PIÙ SICUREZZA E RISPARMIO ENERGETICO IN TUNNEL E GALLERIE

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Il progetto T.R.I.T.on: Trentino Research & Innovation for Tunnel Monitoring
Come aumentare la sicurezza di tunnel e ridurre i costi operativi e di gestione? I risultati di un progetto di ricerca dell’Università di Trento illustrano le nuove tecnologie sviluppate in laboratorio e già concretamente utilizzate sul campo.
di Gian Pietro Picco

Il Trentino è territorio di montagna e le sue strade sono costellate di gallerie: su un territorio abitato da poco più di 500.000 persone, i tunnel stradali sono oltre 150. Il loro consumo energetico è pari a oltre 20 GWh/anno, equivalente al consumo pro-capite di circa 16.000 persone. La loro sicurezza è fondamentale: un incidente o un incendio in una galleria anche breve possono avere conseguenze gravi a causa della difficoltà di accesso da parte dei soccorsi.
Aumento della sicurezza in tunnel e riduzione dei loro costi operativi e di gestione sono due degli obiettivi di TRITon (Trentino Research & Innovation for Tunnel Monitoring), un progetto di ricerca e innovazione frutto della sinergia fra centri di ricerca (Dipartimento di Ingegneria e Scienza dell’Informazione-Università di Trento, Fondazione Bruno Kessler-IRST, CREATE-NET), aziende (Siemens Italia, FarSystems) e Provincia autonoma di Trento.

Una delle funzionalità studiate in TRITon è l’illuminazione adattiva. Allo stato dell’arte, l’illuminazione è regolata mediante sonde di luminanza che rilevano le condizioni ambientali esterne al tunnel. Tuttavia, nella pratica e specialmente per tunnel brevi o a basso traffico, l’illuminazione è regolata in base a data/ora correnti, senza considerare le condizioni ambientali esterne e interne al tunnel.
Per rispettare le norme in tutte le condizioni, spesso tale regolazione è tarata sul caso pessimo, causando non solo uno spreco di energia ma anche un’illuminazione non ottimale e quindi un potenziale pericolo. In TRITon, l’illuminazione nel tunnel viene rilevata da sensori lungo l’intera galleria, oltre che all’esterno.
I dati sono inviati a una stazione di controllo, che regola le lampade in modo da soddisfare la normativa in maniera ottimale sulla base delle effettive condizioni ambientali.
Tale sistema impiega reti di sensori wireless (wireless sensor networks), una delle tecnologie oggetto della ricerca di TRITon. Ciascun nodo contiene un micro-controllore, un chip radio e un insieme di sensori; è inoltre di piccole dimensioni, autoalimentato e con consumi energetici bassissimi. Grazie all’assenza di cavi di alimentazione e comunicazione, questa tecnologia consente un sistema di monitoraggio “a grana fine” a costi contenuti, rendendo l’investimento appetibile anche per tunnel già esistenti. Tale tecnologia è stata usata in TRITon anche per il monitoraggio degli inquinanti (CO) e la rilevazione di incendi. La riduzione dei consumi energetici è stata affrontata anche con nuove tecnologie di illuminazione. Accanto alle tradizionali lampade a vapori di sodio, sono state impiegate lampade a LED (Light Emitting Diodes), appositamente progettate. I LED consentono un risparmio energetico e una durata molto maggiore, come ormai ampiamente sperimentato nell’illuminazione pubblica; tuttavia, il loro impiego in tunnel è ancora limitato a pochissimi esempi.

Un altro filone di ricerca importante in TRITon concerne l’uso di telecamere intelligenti (smart cameras) per la videosorveglianza, in grado di riconoscere comportamenti di guida anomali, classificare veicoli e individuare la presenza di fuoco e fumo all’interno del tunnel in maniera automatica e autonoma. Nei sistemi esistenti, il flusso video è inviato dalle telecamere a una stazione centrale, dove viene effettuato il rilevamento degli eventi anomali. Nel sistema TRITon, invece, ogni telecamera è integrata con un mini-computer: è quindi in grado di riconoscere e classificare tali eventi autonomamente, semplificando molto le problematiche di interconnessione e consentendo di innalzare il livello di sicurezza dei tunnel con una spesa assai ridotta.

In TRITon è stato inoltre sviluppato un sistema informativo che consente non solo di inventariare i dispositivi presenti nei tunnel gestiti da un ente, ma anche di tenere sotto controllo, e parzialmente automatizzare, le attività di manutenzione. Tale sistema, che non ha contenuti di ricerca, ha tuttavia un evidente impatto pratico in termini di razionalizzazione delle attività del gestore di tunnel.

I risultati di TRITon non si limitano a studi teorici o dimostratori da laboratorio, ma sono concretamente visibili sul campo. Il tunnel di Cadine (630 m, doppia canna a due corsie) è il sistema “in produzione”, in cui si sperimenteranno i benefici e la gestione delle varie tecnologie sul lungo periodo. Esso contiene complessivamente 88 sensori wireless e 12 smart cameras, sottosistemi frutto della ricerca e integrati all’interno dell’infrastruttura tradizionale che comprende PLC, SCADA e interconnessione via Ethernet e Profibus. Dato il grande volume di traffico attraverso tale tunnel (28.000 veicoli al giorno), ne è stato attrezzato un secondo, Ponte Alto (250 m, singola canna), che funge da “laboratorio” in cui testare i sottosistemi prima di andare in produzione senza creare problemi al traffico.
TRITon ha ormai raggiunto la fase di collaudo, terminata la quale verranno intraprese le attività di trasferimento tecnologico e commercializzazione dei risultati.

Nel caso dell’illuminazione adattiva è già stata depositata una richiesta di brevetto europeo. I risultati di TRITon hanno un elevato potenziale di impatto per il contesto trentino. Infatti, molti dei tunnel trentini sono brevi o poco trafficati: la loro infrastruttura è soggetta solo ai vincoli minimi di normativa, pertanto un investimento maggiore non è solitamente economicamente giustificato. Le tecnologie TRITon, grazie alla loro elevata flessibilità, autonomia e basso costo di installazione, potrebbero rendere possibile, anche per questi tunnel, significativi risparmi energetici e miglioramenti nella sicurezza senza gli elevati costi di infrastrutturazione delle tecnologie tradizionali.

CONTATTI

T.R.I.T.on

Direttore scientifico: Gian Pietro Picco
gianpietro.picco@unitn.it
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