Verifica di sezioni trasversali di gallerie

22.06.2023 – Nella pianificazione di gallerie ferroviarie va prestata particolare attenzione alla sezione trasversale. Questa ha infatti un notevole impatto su costi e consumo di energia, sia nella fase di costruzione che durante l'esercizio. L'UFT ha sviluppato uno strumento di calcolo che supporta gli specialisti in ingegneria e pianificazione nel verificare che la sezione trasversale progettata sia la migliore possibile.

imbocco della galleria
La sezione trasversale della galleria influisce sul consumo energetico non solo in fase di costruzione, ma anche in fase di esercizio.
© FFS

Nei prossimi anni in Svizzera saranno avviati importanti nuovi progetti di gallerie ferroviarie, ad esempio quello di Brütten o la seconda galleria di base dello Zimmerberg. Alla luce del volume d'investimento, pari a diversi miliardi di franchi, ogni singola decisione progettuale riveste notevole importanza. E ciò vale in particolar modo per la sezione trasversale delle gallerie.


Nell'ottica del futuro esercizio è opportuno che la sezione trasversale sia ampia: infatti, in gallerie alte e larghe la resistenza dell'aria che il treno deve affrontare è minore e, quindi, minore sarà l'energia di trazione necessaria. Nell'ottica dei lavori di costruzione, invece, è preferibile limitare l'ampiezza della sezione, poiché in tal modo si riducono il fabbisogno di materiali e, quindi, i costi di realizzazione.


Vi sono poi altri fattori che possono essere importanti per la decisione sulla sezione trasversale di una galleria, ad esempio il consumo di energia durante i lavori di costruzione o le emissioni di gas serra, mentre per la fase d'esercizio occorre considerare, tra le altre cose, la lunghezza della galleria, le tipologie di trasporto (persone o merci) e la velocità dei treni.


Finora non esisteva alcuna metodologia scientificamente riconosciuta per valutare e soppesare i vari fattori nell'ambito di una verifica volta a determinare la variante di sezione migliore possibile. L'UFT ha ora colmato questa lacuna: da metà giugno 2023 sul suo sito Internet è disponibile uno strumento di calcolo che gli ingegneri possono utilizzare nella fase di pianificazione e progettazione per individuare la sezione trasversale ottimale di una galleria. Oltre ai costi e al consumo di energia, lo strumento considera, in particolare, anche le emissioni di gas serra generate durante l'intero ciclo di vita. Un'incognita rimane l'evoluzione dei costi per l'energia e le emissioni di gas serra durante i circa 100 anni di vita utile.


Gli esperti dell'UFT hanno analizzato cinque progetti di gallerie, differenti per numero di binari e metodo di costruzione. Dai dati effettivi sui costi e sull'energia risulta che sotto il profilo dei costi a prevalere è la fase di costruzione. L'impatto dei costi dell'energia e delle emissioni di gas serra è esiguo, visto che il loro livello dei prezzi è relativamente basso. L'incidenza dei primi si fa sentire solo a partire da prezzi della corrente nettamente superiori (> 30 cent./kWh). La conclusione è che di regola oggi la sezione trasversale più piccola ammessa dalle norme costituisce quella ottimale sotto il profilo economico, mentre sotto l'aspetto del consumo di energia è da preferire una sezione più grande, poiché in questo caso a prevalere è la fase di esercizio.

Lo strumento dell'UFT ha già inciso su un progetto concreto: la cosiddetta sezione trasversale libera delle due canne a binario unico della seconda galleria di base dello Zimmerberg è stata ridotta dagli iniziali 54 a 42 metri quadrati, con conseguenti effetti positivi anche sui costi.
 

Strumento di calcolo di sezioni trasversali di gallerie

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