TITOLO LAVORO: LAVORO: Adeguamento impianti galleria Valsassina di attraversamento Lecco. PRESTAZIONE: Progettazione Definitiva, Coordinamento Sicurezza in fase progettuale, Direzione lavori operativa. DELL OPERA:: eseguita ed in esercizio. STATO DELL OPERA DIRETTO:: Studio Professionale Associato Ingg. Ferro e INCARICO DIRETTO Cerioni ora Responsabile Progettazione: Prof. Ing. Vincenzo Ferro COMMITTENTE:: ANAS Compartimento della Lombardia (Milano) COMMITTENTE PERIODO Progettazione Definitiva : 2003-2004 PERIODO Direzione lavori operativa : 2005-2006 PREMESSA SULLA GALLERIA DELLA VALSASSINA Le gallerie stradali richiedono oggi una serie di dotazioni impiantistiche necessarie sia a garantire adeguate situazioni di comfort fisiologico, sia idonee condizioni di sicurezza agli utilizzatori. La tipologia degli impianti da eseguire nelle gallerie stradali è funzione dei vari parametri, che caratterizzano le gallerie stesse, fra i quali si possono elencare principalmente la lunghezza della galleria, la sua geometria, la sua uni- o bi-direzionalità di percorrenza, l ubicazione urbana od extra urbana, l intensità ed il tipo di traffico, il controllo degli ingressi. L aspetto della sicurezza ed il basso impatto ambientale costituiscono oggi due fra gli elementi di maggiore importanza. Le condizioni di esercizio di una galleria devono quindi tenere in particolare conto le condizioni di rischio e di pericolo dovute a: - valori dei limiti ammissibili per la concentrazione degli inquinanti (CO, NOx, SOx, etc) prodotti dal flusso veicolare; - valori limiti di opacità dell aria, dovuta sia alle emissioni dei fumi da motori diesel, sia al particolato derivante dall usura dei pneumatici, del manto stradale, dei ceppi dei freni; - presenza di sostanze pericolose, quali sostanze infiammabili, tossiche ed esplosive, dovute al transito dei mezzi e delle merci trasportate; - possibilità di sviluppo di incendio, per incidenti o guasti degli autoveicoli. Per ovviare a tali situazioni occorre quindi prevedere sistemi idonei alla gestione delle gallerie entro livelli di sicurezza accettabili, fra i quali si elencano : - efficienti impianti di ventilazione e di illuminazione; - impianti di controllo atmosferico e del traffico; - vie di fuga ed uscite di sicurezza per gli utenti: - possibilità e vie di accesso per i mezzi e le squadre di soccorso; - sistemi di controllo da posti remoti, quali Tvcc, impianto radio isofrequenziale; - impianti di rilevazione incendi; - impianti SOS, impianti di TVcc e di rilevazione automatica di incidenti; -impianti di estinzione ad acqua in pressione e mezzi di estinzione portatili di primo intervento; - segnaletica luminosa e pannelli a messaggio variabile; - sistemi di controllo centralizzato. Per la galleria in oggetto e svincoli annessi, tenendo conto delle loro caratteristiche e della loro preesistenza edile, che comporta ovviamente la necessità di alcuni compromessi impiantistici, è stata prevista la realizzazione degli impianti nel seguito indicati: 1.1 impianto elettrico di alimentazione generale (cabine MT/BT); 1.2 impianto di ventilazione con immissione di aria esterna ed estrazione dei fumi da incendio; 1.3 impianto di controllo dell atmosfera in galleria; 1.4 impianto di rilevazione di incendio; IMPORTO LAVORI : 14.272.450,00 Classe III a 670.116,00 Classe III b 5.805.699,00 Classe III c 7.796.635,00 Corografia galleria Valsassina 1.5 impianto di controllo del traffico; 1.6 impianto di illuminazione; 1.7 impianto di TVcc e DAI; 1.8 impianto di segnaletica e semaforico; 1.9 impianto di richiesta di soccorso (SOS); 1.10 impianto antincendio ad acqua in pressione; 1.11 sistema di controllo generale (Gestione Tecnica Centralizzata, G.T.C.). Gli impianti menzionati dal punto 1.1 al punto 1.5 sono oggetto del progetto realizzato dalla Ferro Ingegneria s.r.l., già Studio Ing. Ferro e Cerioni, mentre quelli contemplati dal punto 1.6 al punto 1.11 sono oggetto di altro progetto. Per quanto attiene il sistema di Gestione Tecnica Centralizzata (G.T.C.) va osservato che esso è oggetto di questo progetto per quanto attiene gli impianti detti in 1.1 1.5 mentre per quanto riguarda gli impianti detti in 1.6 1.10 esso è oggetto di altro progetto. Tutto il progetto dal