Aria fresca per la Galleria di base del San Gottardo: Ultimata con successo l'installazione del sistema di ventilazione più potente al mondo

Dopo quasi sei anni di lavoro, è stata ultimata la messa in servizio del più potente impianto di ventilazione al mondo, collocato all'interno dall'opera svizzera del secolo: la Galleria di base del San Gottardo. ABB ha fornito l'intero sistema di alimentazione e di controllo. Il cliente finale ed entrambi i capoprogetto ABB tracciano un bilancio positivo.

Riguardo la Galleria di base del San Gottardo non si possono certo lesinare i superlativi: ”Con ventilatori dal diametro esterno di circa 3.5 metri, siamo di fronte  all'impianto di ventilazione non solo più importante, ma anche più potente  al mondo. I ventilatori dispongono  di una potenza massima nominale di 15.6 MW – grosso modo il corrispondente alla somma di 25 bolidi di Formula 1”, come afferma il capoprogetto di ABB Alwin Larcher, responsabile per il Lotto C assegnato da AlpTransit Gotthard AG (ATG). Nel 2011 ABB, insieme alla ditta tedesca TLT-Turbo GmbH, ha vinto l'appalto per la fornitura degli impianti di ventilazione. ABB ha fornito tutti gli impianti di approvvigionamento energetico, mentre TLT, in quanto capo consorzio, si è  occupata della costruzione dei giganteschi ventilatori e delle relative serrande. 

Nel corso degli anni questo progetto ha richiesto un intenso lavoro di pianificazione, progettazione e installazione, per concludersi all'inizio del 2015 con la sfida della messa in servizio. Come sottolinea Larcher: ”La messa in servizio dei sistemi della Galleria,rappresentava tutt'altro che un lavoro di routine, vista l'opera imponente e le complesse interazioni tra tutti diversi sistemi”.

La messa in servizio inizia con le ispezioni sanitarie della SUVA (istituto nazionale svizzero di assicurazione contro gli infortuni) volte a verificare l'agibilità della Galleria per il personale. In seguito tutti coloro che accederanno alla Galleria più lunga e profonda del mondo saranno tenuti a seguirei corsi di formazione sulla sicurezza,. In alcuni puntiil tunnel si trova ad una profondità di 2300 metri all’interno della montagna, dove si raggiungono temperature fino a  46 °C.  La prima delle due centrali di ventilazione si trova alla testa del pozzo di Sedrun, a circa 800 metri dal foro d’uscita e a  800 m al di sopra del binario. La seconda si trova a Faido in un edificio  accanto al cunicolo di accesso (lungo 2.8 km)  verso il tubo ovest. Le  stazioni multifunzione, che prevedono anche fermate di emergenza, possono essere raggiunte sia attraverso i portali nord e sud di Erstfeld e Bodio, come pure in auto attraverso il cunicolo di accesso di Faido.  Esse si trovano rispettivamente a circa 20 e 17 km dai portali nord e sud. 

Uno svolgimento brillante della messa in servizio

”La messa in servizio si è svolta in modo veramente brillante”,  ricorda Larcher. Essa non ha riguardato soltanto  i componenti elettrici dei ventilatori nelle centrali di ventilazione, ma anche l'integrazione  del loro sistema di comando e controllo, responsabile per la gestione degli stessi. Un esempio è il test per il corretto funzionamento dei sensori  (più di 80 piazzati lungo l'intera Galleria) per la rilevazione della temperatura, dell'umidità e della velocità dell'aria in entrambi i tubi. ABB è riuscita anche a integrare un sistema antincendio presso le quattro fermate di emergenza.

La documentazione dettagliata dei test effettuati sui componenti istallati da ABB si rivelata fondamentale per il successo della messa in servizio. “Vista la complessità del progetto e il coinvolgimento di più parti, l’importanza di una descrizione precisa e ben strutturata dei componenti, insieme all'indicazione  del luogo d’istallazione degli stessi, non può essere assolutamente sottovalutata”, sottolinea Larcher.

