Prevenzione e sicurezza in galleria, il caso Lombardia

L'ampio arco alpino che circonda e racchiude il territorio italiano è percorso da numerose strade, che si sviluppano spesso in galleria. I tunnel hanno età variabili ed anche gli impianti tecnologici al loro interno presentano condizioni dissimili, sia per la diversa età di realizzazione, sia per le tecnologie differenti impiegate. Grazie ad un nuovo progetto di ampio respiro, il sistema di gallerie della rete stradale di competenza del Compartimento ANAS della Viabilità per la Lombardia è ora gestito da un nuovo sistema di supervisione e controllo unico al mondo per dimensioni e complessità.

Un Project Financing da 140 milioni di euro

L'applicazione si colloca all'interno di un Project Financing riguardante la riqualifica tecnologica e la messa in sicurezza di circa 100 tunnel sulle strade statali gestite dall'Anas in Lombardia. Sono stati interessati tutti gli impianti: dalla riqualifica tecnologica delle gallerie, alla messa a norma o al rifacimento degli impianti di potenza, illuminazione, ventilazione, videosicurezza e trasmissione dati. I tunnel, a uno o due ?tubi' hanno varie lunghezze, da un minimo di 250m a 5km.

Il valore stimato dell'opera è di circa 140 milioni di euro, di cui il 50% finanziato dall'Anas e il 50% da parte di privati. Tunnel Gest (società di cui Gemmo S.p.A. detiene la quota di maggioranza) è il concessionario che dal mese di Giugno del 2013, terminato il periodo di costruzione e riqualifica di 3 anni, riceverà in gestione le opere realizzate per un periodo di 17 anni. Tale periodo, legato al piano economico-finanziario alla base del progetto, sarà tale da consentire il recupero dell'investimento effettuato dal concessionario, attraverso l'erogazione di servizi come la manutenzione degli impianti. La gestione delle strade rimarrà invece deputata all'Anas.

"La prima fase, in via di completamento, ha previsto la riqualifica tecnologica degli impianti nelle gallerie stradali secondo le "Linee guida Anas" che recepiscono le principali norme europee in termini di sicurezza dei tunnel", afferma l'Ing. Ciro Ascione, Responsabile Business Unit Sistemi presso Gemmo S.p.A. "A seconda della lunghezza, i tunnel sono dotati di impianti più o meno complessi: dai semplici impianti di illuminazione, agli impianti di ventilazione, di analisi degli inquinanti, di rivelazione termometrica, di videosorveglianza e analisi delle immagini, SOS, di diffusione sonora per situazioni di emergenza, di segnalazione tramite pannelli a messaggio variabile, di comunicazione radio a supporto degli enti di soccorso". Ogni tunnel è dotato di un proprio sistema di automazione basato su PLC e, nello stesso tempo, è collegato a un centro operativo Anas di supervisione e controllo situato a Bellano (Lecco) tramite una rete di comunicazione (WAN) che utilizza in parte la fibra ottica e in parte la tecnologia a microonde.

Per l'integrazione dei sistemi locali con la rete WAN è stato utilizzato in larga misura il protocollo Modbus su TCP/IP, che permette un controllo diretto e affidabile delle periferiche e delle relative informazioni.

Supervisione e telecontrollo

Il sistema di supervisione e telecontrollo realizzato da Gemmo S.p.A., partner certificato OEM di ARC Informatique, si appoggia su un'applicazione customizzata dello Scada PcVue. Complessivamente sono gestiti circa 50.000 punti, 800 nodi di rete e oltre 500 pagine grafiche.

Dalla pagina principale che offre una visione d'insieme del sistema, è possibile accedere alle varie sottopagine di galleria, elencate sullo schermo. Accedendo a una sottopagina, si apre una finestra di informazione relativa alla navigazione della sottopagina stessa. Nello stesso tempo, selezionando un sistema particolare (ad esempio, il sistema di illuminazione), è possibile visualizzarne la situazione in tutte le gallerie. Infine, aprendo la finestra informativa di un singolo apparato è possibile visualizzare varie informazioni sullo stato di funzionamento, impostare i limiti di allarme, visualizzare le segnalazioni di allarme e bypassare la logica di controllo locale per eseguire il telecontrollo dell'apparato stesso.