punto 1.1 al punto 1.11 è stato coordinato dal Prof. Ing. Vincenzo Ferro su incarico Compartimento ANAS Milano. I due progetti sono peraltro correlati e coordinati in un unico impianto di G.T.C. Sono inoltre eseguite le opere di metalleria complementari all esecuzione degli impianti all interno delle centrali di ventilazione, quali scale, passerelle, deflettori, griglie presa aria esterna ed espulsione, le opere edili di protezione delle polifore di contenimento dei cavi elettrici in galleria, ecc. SINTESI DEGLI IMPIANTI PREVISTI Nel seguito viene riportata una descrizione sintetica del progetto, riguardante essenzialmente l impianto di ventilazione meccanica, il controllo centralizzato degli impianti e lo studio della ventilazione in caso di incendio in galleria. IMPIANTI ELETTRICI DI ALIMENTAZIONE GENERALE Sono previste cinque cabine elettriche così denominate: 1 - Cabina Centrale Lecco (Via Cimabue); 2 - Cabina Ospedale; 3 - Cabina Bione; 4 - Cabina Centrale Bione; 5 - Cabina Poggi. Le cabine 1, 2, 4 e 5 sono alimentate da rete ENEL a 15 kv e sono disposte in appositi locali di consegna e di misura, annessi alle cabine stesse e con accesso diretto da strada pubblica. L impianto di consegna in MT è alimentato in entra-esci. La cabina 3 Bione è alimentata in MT dalla cabina della Centrale Bione. Sono previsti generatori elettrici di emergenza, in grado di alimentare tutti i carichi privilegiati al servizio della galleria. Nelle cabine avviene la trasformazione della tensione da 15 kv a 400/690 V. L alimentazione in BT a 400 V è la tensione utilizzo di tutte le apparecchiature, tranne per taluni gruppi di ventilatori assiali ad induzione disposti in volta alla galleria, per i quali è prevista l alimentazione a 690 V e per taluni luoghi sicuri. Dalle cabine si deriva anche l alimentazione per tutte le utenze della galleria, con percorsi in cavidotti appositi fino all imbocco della galleria, e quindi in cavidotto costituito da polifora con tubazioni in PVC pesante diametro 200 mm, correnti a rastrelliera e contenute in struttura in cls o comunque disposta nel paramento della galleria, sopra il marciapiede. Dalla polifora, in idonei cassoni, si alimentano le varie apparecchiature con percorsi verticali in apposite crene ricavate nella parete della galleria. Per tutti gli impianti in galleria (impianto di ventilazione, impianto di controllo atmosferico, impianto rilevazione incendi, impianto di rilevamento del traffico nonché impianti di illuminazione, impianto SOS, impianto Tvcc e DAI, impianto per la segnaletica), considerati impianti di sicurezza, i cavi previsti sono del tipo resistenti al fuoco 3 ore a 750 C del tipo FTG10 (O) M1 CEI 20-36; CEI 20-45. Sempre ai fini della sicurezza, a mezzo di gruppi di continuità (UPS), ubicati nelle cabine, viene garantita l alimentazione ad una serie di utenze costituite da impianti di controllo atmosfera, illuminazione di emergenza, semafori, cartelli segnaletici, colonnine SOS, controllo del traffico, rilevazione incendi, sistema di controllo generale. I gruppi di continuità hanno autonomia 30'. I gruppi di continuità consentono l alimentazione delle utenze servite, anche in caso di caduta della rete ENEL e per l intervallo di tempo necessario per la partenza dei generatori elettrici di emergenza, per il tempo di 30 sopra indicato. 1/5
IMPIANTI DI VENTILAZIONE E DI ESTRAZIONE FUMI La galleria in oggetto costituisce, come già richiamato, una rete complessa con quattro portali di imbocco-sbocco e con quattro interconnessioni fra fornice principale e svincoli secondari. Per una siffatta galleria a percorrenza bidirezionale, nelle varie condizioni previste di massimo traffico scorrevole, di traffico congestionato o bloccato, le azioni interferenti dei vari parametri fluidodinamici (resistenze passive, pistonamento dei veicoli, condizioni meteo agli imbocchi, tiraggio termico naturale) sono tali da richiedere una ventilazione meccanica, di potenza variabile a seconda delle circostanze. Inoltre, in caso di incendio in galleria, l impianto di ventilazione previsto deve essere in grado di estrarre i prodotti della combustione (fumi), localmente nella zona in cui l incendio si sviluppa, mediante apposito canale di estrazione in volta, evitando