I componenti e i sistemi sono stati sottoposti a severi controlli, attraverso  test singoli e test combinati, considerando scenari di ventilazioni normali come pure scenari di ventilazioni critici, ad esempio il volume di aria erogata o la gestione di eventi inattesi). Inoltre, è stato interessante osservare che tramite il computer del controllo ventilazione di ABB è possibile gestire alcuni sistemi esterni, come le porte automatiche delle uscite di emergenza.

“L’interazione” di tutti i sistemi della Galleria di base, dalla sicurezza dei treni al sistema idrico, dall'illuminazione alla ventilazione e molti altri sistemi ancora, sono risultati risulta senza dubbio decisiva per il buon funzionamento di quest'opera epocale”, sottolinea Larcher. L'integrazione di tutti i sistemi è stata completata in agosto e partire da ottobre AlpTransit Gotthard AG ha cominciato ad effettuare ulteriori test integrali del sistema centrale e di tutti gli altri sistemi interessati.  A questo riguardo sono effettuate anche delle corse di prova con varie combinazioni di treni.

«Nel complesso possiamo dire che per ABB si tratta di una storia di pieno successo. E in quanto svizzeri siamo particolarmente orgogliosi di avere contribuito all’opera più importante del secolo.»

Il riconoscimento di ATG

Un elogio per il successo della messa in servizio è arrivato anche da AlpTransit Gotthard AG. “Dopo la positiva conclusione della maggior parte dei test effettuati dall'inizio del 2015, desidero ringraziare tutti coloro che hanno contribuito al successo dell'opera per il loro impegno e la loro flessibilità”, così si è espresso Andreas Huber, Ingegnere Capo di ATG per le opere di ventilazione durante l'esercizio e per gli impianti di sollevamento.

”Nel complesso, possiamo dire che per ABB si tratta di una storia di pieno successo, E in quanto svizzeri siamo particolarmente orgogliosi di avere contribuito all’opera più importante del secolo», spiega Larcher, che in passato si è già occupato di grandi progetti in Australia e Medio Oriente.  Anche il suo collega Ralf Rösch, Ingegnere Capo responsabile del sistema di controllo in ABB dal 1994 e grande esperto del settore gallerie, si esprime: “È stato veramente un affare di cuore.Come vecchio costruttore di gallerie e in questo caso nel ruolo di capo sezione, posso dire che ho dato davvero tutto per questo progetto e di tanto in tanto ripenso a  quanto grande è stato l’impegno fornito in questa immensa opera», afferma sorridendo e compiaciuto. Lo stesso impegno nell'opera del secolo va riconosciuto anche all'intero team del progetto: sia il team ABB che il team TLTTurbo GmbH hanno dimostrato una dedizione  costante nel corso degli anni.  Entrambi sottolineano l'atmosfera di fiducia e collaborazione che si è sempre respirata all'interno del Consorzio.

Il polmone dell'intera Galleria

Il riferimento non è casuale, perché ABB e TLT hanno concepitoun pacchetto davvero completo: 24 ventilatori installati presso entrambi i portali di Erstfeld e Bodio e 8 enormi ventilatori di afflusso e d‘estrazione che si trovano nelle centrali di ventilazione di Sedrun e Faido e  nelle centrali multifunzione.  Le due centrali di ventilazione costituiscono il «polmone» dell'intero sistema, determinando il costante ricambio dell'aria. I ventilatori di afflusso, che si trovano alla testa del pozzo di Sedrun (un cunicolo veriticale lungo 800 m) aspirano aria fresca dall'esterno che viene regolata dalle serrande e poi fatta affluire nella Galleria. L'aria viziata viene invece convogliata tramite ventilatori assiali di estrazione a 300 km/h (velocità dell'aria nel ventilatore) verso un apposito cunicolo e quindi espulsa all'esterno.

