. Il tunnel monitorato con SCADRA<\/figcaption><\/figure>\n

Lo SCADRA (Supervisory Control Acquisition and Dynamic Risk Analysis) raccoglie i dati sul traffico, sul sistema impiantistico, sull\u2019ambiente circostante e consente di avere una quantificazione costante (ogni 10\u00f715 minuti) nel tempo del livello di rischio istantaneo, anche a fronte di eventi eccezionali avversi, da confrontare sistematicamente con soglie di attenzione e di allarme in precedenza definite in rapporto ai valori di rischio dichiarati all\u2019Autorit\u00e0 Amministrativa [2].<\/p>\n

L\u2019analisi dinamica del rischio, quindi, consente di identificare le situazioni critiche in tempo reale e avvisare il centro di controllo del Gestore e gli utenti, ristabilire il livello di rischio a valori accettabili attraverso interventi sugli impianti o gestionali, pianificare la manutenzione ordinaria e straordinaria limitando gli interventi urgenti solo in caso di rischio elevato, nonch\u00e9 ridurre i tempi di intervento grazie ad una continua informazione sullo stato del traffico e della galleria.<\/p>\n

Il livello di rischio istantaneo \u00e8 rappresentato mediante la classificazione in quattro categorie di rischio mediante l\u2019emoticon (Figura 4).<\/p>\n

\"sicurezza
4. L\u2019interfaccia del livello di rischio istantaneo tramite emoticon<\/figcaption><\/figure>\n

Il raggiungimento del livello di rischio \u201cPre-Alert\u201d corrisponde al superamento del livello di rischio coerente con quello accettato dall\u2019autorit\u00e0 amministrativa. Al superamento di tale soglia, pertanto, il sistema suggerisce le misure gestionali che \u00e8 necessario intraprendere al fine di ricondurre il rischio a un livello accettabile.<\/p>\n

Qualora il livello di rischio cresca verso limiti di non accettabilit\u00e0 (Alert), se le misure proposte non sono in grado di ricondurre il rischio a un livello di accettabilit\u00e0, lo SCADRA potr\u00e0 segnalare anche la necessit\u00e0 di chiudere la galleria.<\/p>\n

Nel grafico dell\u2019andamento del rischio assoluto (Figura 5) sono evidenziati i parametri significativi che hanno determinato una variazione del rischio tale da ricondurlo ad un livello di attenzione (Livello Pre-Alert e Alert) e vengono anche indicate le azioni pi\u00f9 adeguate a indurre un contenimento del rischio per ristabilire le condizioni di sicurezza richieste.<\/p>\n

Dal 2019, il sistema SCADRA \u00e8 stato installato nelle Gallerie di Valico (A15 Autocamionale della Cisa), Rimazzano (A12 Autostrada Azzurra) e Melarancio (A1 Autostrada del Sole) e i risultati risultano chiari e coerenti tra di loro.<\/p>\n

Una nuova strada per migliorare la resilienza dei tunnel \u00e8 ormai avviata.\u00a0<\/em><\/p>\n

\"tunnel\"
5. Esempio di output nelle gallerie equipaggiate<\/figcaption><\/figure>\n

La manutenzione per l\u2019incremento di resilienza delle gallerie<\/h4>\n

Le gallerie, cos\u00ec come qualsiasi opera di ingegneria civile, sono soggette a deterioramento causato dall\u2019invecchiamento dei materiali da costruzione e dall\u2019interazione con il particolare ambiente circostante, che pu\u00f2 mettere a rischio la stabilit\u00e0 e la funzionalit\u00e0 delle opere, nonch\u00e9 la sicurezza degli utenti.<\/p>\n

Il comportamento delle opere in sotterraneo \u00e8 condizionato dal contesto geologico-geomeccanico nelle quali sono realizzate e dalla presenza di acque di falda, che possono comportare classi di esposizione molto severe.<\/p>\n

Nelle gallerie si osservano spesso anomalie e imperfezioni che, in molti casi, non hanno riflessi sul comportamento statico; in altri invece, occorre studiare con molta attenzione i reali riflessi sul comportamento dell\u2019opera negli anni a venire.<\/p>\n

Nel presente capitolo viene illustrato l\u2019approccio metodologico completo da seguire nell\u2019adeguamento di gallerie esistenti e le relative soluzioni progettuali che possono essere adottate in relazione alle anomalie individuate.<\/p>\n

\"manutenzione
6. Una galleria esistente ammalorata<\/figcaption><\/figure>\n

Troppo spesso anomalie ed imperfezioni del rivestimento che non hanno alcun riflesso sul comportamento statico del cavo, analizzate attraverso l\u2019applicazione di Linee Guida straniere (per esempio CETU), vengono trattate e curate come se fossero foriere di gravi problemi di stabilit\u00e0 dell\u2019opera.<\/p>\n

Tale approccio pu\u00f2 portare a un\u2019errata diagnostica, andando a confondere difetti, talvolta puramente superficiali, senza alcuna influenza sulla stabilit\u00e0 locale o globale dell\u2019opera, con sintomi di un deterioramento ben pi\u00f9 grave.<\/p>\n