la destratificazione dei fumi ed il loro spostamento lungo la galleria rispetto alla localizzazione dell incendio. Tale spostamento è particolarmente evidente nella galleria in oggetto, per effetto del notevole tiraggio termico (convezione termica) che si manifesta per le differenti temperature dell aeriforme fra l interno del fornice, nella zona dell incendio e l ambiente esterno, tenuto conto della rilevante pendenza della galleria stessa, pendenza di 4,2% come valore medio. L impianto di ventilazione è pertanto costituito da alcune batterie di ventilatori ad induzione, disposte in volta alla galleria principale ed agli svincoli e da due centrali di ventilazione, una denominata Centrale Lecco e l altra Centrale Bione. Nelle centrali sono disposti ventilatori assiali di adeguata potenza, idonei a ventilare la galleria con aria esterna (aria fresca, AF) e ad estrarre dalla galleria aria di lavaggio od esausta (AV) ovvero fumi da incendio. Le centrali sono collegate ad appositi canali, disposti in volta alla galleria e dotati di bocchette tarate e di serrande motorizzate per la mandata di AF e per l estrazionedi AV o dei fumi da incendio. Per il funzionamento in condizioni di traffico normale, è sufficiente la ventilazione longitudinale del fornice principale e degli svincoli attuata con i ventilatori ad induzione a partire dai portali di Lecco, Poggi ed Ospedale. L aria convogliata verso la centrale di Bione, viene estratta sia mediante la grossa serranda di presa disposta in volta alla galleria sotto la centrale, sia mediante il canale AV disposto a monte ed a valle della centrale stessa. In condizioni di traffico di punta è possibile immettere AF anche attraverso il canale a funzionamento reversibile alimentato dalla centrale di Lecco e dai canali AF della Centrale di Bione, estraendo AV dalla centrale di Bione. In caso di incendio i fumi vengono estratti localmente dal canale in volta, aprendo un numero adeguato di serrande centrate sul tronco sede dell incendio e chiudendo tutte le rimanenti serrande del canale. Nel contempo viene ridotta, mediante l azionamento di batterie dei ventilatori ad induzione, la velocità longitudinale dell aeriforme (miscela aria-fumi) in modo da favorire l estrazione dei fumi e da evitarne lo spostamento nelle zone a monte ed a valle dell incendio, occupate da veicoli fermati dall incendio. L avviamento del sistema di estrazione e di ventilazione in caso di incendio ed il blocco del traffico in ingresso agli imbocchi avvengono con sequenza automatica dal posto di controllocentralizzatodi Bellano (P.C.C.). Ai fini della ventilazione in caso di incendio, i ventilatori ad induzione sono del tipo resistenteal fuoco per 90 minuti primi a 400 C. STRUMENTI E SISTEMA PER IL CONTROLLO DELL ATMOSFERA E DEL TRAFFICO IN GALLERIA E previsto un impianto per il controllo dell atmosfera in galleria, con il compito sia di monitorare la qualità dell aria all interno della galleria stessa, sia di comandare il numero di ventilatori ad induzione e quelli assiali di centrale in funzione dell emissioni risultanti dalle immissioni degli autoveicoli. Misuratore CO, NO, OP e della velocità dell aria. La strumentazione per il controllo dell atmosfera in galleria è costituita da una serie di apparecchi per il rilievo di: - Ossido di carbonio (CO), misurato in p.p.m. [parti per milione] mediante analizzatori di CO (banda di lunghezzad onda 4,5 4,9 µm); - Ossido di Azoto (NO), misurato in p.p.m. mediante analizzatore di NO (banda 5,1 5,6 µm). - Particolato o fumi emessi dalla combustione del gasolio e da polveri dovute al traffico, che danno luogo ad una riduzione della visibilità; tale parametro viene misurato come coefficiente di estinzione k [m -1 ], mediante opacimetri (OP). Per quanto attiene il CO e l NO, vengono installati misuratori del tipo ad assorbimento nel campo dell infrarosso da parte delle molecole del CO e dell NO. Schema della galleria con indicazione impianti di ventilazione e di estrazione fumi da incendio Per i misuratori di OP, viene usato un analizzatore dell opacità dell aria di tipo ottico, basato sull assorbimento di un fascio luminosodi lunghezzad onda specifica. Stantela complessità della galleria sono previsti 11 misuratori di CO, NO, ed