Riferimenti normativi ed esigenze delle gallerie in relazione ai sistemi antincendio, nell ambito della sicurezza nel suo complesso

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1 Riferimenti normativi ed esigenze delle gallerie in relazione ai sistemi antincendio, nell ambito della sicurezza nel suo complesso Ing. Alessandro Focaracci

2 Dopo 10 anni dai tragici incidenti del Monte Bianco, Gottardo e Tauri, la concezione e la redazione dei progetti della sicurezza di molte gallerie nuove o esistenti hanno portato a sviluppare una grande quantità di soluzioni innovative. Il nuovo quadro normativo ha fatto propria la nuova impostazione progettuale per la sicurezza in galleria basata sulla valutazione quantitativa e probabilistica del rischio. ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 2

3 NORMATIVA SULLA SICUREZZA IN GALLERIA Gallerie Stradali Direttiva 2004/54/CE Relativa ai requisiti minimi di sicurezza per le gallerie della rete stradale transeuropea D. Lgs 264/06 Attuazione della direttiva 2004/54/CE in materia di sicurezza per le gallerie della rete stradale transeuropea Linee Guida per la Progettazione della Sicurezza nelle Gallerie Stradali ANAS (2009) Gallerie Ferroviarie Decreto 28/10/2005 Sicurezza nelle gallerie ferroviarie Decisione 2008/163/CE relativa alla specifica tecnica di interoperabilità concernente la «sicurezza nelle gallerie ferroviarie» nel sistema ferroviario transeuropeo convenzionale e ad alta velocità ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 3

4 INNOVAZIONE NELLA PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DELLA SICUREZZA IN GALLERIA APPROCCIO PROGETTUALE Progettazione integrata della sicurezza dell opera basata sull analisi di rischio (Metodo IRAM, ALARP Costi-Sicurezza) MATERIALI DA COSTRUZIONE Resistenza al fuoco delle strutture in calcestruzzo (spalling, alte temperature) SISTEMI DI SICUREZZA Uscite di emergenza (Via di esodo sospesa, By-pass modulari) Illuminazione a LED (ordinaria, indicazione vie di fuga) Ventilazione a controllo elettronico per gestione fumi e risparmio energetico (Inverter a bordo, Software di gestione) Spegnimento automatico (Monitori a schiuma in galleria) GESTIONE DELLA SICUREZZA Piani di emergenza (Procedure di gestione ottimizzate, Analisi degli scenari, Simulazioni) ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 4

5 F (1/year) APPROCCIO PROGETTUALE 1.0E E E-02 Not Acceptable Risk 1.0E E-04 ALARP 1.0E E E-07 Acceptable Risk 1 10 N (fatalities) Tolerable Risk ANAS Standard Acceptable Risk Italian Tunnel ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 5

6 F (1/year) ITALIAN RISK ANALYSIS METHOD-IRAM La progettazione della sicurezza in galleria deve riferirsi: al comportamento degli utenti in caso di emergenza alle caratteristiche dell infrastruttura (tipologie costruttive,vie di fuga, imbocchi,..); alle caratteristiche dell esercizio: la tipologia ed il funzionamento delle dotazioni impiantistiche e di sicurezza (antincendio, ventilazione,illuminazione) La metodologia atta ad analizzare i diversi contributi delle misure adottate per incrementare la sicurezza nei tunnel è 1.0E E E E E E E E-07 Not Acceptable Risk ALARP Acceptable Risk 1 10 N (fatalities) Analisi di Rischio Rail Tunnels (km) Unidirectional Road Tunnels (km) Bidirectional Road Tunnels (km) Autostrade per l Italia ANAS SINA SAT Strada dei Parchi Strada dei Marmi RFI 4 IRAM (Italian Risk-Analysis Method) è stato applicato a più di 300 gallerie stradali e ferroviarie Tolerable Risk ANAS Standard Acceptable Risk Italian Tunnel ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 6

7 METODOLOGIA IRAM DI PROGETTAZIONE DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 7

8 Distanza [m] i Probabilità di accadimento [-] i F (1/year) IRAM (Italian Risk- Analysis Method) è un metodo quantitativo e probabilistico IRAM Albero degli Eventi-Sistemi di sicurezza Monitoring- Communication Ventilation Lighting Detection P K S 1 1-P K Triggering Events S j IRAM considera le prestazioni dei sistemi di sicurezza standard ed innovativi Analisi statistica degli incidenti Dati di traffico rilevati Distribuzione di Poisson Simulazione statistica incendi-rilasci-esplosioni S E E E E E-04 Not Acceptable Risk ALARP Step 3-Current level of safety- Risk Analysis Step 5-Expected level of safety- Risk evaluation-risk reduction Step 4-Renovation program E Numero incidenti (10^8 v km) Simulazione statistica esodo E E-07 Acceptable Risk 1 10 N (fatalities) Tolerable Risk Existing tunnel Upgraded tunnel (Risk reduction) Acceptable Risk Upgraded tunnel (Tolerable risk) Tempo [s] Calcolo curve FN Criterio assoluto ALARP ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 8