Infatti, tutti gli oggetti rappresentati possono operare in modo automatizzato o manuale da remoto. Nel caso ci sia un problema (come un pericolo d'incendio o un elevato inquinamento) intervengono le relative procedure automatiche, ma l'operatore può intervenire manualmente per una migliore gestione dell'allarme stesso.

"Abbiamo realizzato una centralizzazione presso il centro operativo Anas di Bellano di tutti gli impianti presenti nelle gallerie", spiega l'Ing. Ascione. "Lo Scada presenta all'operatore una serie di mappe videografiche che forniscono in tempo reale lo stato di tutti gli impianti presenti".

Massima sicurezza

Tutto il sistema è caratterizzato da più livelli di sicurezza. In ogni galleria è presente una LAN ridondata, collegata alla WAN generale, sulla quale si appoggiano le periferiche di automazione e i sottosistemi che gestiscono tutti gli impianti. Il sistema di automazione di ogni galleria è indipendente dal centro, quindi tutti i sottosistemi interagiscono fra loro attraverso la LAN di galleria.

I tunnel hanno in prevalenza una ventilazione assiale, ma alcuni di essi hanno anche una ventilazione trasversale o semitrasversale. Hanno in sostanza una centrale di ventilazione con dei condotti. Nella pagina principale dello Scada sono riportate le informazioni più importanti: il grado di ventilazione, lo stato della segnaletica e l'inquinamento con le varie soglie impostabili. Viene inoltre indicato lo stato in cui si trova ogni oggetto. In modalità simulazione è possibile ad esempio cambiare le soglie di allarme. Particolari algoritmi, ad esempio nel sistema di ventilazione, evitano il pendolamento tenendo conto del potere di diluizione dell'aria. E' inoltre possibile ciclare il funzionamento dei ventilatori in modo che tutti raggiungano contemporaneamente il numero di ore previsto per la manutenzione programmata per ottimizzare interventi normalmente invasivi (è necessario chiudere la galleria).

Nel caso di rilevamento di un incendio, il sistema di ventilazione è comandato non solo dai sensori di opacità e di CO, ma anche dall'analisi delle immagini e dal sistema termometrico. Nello stesso tempo, il centro operativo ha la possibilità di intervenire con messaggi che si inseriscono attraverso il sistema radio direttamente sulla stazione FM degli utenti. Il sistema antincendio si basa su una o più stazioni di pompaggio e pressurizzazione che garantiscono l'alimentazione idrica al sistema stesso, partendo da vasche di accumulo con portate che vanno da 600 l/m, nelle gallerie di lunghezza superiore ai 1000m, e portata di 300 l/m per le gallerie di lunghezza compresa tra i 500 ed i 100m; apposite manichette antincendio sono situate in cassonetti SOS posti ogni 150m all'interno dei tunnel. I cassonetti sono dotati anche di apparato di comunicazione telefonica Voip integrato nella rete.

Un sistema completamente aperto

"Abbiamo scelto PcVue di ARC Informatique perché abbiamo constatato che il sistema è veramente aperto", afferma l'Ing. Ascione. "L'apertura è fondamentale per il nostro lavoro di system integrator, perché possiamo entrare all'interno del prodotto per customizzarlo e poterne così utilizzare meglio le capacità sfruttando i 50 anni di esperienza che abbiamo acquisito in ambito stradale. Su PcVue abbiamo fatto convergere il nostro know-how specifico con la tecnologia SCADA più avanzata per raggiungere un doppio scopo: da un lato, essere in condizioni di monitorare costantemente tutti gli impianti presentandoli con un'interfaccia relativamente semplice da utilizzare ma che fornisse le informazioni giuste; dall'altro lato, potere raccogliere quel dettaglio che serve al tecnico per mantenere efficiente l'impianto". Gemmo S.p.A. ha quindi utilizzato uno strumento singolo, ma con due scopi completamente diversi: il gestore ha bisogno di utilizzare lo strumento a pagine grafiche per potere monitorare meglio gli eventi sulla strada; il tecnico lo utilizza invece con un dettaglio tale da consentire di fare diagnosi e quindi di prevenire i malfunzionamenti. "Questo è lo scopo del concessionario", sottolinea l'Ing. Ascione. "Mantenendo in efficienza gli impianti attraverso un corretto telecontrollo, riusciamo a prevenire i guasti e garantiamo all'Anas di potere svolgere il proprio compito, con l'obiettivo finale di aumentare la sicurezza degli utenti".