OP. In prossimità di ciascun imbocco ed all'interno della galleria, sono installati 18 misuratori di velocità dell aria in galleria. Il misuratore, indicato con AN (anemometro), funziona mediante impulsi ad ultrasuoni. Ogni unità contiene un trasduttore piezoelettrico ad ultrasuoni, che funziona alternativamente come sorgente o ricevitore. L insieme sorgente-ricevitore è connesso con una interfaccia RS 485 all apparecchio di misura e di elaborazione a sua volta collegata al sistema di controllo e di regolazione centralizzato (P.C.C.). Impianto di controllo del traffico E installato un sistema di controllo del traffico. Esso è costituito da 8 postazioni. Il sistema è del tipo a scanner laser, costituito da un complesso emettitore-ricevitore ad impulsi. Viene installatoin volta, all ingresso ed all uscita di ciascun fornice. Esso permette di valutare la sagoma del veicolo, di conteggiare il numero dei veicoli per classe di veicolo, nonché la velocità e l interdistanza dei veicoli, anche per individuare il formarsi di code. Il sistema costituisce un importante dispositivo per la valutazione continua del numero dei veicoli presenti in ogni corsia, per il riporto periodico del valore del traffico orario e della sua derivata temporale. In tal modo si dispone di un parametro addizionale per la regolazione della ventilazione meccanica attraverso il sistema di controllo. Inoltre il sistema rappresenta un elemento rilevante per la sicurezza in galleria, in quanto segnala le eventuali fermate di traffico, che possono essere causate da incidenti o da guasti di veicoli. Ogni rilevatore fa capo ad una CPU di elaborazione. Tutte le CPU di elaborazione sono connesse all anello Ethernet corrente in galleria e relativo al sistema di controllo generale degli impianti. 2/5
Impianto di rivelazione incendio E installato in galleria un sistema di rivelazione incendio, costituito da un cavo sensorein fibra ottica, disposto longitudinalmentein volta alla galleria. Il sistema è costituito da quattro cavi sensori in partenza dalla cabina Ospedale, con i seguenti percorsi : - il primo cavo percorre i tronchi compresi tra i nodi 2-4-5-5 -1; - il secondo percorre i tronchi compresi fra i nodi 3-6-7-5; - il terzo percorre i tronchi compresi fra i nodi 2-4-9-9 -10-11; -il quarto percorre i tronchi compresi fra i nodi 3-6-8-9-7. Ogni cavo è collegato ad una unità di controllo del sistema di rivelazione incendi, installata nella cabina Ospedale; in quest'ultima è ubicato il PLC del sistema di Controllo Centralizzato. Il cavo viene steso in conformità alle indicazioni del fornitore del sistema, evitando interferenzecon la sagoma massima delle vetture in transito. All unità di controllo vengono riportati contatti di allarme, liberamente programmabili, per l indicazione di allarme/guasto al sistema PLC preposto alla gestioneautomatica dell emergenza nel Posto di Controllo Centralizzato (P.C.C.). E prevista inoltre l interfaccia completa e trasparente, a protocollo aperto, della unità di controllo con il sistema di regolazione automatica della ventilazione. Questa connessione viene realizzata mediante collegamento seriale dell unità di controllo con il PLC, posto nel P.C.C. Il sistema PLC invia i segnali in ingressoall unità di controllo per la tacitazioneed il reset degli allarmi. Il sistema è in grado di segnalare sia una temperatura massima dell aria in galleria, programmabile dall operatore, che il gradiente di temperatura dell aria. Il sistema deve risultare immune sia da fenomeni di corrosione che da influenze elettromagnetiche. Il sistema consente di monitorare la temperatura all interno della galleria, visualizzando il profilo termico del tratto sorvegliato con possibilità di identificazione per tratte minime di 6 m. Tutti i dati sono riportati a distanzatramite un collegamento seriale ed un apposito software di gestione. Il segnale di rilevazione incendio da parte del cavo viene addotto dall unità di controllo al sistema di Controllo Centralizzato (P.C.C.), che, in caso di allarme, porta al segnale rosso le lanterne semaforiche agli imbocchi della galleria e blocca il traffico all esterno. Viene inoltre dato un allarme ottico lampeggiante ed acustico nel Posto di Controllo Centralizzato (P.C.C.). Il sistema è in grado di segnalare un allarme incendio quando si abbia il raggiungimentodi uno dei seguenti parametri : - valore di temperatura massima in una zona; - gradiente di temperatura (incremento di temperatura nell unità di tempo) in una zona; - temperatura variabile localmente. Deve essere possibile definire fino a tre diversi gradienti per ogni zona SISTEMA DI CONTROLLO DELL IMPIANTO DI VENTILAZIONE IN GALLERIA E stato installato un sistema di controllo a logica programmabile. Esso è costituito da una rete di PLC, disposti in ogni cabina (1, 2, 3, 4, 5) ed in galleria nei quadri QCG1 QCG9. Nella cabina Ospedale, nel P.C.C., è disposto il PC di supervisione generale degli impianti della galleria. Ciascun PLC è dotato di una CPU autonoma e schede di interfacciamento alla rete Ethernet con gli altri PLC. Ove previsto il sistema gestisce un bus di campo. Il sistema PLC consenteservizi di comando, visualizzazione, programmazione, gestione guasti e difetti, messaggi di allarme, report storici, concernenti gli impianti di ventilazione, rivelazione incendio, controllo del traffico ed atmosfera. Quanto sopra è collocato per i PLC di cabina e di centrale (e gli apparecchi di loro competenza) nei corrispondenti quadri di controllo del sistema centralizzato (QCC), installato in ciascuna cabina o nella centrale. Per i PLC in galleria (e gli apparecchi di loro competenza) nei corrispondenti quadri di controllo in galleria, QCG1 QCG9. Il PLC dei quadri QCC nelle cabine o nelle centrali ricevono i segnali analogici e digitali provenienti dalle apparecchiature locali (trasformatori, quadri elettrici, ventilatori di centrale, convertitori di frequenza, gruppi elettrogeni, UPS, etc.). I PLC dei quadri QCG in galleria ricevono i segnali analogici e digitali provenienti dal campo, (CO, OP, anemometri, misuratori di vibrazioni e di orizzontalità, ventilazione luoghi sicuri e micro-porta, ecc.) e li trasmettono al PC di supervisione. I PLC delle cabine e delle centrali sono inoltre connessi a più reti di micro PLC, dislocati lungo il fornice, in corrispondenza di ogni serranda di estrazione fumi, disposta sui canali in galleria. Ciascun micro PLC provvede all azionamento ed al controllo della serranda stessa e raccoglie inoltre le segnalazioni provenienti dagli armadi SOS in galleria. Tutti i collegamenti tra i PLC e tra i micro PLC, sono eseguiti con cavo in fibra ottica, che realizza una rete ridondante ad anello. FUNZIONAMENTO IN ESTRAZIONE FUMI DA INCENDIO L impianto delle serrande di estrazione fumi sui canali AV, facente capo alla centrale Bione, e l impianto a funzionamento reversibile AF/AV, facente capo alla centrale Lecco, sono stati previsti per entrare in funzione in caso di incendio sui vari tronchi della galleria. Il sistema di rivelazione incendio è interfacciato con i sistemi PLC nella centrale Bione e nella centrale Lecco. Secondo le indicazioni formulate in sede internazionale, viene dato come incendio di riferimento quello corrispondente all incendio di un autocarro, che non trasporti merci pericolose, con una potenza termica sviluppata di 30 MW, una portata generata di fumi di 80 m3/s, una portata minima di flusso di aeriforme da estrarre pari a 110 150 m3/s. Il flusso viene estratto mediante canali disposti in galleria e dotati di aperture adeguate (serrande) con passo compreso fra 40 e 100 m; l estrazione dei fumi avviene su una lunghezza di 400 600 m di galleria. Il sistema di estrazione fumi previsto in questo progetto è in grado di estrarre in caso di incendio una portata di aeriforme superiore al valore sopra indicato, tenuto presente che la portata di 110 m3/s da aspirare rappresenta un minimo. Allorquando si verifichi un incendio nei fornici, il sistema di rivelazione segnala l allarme incendio e la posizione in cui esso si verifica. Tali segnali vengono addotti sia al P.C.C., sia al PLC del sistema PLC in centrale Lecco ed in centrale Bione, anche con segnali di allarmi acustici ed ottici. Il sistema PLC predispone in automatico il seguente scenario con questa sequenza : - apertura totale della serranda più vicina all incendio; - apertura totale delle tre - quattro serrande a monte e delle tre, quattro serrande a valle della serranda più vicina all