Tutti i componenti del sistema sono ridondanti al 100% per garantire una  massima sicurezza. Questo perché accanto al normale ricambio dell'aria, i ventilatori devono anche essere in grado, in caso di incendio, di far affluire aria fresca alle fermate di emergenza e contemporanemente di aspirare il fumo ed espellerlo attraverso gli appositi cunicoli in modo che i passeggeri possano scendere dal treno in piena sicurezza. «Il “cervello” del sistema di ventilazione è molto importante, perché consente di gestire i ventilatori in modo preciso per soddisfare diversi scenari», spiega Rösch. Questo sistema di controllo  pre-programmato regola circa 50 possibili casi – da quelli normali (di esercizio e manutenzione) finoa quelli più inattesi e critici.

Maggiori costi per la logistica

«In fase di messa in servizio, i sistemi hanno funzionato perfettamente. Essi, per ragioni di sicurezza e a causa dell'alta velocità dell'aria da espellere, sono stati effettuati principlamente durante la notte», spiega Larcher. Su tutto l’arco del progetto, la gestione della parte logistica e della pianificazione del progetto hanno avuto una basilare importanza. Questo ha comportato  inoltre  la coordinazione dei numerosi fornitori. «Nonostante una minuziosa pianificazione in ufficio, spesso ci siamo trovati a dover improvvisare delle soluzioni efficienti e rapide sul campo. A volte la situazione creatasi sul  cantiere si è rivelata ben diversa da quella che si era pianificato».  Il trasporto via ferrovia dei ventilatori e il montaggio degli stessinelle strette centrali di ventilazione, hanno rappresentato una vera e propria impresa.

Lo scorso autunno sono state effettuate le prime corse di prova con treni che percorreranno la Galleria di base del San Gottardo ad una velocità massima di 275 km/h. A metà del 2016 verrà aperto ufficialmente l'asse nord-sud, con ABB partner principale dei festeggiamenti chiamati «Gottardo 2016».

I sistemi ABB per la galleria di base

Ventilazione
Per i 24 ventilatori che si trovano ai due ingressi della Galleria (Ersfeld e Bodio), ABB ha fornito i componenti di bassa tensione (linee di approvvigionamento, interruttori e avviatori), il cablaggio, i sistemi di controllo basati su Controller AC 800M e moduli S800 e le celle di distribuzione compatte di bassa tensione. In entrambe le centrali di ventilazione , ABB ha installato l'intero impianto di approvvigionamento elettrico a media tensione con impianti di distribuzione del tipo ZX0, inclusi i sistemi di comunicazione, la strumentazione, i sensori e la programmazione. Per i motori, ABB ha fornito otto trasformatori a secco tipo Resibloc istallati con il convertitore di frequenza. Le unità ACS 1000 azionano in modo controllato gli otto motori, permettendo di consumare solo l'energia necessaria.

Infrastruttura della Galleria a 50 Hz
ABB ha fornito gli importanti componenti elettrici per l'intero sistema di approvvigionamento energetico a 50 Hz per l'infrastruttura della Galleria. Le unità compatte di distribuzione della media tensione (16 kV) del tipoZX0 (con gas isolante SF6), assemblate in modo modulate, permettono, in caso di guasto, la sostituzione immediata senza perdere tempo e soprattutto senza dover andar fuori servizio.Le quasi 500 unità REF542plus di controllo e protezione, garantiscono la massima sicurezza. Diverse centinaia di trasformatori, a secco e isolati ad olio (situati agli accessi alla Galleria), garantiscono l'approvvigionamento di corrente a 50 Hz e il funzionamento della rete di emergenza. Tutti questi trasformatori sono stati forniti da ABB.

Ascensore e sistema di pompaggio presso Sedrun
All'inizio dei lavori, ABB ha fornito il sistema di azionamento del montacarico istallato nel foro verticale di Sedrun. Esso era costituito da un'unità ACS 6000 e un motore sincrono. . Il montacarico era utilizzato per permettere il trasporto di esplosivi, materiale da costruzione, persone e macchine. Sempre presso Sedrun, ABB ha installato un sistema di pompaggio elettrico automatizzato che pompa l'acqua infiltrata nella Galleria a 850 m verso l'alto.

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