La realizzazione degli interventi di manutenzione straordinaria in gallerie esistenti deve essere sempre preceduta da uno studio approfondito dello stato tenso-deformativo dell\u2019ammasso al contorno, gi\u00e0 condizionato dallo scavo eseguito, dello stato tenso-deformativo agente nel rivestimento delle gallerie, generalmente molto complesso a causa della storia costruttiva delle gallerie e delle caratteristiche strutturali del rivestimento, identificando e analizzando le anomalie funzionali e statiche eventualmente presenti.<\/p>\n

A partire da questi rilievi, prima di progettare gli interventi di ristrutturazione della galleria, bisogner\u00e0 raccogliere tutte le informazioni relative non solo allo stato della galleria in quel momento, ma anche all\u2019evoluzione e alle modifiche nel tempo della struttura.<\/p>\n

Per la valutazione dello stato di sicurezza delle opere, risulta difatti necessaria l\u2019attuazione di campagne di monitoraggio propedeutiche volte ad acquisire una quantit\u00e0 significativa di dati, sulla base dei quali sviluppare lo studio ingegneristico della problematica in oggetto.<\/p>\n

\"Lo
7. Lo schema di back-analysis<\/figcaption><\/figure>\n

Contestualmente alle indagini, deve essere condotta un\u2019ispezione visiva delle gallerie nel corso della quale \u00e8 possibile individuare e classificare eventuali anomalie sulla base delle indicazioni fornite dalla letteratura di riferimento nazionale e internazionale, distinguendo gli ammaloramenti superficiali dalle situazioni pi\u00f9 critiche, che possono essere correlate a sofferenze statiche.<\/p>\n

Quando per\u00f2 la galleria presenta problematiche di tipo strutturale, anche locali, tali da condizionare la sicurezza dell\u2019opera, non possono soltanto essere adottati interventi predefiniti per risolvere le anomalie riscontrate, ma risulta necessario determinare i coefficienti di sicurezza della struttura attraverso idonei modelli di calcolo in campo elasto-plastico sviluppati a partire da un approccio di back-analysis necessario per ricostruire la presunta situazione attuale per le diverse condizioni al contorno (Figura 8).<\/p>\n

Per poter progettare correttamente gli interventi di ripristino strutturale, risulta difatti necessario interrogarsi sulle cause che hanno determinato una specifica problematica, ad esempio causata da modifiche delle condizioni al contorno delle gallerie che, specie in presenza di terreni plasticizzati e materiali ormai degradati, possono mettere in crisi la sicurezza statica delle opere.<\/p>\n

Tali modelli, capaci di simulare l\u2019interazione della struttura con il terreno circostante, possono fornire la conoscenza del reale coefficiente di sicurezza della galleria e individuare eventualmente gli interventi di risanamento e l\u2019utilizzo delle tecnologie pi\u00f9 opportune per garantire l\u2019incremento dei coefficienti di sicurezza delle opere e la durabilit\u00e0 degli interventi nel lungo periodo.<\/p>\n

\"\"
8. L\u2019intervento di risanamento<\/figcaption><\/figure>\n

Conclusioni<\/h4>\n

In Italia ci sono oltre seicento gallerie, molte delle quali costruite prima degli anni Novanta e immerse in terreni spesso molto scadenti. Questa caratteristica impone una particolare attenzione al tema della resilienza delle opere in sotterraneo.<\/p>\n

L\u2019incremento di resilienza delle gallerie si ottiene principalmente attraverso la ricerca di un miglioramento continuo della sicurezza in esercizio del tunnel (applicando il monitoraggio dinamico delle condizioni di rischio in galleria tramite SCADRA) e una manutenzione mirata che tenga conto dell\u2019invecchiamento dei materiali da costruzione e dell\u2019interazione dell\u2019opera con l\u2019ambiente, che possono mettere a rischio la stabilit\u00e0 e la funzionalit\u00e0 dell\u2019infrastruttura, nonch\u00e9 la sicurezza degli utenti.<\/p>\n

Grazie al progresso tecnico e tecnologico in atto nel campo della sicurezza in esercizio e per la manutenzione di gallerie esistenti si riescono a raggiungere obiettivi di sicurezza e qualit\u00e0 delle opere mai visti in passato.<\/p>\n

Il sistema SCADRA per la sicurezza in esercizio e la metodologia proposta per la manutenzione e il monitoraggio in galleria rappresentano concrete innovazioni per l\u2019incremento della resilienza dei tunnel.<\/p>\n

Bibliografia<\/h4>\n

[1]. A. Focaracci – \u201cIl sistema SCADRA\u201d, \u201cStrade & Autostrade\u201d n\u00b0 137 Settembre\/Ottobre 2019, pagg. 36-39.<\/p>\n

[2]. A. Focaracci, L. Martirano, G. Greco – \u201cSmart Tunnel and Dynamic Risk Analysis\u201d, IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 56, n. 3 May\/June 2020.<\/p>\n

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