incendio; - chiusura completa di tuttele altre serrande del canale AV; - riduzione od erogazione della portata dei due ventilatori AF al regime minimo (portata di 10% 20%) per il canale di ventilazionedella centrale Bione; - avviamento dei ventilatori ad induzione per il controllo in automatico, attraverso gli anemometri, della velocità longitudinale dell aeriforme in galleria,, così da ridurla a valori inferiori a 1 1,5 m/s. Lo scenario deve essere predisposto dai PLC nel tempo di 30 dopo la ricezione (arrivo) del segnale di allarme nel P.C.C.. Tale scenario dai PLC è trasmesso al video del sistema principale di telecontrollo sito nel P.C.C.. L operatore del P.C.C., verificata via TVcc l effettiva esistenza dell incendio nella posizionesegnalata dall impianto di Galleria Valsassina Cabina elettrica e stazione di pompaggio acqua antincendio Centrale di ventilazione Lecco - Schema generale a blocchi dell impianto elettrico Cabina elettrica località Poggi Planimetria impianti luce, forza motrice, speciali e impianto di messa a terra 3/5
rivelazione e la correttezza dello scenario proposto dal PLC, dà il consenso dal P.C.C., attraverso il sistema centralizzato di controllo, al PLC per l attuazione dello scenario. Se l operatore del P.C.C. non interviene entro 60 dopo l arrivo del segnale di allarme al P.C.C., la sequenza suddetta è fatta in automatico dal sistema di controllo centralizzato della ventilazione. Nel caso in cui una o due o più serrande interessate dal comando di apertura non possano aprirsi per guasto, il sistema è predisposto per aprire in automatico le serrande più vicine a quelle guastesu comando dell operatore. SISTEMA CONTROLLO CENTRALIZZATO DEGLI IMPIANTI DI VENTILAZIONE E installato un sistema di controllo della ventilazione per il comando e controllo centralizzato degli impianti di ventilazione controllo atmosfera, rilievo traffico ed incendio in galleria, collegabile ad un sistema di gestione più generale previsto in altro progetto, tramite apposito protocollodi interfaccia che viene reso disponibile. L impianto controllo della ventilazione ha il compito di assicurare una gestione ed una verifica continue degli impianti, sia sotto l aspetto funzionale che gestionale e della sicurezza. A tal fine il sistema rileva e registra continuamente il funzionamento delle varie apparecchiature, calcola i tempi di funzionamento dei vari componenti, ne indica la scadenza degli interventi di manutenzione, esegue le commutazioni a scadenza per le macchine con riserva o con sequenza, sorveglia gli andamenti delle grandezze controllate, trasmette un allarme, quando tali grandezze superano i valori impostati. Il sistema controlla e comanda i componenti degli impianti, senza togliere la possibilità di intervento e comando locale dei componenti stessi. Il sistema di controllo della ventilazione è realizzato tramite la installazione di apparecchiature poste su diversi livelli gerarchici di operatività e con diversi livelli di autonomia e di competenze ed è preposto alla gestione degli impianti di esercizio e di sicurezza installati nelle cabine, nelle centrali ed all interno della galleria. La gestione degli impianti consta di diverse attività tra loro strettamenteinterconnesse, riassumibili in: - Acquisizione dati ambientali ed elettrici e trasmissione informazioni dai dispositivi locali ai dispositivi del sistema di controllo; - Elaborazione dati da parte del sistema di controllo in base ai parametri di funzionamento, impostati dal posto di controlloin cabina Ospedale; - attuazione delle azioni previste e comando dei dispositivi ed utenze preposti. Inoltre il sistema deve archiviare dati e realizzare reports. I principali requisiti, che il sistema deve possedere, sono : - integrità e di sicurezzadelle informazioni ed in particolare : * sicurezzadati (integri, corretti ed assenza di perdita di informazioni) * protezione nell accesso ai dati * controllo delle proprietà e delle sequenzedei dati; - prestazioni : * tempi di reazione del sistema * tempi di esecuzione delle funzioni; - disponibilità del sistema e possibilità di funzionare in condizioni di anomalia : * capacità del sistema di funzionare, anche in modo degradato, in caso di guasti multipli; * robustezza della