9 MATERIALI DA COSTRUZIONE ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 9

10 RESISTENZA AL FUOCO DELLE STRUTTURE IN GALLERIA GALLERIE STRADALI D.Lgs 264/06 La struttura principale di tutte le gallerie in cui un cedimento locale della struttura possa avere conseguenze catastrofiche, come ad esempio le gallerie sommerse o le gallerie che possono causare il cedimento di importanti strutture adiacenti, deve assicurare un livello sufficiente di resistenza al fuoco. GALLERIE FERROVIARIE Specifiche Tecniche di Interoperabilità (STI) L'integrità della struttura deve mantenersi, in caso di incendio, per un periodo sufficientemente lungo per consentire l'autosoccorso e l'evacuazione dei passeggeri e del personale e l'intervento delle squadre di soccorso senza il rischio di crollo strutturale. Deve essere valutato il comportamento in caso di incendio della superficie finita della galleria, sia essa costituita da roccia o rivestita in calcestruzzo. Essa deve resistere alla temperatura dell'incendio per un determinato periodo di tempo. DM 28/10/2005 Per le gallerie di lunghezza superiore a 2000 m, le strutture delle opere in sotterraneo dovranno avere le caratteristiche di resistenza al fuoco non inferiore a R 120, da valutare con la curva di incendio (UNI 11076). ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 10

11 CURVE TEMPERATURA-TEMPO NELLE DIVERSE NORMATIVE STI DM 2005 TEST REALE EUROCODICI-NTC ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 11

12 Temperatura [ C] VISUALIZZAZIONE DEL FENOMENO DELLO SPALLING (INCENDIO DI POZZA) ISO HC UNI-EN EUREKA 400 MLB-PROVA 1 MLB-PROVA MLB-PROVA 3 MLB Prova Pozza Runehamar TEST Tempo [min] ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 12

13 VISUALIZZAZIONE DEL FENOMENO DELLO SPALLING 7 cm in 10 ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 13

14 CONCIO DI NUOVA CONCEZIONE ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 14

15 SISTEMI DI SICUREZZA ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 15

16 SISTEMI DI SICUREZZA PER LE GALLERIE Uscite di emergenza (54/2004/CE 2.3): consentono agli utenti della galleria di abbandonare quest ultima a piedi e raggiungere un luogo sicuro (omissis). Esempi di tali uscite di emergenza sono: uscite, dirette, verso l esterno della galleria, gallerie trasversali tra fornici della galleria, uscite verso una galleria di emergenza, Rifugi con vie di fuga separate dal fornice della galleria. Illuminazione di evacuazione (54/2004/CE 2.8): quali segnali luminosi di evacuazione, posti a un'altezza non superiore a 1.5 m, devono guidare gli utenti della galleria che sgombrano la galleria a piedi, in caso di emergenza Ventilazione (54/2004/CE 2.9): in tutte le gallerie di lunghezza superiore a 1000 m e con un volume di traffico superiore a 2000 veicoli per corsia deve essere installato un impianto di ventilazione meccanica. Erogazione idrica (54/2004/CE 2.11): deve essere prevista l'erogazione idrica per tutte le gallerie vicino ai portali e all interno delle gallerie devono essere disponibili idranti a intervalli non superiori a 250 m ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 16

17 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL La via d Esodo Sospesa 1- La via d Esodo Sospesa è un camminamento di dimensioni tali da consentire un facile esodo a cui si accede attraverso scale di accesso, collegata all interno di cameroni laterali o piazzole di sosta. 2- La forma del camminamento può essere trapezia o rettangolare ed è collegata attraverso tiranti o piastre bullonate. La struttura sarà protetta da materiali in grado di abbattere le temperature. 3- Il camminamento poi uscirà all esterno in prossimità di un imbocco della galleria, dove saranno attrezzate le aree dedicate alla gestione dell emergenza. ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 17

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19 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL La via d Esodo Sospesa Tale struttura permette di ottenere i seguenti vantaggi rispetto a soluzioni tradizionali: industrializzazione del processo di realizzazione. Limitati costi di produzione Posa in opera in tempi brevi Questa soluzione progettuale per le vie di fuga e anche adatta all adeguamento di gallerie esistenti sprovviste di vie d esodo. Spesso queste gallerie hanno dimensioni della sezione trasversale da rendere necessario un abbassamento del piano stradale. Costi maggiori ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 19

20 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL La via d Esodo Sospesa Risultati dei test Sensori di temperatura ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 20

21 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL Uscite di emergenza: modulo by pass prefabbricato Una via di fuga protetta è una zona destinata all esodo delle persone in sicurezza, e deve essere quindi: sufficientemente illuminata, mantenuta libera dai fumi ed in sovrappressione rispetto alla galleria mediante ventilazione naturale o forzata, separata dalla galleria mediante strutture e porte caratterizzate da un grado di compartimentazione REI 120. Per quanto concerne le vie di fuga, fra gli interventi di tipo passivo che in caso di emergenza si possono attuare in una galleria a due fornici paralleli, uno dei più importanti è senza dubbio costituito dalla disponibilità di collegamenti trasversali tra i fornici stessi, che prendono il nome di bypass.. ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 21

