1.1 La galleria è un sistema complesso

• 1.1.1. Complessità del sistema
• 1.1.2. Sottogruppo "Ingegneria civile"
• 1.1.3. Sottogruppo "Ventilazione"
• 1.1.4. Sottogruppo "Sistemi operativi"
• 1.1.5. Sottogruppo "Sicurezza"
• 1.1.6. Sintesi

1.1.1 La galleria è un sistema complesso

Una galleria costituisce un "sistema complesso" che è il risultato dell’interazione di molti parametri diversi. Tali parametri possono essere riuniti in sottogruppi, di cui i principali sono rappresentati nel grafico seguente (Fig. 1.1-1).

Tutti questi parametri sono variabili e interattivi, sia all’interno di ogni sottogruppo sia tra i sottogruppi stessi.

• La ponderazione relativa dei parametri e il loro carattere variano in funzione della natura di ogni galleria. Ad esempio, i criteri determinanti e la ponderazione dei parametri non sono gli stessi per una galleria urbana e una galleria di montagna.
• I parametri cambiano a seconda che si tratti di gallerie corte o lunghe, o ancora di gallerie attraversate da veicoli che trasportano merci pericolose o di gallerie nelle quali è ammesso solo per il trasporto di passeggeri.
• I criteri non sono gli stessi per una galleria di nuova costruzione o una galleria da ristrutturare o riqualificare in modo da essere resa conforme ai nuovi standard in materia di sicurezza.

Nota 1: i collegamenti sono multipli e spesso reversibili: il concetto generale della galleria e la sezione funzionale sono posti al centro della figura. Si possono creare schemi simili posizionando altri fattori al centro della figura.

• Nota 2: il primo cerchio rappresenta i "campi tecnici". Alcuni campi rappresentano aspetti multipli:
• sicurezza: regolamentazione – analisi dei rischi – mezzi di intervento – requisito di disponibilità;
• geologia: geologia – geotecnica – dimensionamento strutturale;
• opere civili: metodi – programma di costruzione – rischi e pericoli;
• operatività: operatività e manutenzione (aspetti tecnici);
• costi: costruzione – operatività – manutenzione giornaliera – riparazioni principali;
• ambiente: regolamentazione – diagnosi – valutazione dell’impatto – trattamento e attenuazione.

Nota 3: il secondo cerchio rappresenta il "contesto" nel quale il progetto deve essere sviluppato. Alcuni elementi rappresentano aspetti multipli:

• ambiente umano: sensibilità – urbanizzazione – presenza di edifici o infrastrutture;
• ambiente naturale: sensibilità – acqua – fauna – flora – qualità dell’aria – territorio;
• natura dei trasporti: natura e volume del traffico – tipologia – tipi di merci trasportate – ecc.;
• varie limitazioni esterne: accessi e particolari limitazioni – condizioni climatiche – valanghe – stabilità del terreno – contesto socioeconomico – ecc.;
• livello di redditività: accettabilità economica – capacità di finanziamento – controllo dei costi finanziari – contesto politico ed economico generale in caso di Concessione o Partenariato pubblico privato (PPP).

La progettazione di una nuova galleria (o il rifacimento e la riqualificazione di una vecchia galleria) richiede che siano tenuti in considerazione questi numerosi parametri. L’albero decisionale relativo a questi parametri è complesso e richiede il contributo di parti esperte e multidisciplinari. Esse devono intervenire il prima possibile per i seguenti motivi:

• per permettere che tutti i parametri rilevanti siano considerati sin dall’inizio del progetto ed evitare le tante potenziali insidie rilevate nei progetti in corso o nelle gallerie completate da poco. Tali errori includono la considerazione tardiva dell’impianto richiesto per l’operatività e la sicurezza, nonché lo sviluppo di un sistema di supervisione senza integrare i risultati dell’analisi dei rischi, il piano d’emergenza o le procedure operative. Di conseguenza, la galleria e i suoi sistemi e impianti per l’operatività e la supervisione possono essere inappropriati per un funzionamento affidabile e sicuro;
• un intervento tempestivo contribuisce a una migliore ottimizzazione del progetto, sia dal punto di vista della sicurezza sia in termini di costi di costruzione e operativi. Esempi recenti indicano che le ottimizzazioni trasversali (ingegneria civile – ventilazione – evacuazione in sicurezza) apportate nelle prime fasi del progetto possono contribuire per il 20% circa alla riduzione dei costi.