architettura; - modularità ed economicità : * possibilità di espandere il sistema; - manutenibilità : * accessibilità ai componenti del sistema * analisi remota; - funzionalitàdel sistema : * livelli di comando e controllo degli impianti; * accesso distribuito alle informazioni ed ai comandi. INCENDI NELLE GALLERIE A seguito degli incendi verificatisi in questi ultimi anni nei Trafori del Monte Bianco, dei Tauri, del San Gottardo e del Frejus, in sede PIARC, in sede CEE ed in particolare nei paesi alpini (Francia, Svizzera, Austria, Germania, Italia) è stato posto il problema degli interventi passivi ed attivi chepossono essere adottati in caso di incendio in una galleria. Le misure passive riguardano principalmente la scelta dei materiali (resistenza al fuoco MO o talora M1), la stabilità al fuoco delle strutture (REI 120, 180, HCM od ISO), il drenaggio dei liquidi infiammabili dalla carreggiata, la presenza di rifugi connessi a vie di fuga, apparecchiature e materiali impiantistici resistenti al fuoco. Le misure attive concernono essenzialmente: - sistemi di comunicazione e di informazione con gli utenti (segnaletica, SOS, trasmissione di messaggi su frequenze radio) e con le squadre di soccorso, essenzialmentecon sistemi radiofonici; -sistemi di allarme, quali pulsanti, TVcc con DAI (rivelazione automatica di incidente) rivelazione di temperature anomale dell aria in galleria (cavi termometrici); - sistemi di estinzione con idranti, estintori, mezzi estinguenti mobili con nebulizzazionedi acqua ad alta pressione; - sistemi di controllo dei fumi da incendio con la ventilazionemeccanica. La ventilazione meccanica può giocare un ruolo importante nel caso di incendio, ruolo che dipende dal sistema di ventilazione e da altre circostanze, come il tipo della galleria (uni o bidirezionale, pendenza della carreggiata), distribuzione del traffico, prodotti della combustione, Galleria Valsassina Segnaletica orizzontale e luminosa Particolari installazione elettroventilatori assiali in galleria Particolari installazione elettroventilatori assiali in galleria Svincolo di Belledo in galleria Segnaletica, ventilazione e fonoassorbenza Galleria Valsassina Particolari ventilazione e fonoassorbenza in calotta 4/5
magnitudo dell incendio (da 3 a 30 MW ed oltre nel caso di trasporto di combustibili liquidi) effetto camino ed altre condizioni di contorno. In una galleria con traffico bidirezionale e ventilazione longitudinale, i veicoli fermi a monte ed a valle dell incendio sono esposti ai prodotti della combustione caldi e venefici, con seri pericoli alla sopravvivenza degli utenti. In questa situazione è decisivo il rapido arrivo delle squadre di soccorso e la disponibilità di rifugi, a tenuta del calore e dei fumi, nonché di vie di fuga lungo il tunnel. STUDIO DELLA VENTILAZIONE DELLA GALLERIA DELLA VALSASSINA IN CASO DI INCENDIO Per poter procedere alla definizione del metodo di calcolo per l estrazione meccanica dei fumi in caso di incendio per la galleria della Valsassina, è stato fatto un calcolo di prima approssimazione per valutare l entità del tiraggio termico che può verificarsi, e di conseguenza la velocità longitudinale in galleria. Per il calcolo si è fatto riferimento alla Direttiva svizzera Ventilation des Tunnels Routiers Edizione 2001. Considerando il solo fornice principale per un incendio di 30 MW, si ottiene per una velocità longitudinale media di ~4 m/s nel verso Lecco-Valsassina, velocità che rende difficile il controllo ed il contenimento dei fumi in corrispondenza dell incendio. La configurazione attuale della ventilazione meccanica è stata pertanto modificata, in modo da poter effettuare l estrazione della miscela aria-fumi mediante un canale in volta disposto lungo tutta la galleria principale. La ventilazione del tronco attuale a due corsie, della lunghezza ~1577 m, viene attuata mediante ventilatori assiali reversibili di potenza idonea, installati in una centrale di ventilazione, disposta a circa 410 m dall imbocco della galleria, denominata Centrale Lecco. Lo studio del comportamento del sistema di ventilazione semitrasversale della galleria in presenza di un incendio, è stato effettuatoattraverso la simulazionetermofluidodinamica del sistema, sistema, rappresentato