22 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL Uscite di emergenza: modulo by pass prefabbricato Tube B Il by-pass prefabbricato risponde pienamente all'esigenza di esodo in sicurezza degli utenti, in quanto possiede caratteristiche di compartimentazione (impedisce il passaggio di fiamma, gas e fumi), isolamento termico (limita il passaggio di calore) e conservazione della funzionalità (conserva la propria integrità strutturale per almeno 120 minuti in caso di incendio). In altre parole si realizza una struttura REI 120 a tutti gli effetti. Cross connection Tube A ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 22

23 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL Illuminazione di evacuazione L illuminazione di sicurezza deve essere in grado di assicurare: l indicazione chiara e non ambigua delle vie di fuga, garantita anche dalla guida fisica e luminosa del corpo illuminante, l illuminazione delle vie di fuga, individuazione delle dotazioni di sicurezza a servizio degli utenti l indicazione del verso di percorrenza, in allontanamento dal luogo di incendio La soluzione innovativa è una via di uscita dinamica che oltre a provvedere all illuminazione indirizza gli utenti verso le uscite in caso di emergenza. ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 23

24 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL Procedure automatizzate per la gestione della ventilazione. Specifiche procedure per il controllo della ventilazione devono essere implementate in funzione dei diversi scenari incidentali possibili, individuati dall analisi di rischio e affrontati negli aspetti procedurali secondo i criteri adottati nel piano di gestione dell emergenza. ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 24

25 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL Ventilatori a controllo elettronico e algoritmi di gestione I ventilatori di tipo innovativo sono caratterizzati da elevata efficienza aeraulica e sono dotati di controllo elettronico della velocità di rotazione mediante inverter installato a bordo. FAN SUSPENSIO N MUFFLER ELECTRONIC MODULE MUFFLER STAINLESS STEEL IMPELLER FAN SUSPENSION STAINLESS STEEL IMPELLER FAN SUSPENSION ELECTRONIC MODULE RADIAL MOUNTING SYSTEM I ventilatori di nuova generazione presentano i seguenti vantaggi: eliminazione delle armoniche nelle linee di alimentazione elettrica. Riduzione dei costi di tutto l'impianto elettrico ( sezioni cavi, interruttori, quadri elettrici, gruppi elettrogeni,canaline, trasformatori,ecc.). Incremento del fattore di potenza a valori superiori a 0,96. Controllo della velocità con eliminazione di eventuali fenomeni di controreazione tra ventilatori installati in parallelo che causano perdite di carico. Riduzione dei tempi di frenatura ed inversione di marcia. Eliminazione dei fenomeni di corrosione sulle pale. Riduzione del consumo energetico a parità di prestazioni. Eliminazione della cassetta di arrivo e sezionamento ventilatore. Riduzione dei costi per minor potenza installata ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 25

26 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL Impianti di spegnimento automatici con l utilizzo di monitori distribuiti A intervalli regolari lungo la parete della galleria sono distribuite stazioni di intervento e controllo costituite da un monitore telecomandato da lt./min. con valvola motorizzata, un quadro elettrico, rilevatori di fiamma e telecamere a luce visibile e infrarossa La possibilità di intervenire con impianti antincendio robotizzati di elevata portata nei primi istanti dell insorgere dell incendio garantisce di ottenere un numero notevole di vantaggi con corrispondenti risultati in termini di salvabilità degli utenti in galleria : si contrasta l insorgere dell incendio aumentando le possibilità di riduzione o spegnimento; si ritarda il flash over; si ritarda la produzione di gas tossici ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 26

27 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL Impianti di spegnimento automatici con l utilizzo di monitori telecomandati su carrello aereo Lungo l'intera galleria viene installata una rotaia aerea nella quale sono integrate anche le alimentazioni di acqua o miscela schiumogena antincendio, di energia elettrica e la dorsale di trasmissione dati in fibra ottica. ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 27

28 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL Impianti di spegnimento automatici con l utilizzo di monitori telecomandati su carrello aereo ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 28

29 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL SPRINKLER Sistema standard Destratificazione dei fumi Buona copertura Elevata quantità d acqua Manutenzione Sezione trasversale m 3 m Sezione longitudinale ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 29

30 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL SISTEMA A DILUVIO Copertura con lacune Ugelli ad altezza uomo Elevate quantità di acqua Sezione trasversale m 2 m Sezione longitudinale ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 30

31 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL MONITORI DISTRIBUITI Getti concentrati solo sul focolaio Ridotta quantità di acqua Copertura buona Sezione trasversale m Sezione longitudinale ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 31

32 INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER L INCREMENTO DELLA SICUREZZA NEI TUNNEL MONITORI SU CARRELLO Getti concentrati solo sul focolaio Ridotta quantità di acqua Copertura ottima Manutenzione Sezione trasversale m Sezione longitudinale ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 32

33 Grazie per l attenzione ing. A. Focaracci - Prometeoengineering.it 33