dall insieme della galleria, dagli svincoli unidirezionali e dall impianto di ventilazione. Le caratteristiche dell incendio sono state definite attraverso la imposizione dell andamento della temperatura nella zona, sede dell incendio, secondo un incendio di riferimento corrispondente ad una potenza di ~30 MW, come determinato nel corso della ricerca Eureka-Project EU 499: Firetun; Fires in Transport Tunnels. La Tavola a pag. 2/5 riporta la planimetria della galleria con l identificazione delle modalità della ventilazione dei fornici e degli svincoli; essa è la tavola di riferimento per il calcolo di simulazione. Nella tavola sono inoltre indicate le posizioni dell incendio, ove è stata effettuata la simulazione dell incendio di riferimento. Va osservato che dal punto di vista termofluidodinamico una galleria costituisce un sistema di complessa rappresentazione. La difficoltà principale consiste nel considerare simultaneamente le interazioni termiche e fluidodinamiche alle quali è sottoposto il fluido (aria, fumi, oppure la loro miscela), non solo nei fornici veicolari ma anche nell impianto di ventilazione (canali e centrali). Il modello di calcolo utilizzato consiste nel rappresentare il sistema costituito dalle gallerie e dai canali di ventilazione attraverso una rete organizzata, secondo il metodo denominato teoria dei grafi. In base a questo approccio teorico il sistema è suddiviso in elementi orientati denominati rami, connessi in punti denominati nodi; in un nodo possono confluire più rami. L insieme dei rami orientati e dei nodi che caratterizzano la rete è denominato grafo. Un estratto dal grafo con la rappresentazione di un tronco di galleria e della centrale Bione è illustrato a pag. 5/5 di questa relazione. Di ogni nodo è nota la posizione (importante quella altimetrica) ed eventualmente la portata di fluido introdotta o estratta da sistemi esterni non inclusi nel grafo. Generalmente le grandezze non note da ricavare attraverso la soluzione della rete sono temperatura e pressionenei nodi. Sezione centrale di ventilazione in Lecco. Estrazione aria viziata o fumi da incendio Centrale di Via Cimabue in Lecco Estratto dal grafo per il calcolo della ventilazione in caso di incendio Pianta galleria bidirezionale con luogo sicuro Per quanto riguarda i rami, questi sono rappresentati da segmenti di cui sono noti nodo iniziale e finale (stabiliscono il verso del ramo), lunghezza, sezione e perimetro, pendenza e rugosità superficiale. Per i rami le grandezze non note sono le variazioni di pressione e temperatura, riferite alla loro lunghezza. Costituiscono un insieme speciale di nodi quei punti del sistema, nei quali sono note pressione e temperatura. Questi nodi speciali sono generalmente quelli di contorno (portali o sommità dei camini di ventilazione), ai quali è assegnata temperatura e pressione dell ambiente esterno. Le relazioni di calcolo, applicate al grafo, sono quelle della termofluidodinamica monodirezionalein condizioni stazionarie. In modo sintetico, la procedura di calcolo utilizzatopuò essere schematizzataattraverso i seguenti passi: a) soluzionedel problema fluidodinamico, adottando un set di temperature ai nodi di tentativo; b) soluzione del problema termico utilizzando le portate ricavate al passo precedente; c) aggiornamento di tutte le grandezze dipendenti dalla temperatura con il nuovo set di temperature calcolate; d) ritorno ad a) sino a che non è raggiunta la convergenza tra due iterazioni consecutive. Con l applicazione del modello descritto nel paragrafo precedente, è stata eseguita l analisi del comportamento termofluidodinamico del sistema costituito dalla galleria e dall impianto di ventilazione, per lo studio degli effetti indotti da un evento d incendio lungo il fornice principale e gli svincoli. Complessivamente sono state considerate undici diverse posizioni, nove lungo il fornice principale e due lungo gli svincoli A e C, come indicato nella figura di pagina 2/5 di questa relazione. In conclusione, per tutti i casi studiati è stata ritrovata una configurazione di funzionamento dell impianto di ventilazione, che consente di confinare i fumi dell incendio, estraendoe/o convogliando all esternoi fumi prodotti dall incendio. 5/5