Ogni galleria è unica e richiede un’analisi specifica che tenga conto di tutte le condizioni specifiche e particolari. Tale analisi è essenziale per fornire risposte idonee e per:

• ottimizzare il progetto da un punto di vista tecnico e finanziario;
• ridurre i rischi tecnici, finanziari e ambientali;
• garantire il livello richiesto di sicurezza per gli utenti della galleria.

Non esiste nessuna "soluzione magica" e un semplice processo di "copia e incolla" è quasi sempre inadatto.

La progettazione e l’ottimizzazione di una galleria richiedono:

• un inventario completo e dettagliato di tutti i parametri;
• un’analisi delle interazioni tra i parametri;
• la valutazione del grado di flessibilità di ciascun parametro e, se necessario, della sensibilità di ognuno di essi in riferimento agli obiettivi richiesti;
• un approccio olistico al raggiungimento del successo, in quanto:        
  - non è possibile un approccio esclusivamente matematico, per via del fatto che il "sistema" è troppo complesso e non esiste un’unica risposta;  
  - troppi parametri rimangono non specificati o variabili durante le prime fasi di un progetto le scelte fondamentali restano in sospeso;   
  - bisogna considerare la valutazione dei rischi, la loro gravità e la loro probabilità;
  - molti parametri sono interdipendenti e molte interazioni sono circolari.

Nei paragrafi successivi sono riportati alcuni esempi che consentono di chiarire la complessità, l’interattività e il carattere iterativo e "circolare" dell’analisi.

Tali esempi non intendono fornire una risposta completa. Il loro scopo consiste semplicemente nel sensibilizzare il lettore sulle varie questioni in modo da formulare considerazioni mirate per ogni specifica galleria.

1.1.2 Sottogruppo "Ingegneria civile"

1.1.2.1 Parametri

La Tabella 1.1-2 seguente fornisce un esempio dei principali parametri riguardanti gli aspetti di ingegneria civile:

Tabella 1.1-2 : Parametri principali a livello di ingegneria civile

• La prima colonna della tabella mostra i principali gruppi di parametri.
• La seconda colonna mostra i principali sottogruppi di parametri relativi a un gruppo principale.
• La terza colonna elenca un determinato numero di parametri elementari relativi a un sottogruppo. L’elenco non è esaustivo.
• La quarta colonna mostra, per ogni gruppo o sottogruppo, i principali risultati relativi al sottogruppo.

1.1.2.2 Interazioni tra parametri

Le interazioni tra parametri sono numerose e spesso realizzate per mezzo di collegamenti circolari che tengono conto delle sovrapposizioni tra i vari parametri.

L’esempio seguente (Tabella 1.1-3) si riferisce alle interazioni tra ventilazione, sezione e sicurezza:

• La prima colonna riguarda la ventilazione. I parametri elencati in questa colonna sono i parametri elementari risultanti dalla precedente Tabella 1.1-2 per il sottogruppo "Ventilazione".
• La seconda colonna riguarda la sezione. I parametri risultano dalla Tabella 1.1-2.
• La terza colonna riguarda la sicurezza.

Tabella 1.1-3 : Interazioni tra parametri

La figura mostra un determinato numero di parametri comuni a più colonne (v. linee di collegamento), che creano interazioni circolari tra i vari sottogruppi di parametri. Tali interazioni sono collegate da funzioni complesse, che rendono praticamente impossibile una semplice soluzione matematica del problema. La soluzione del problema richiede la definizione di una gerarchia tra i vari parametri, seguita dalla considerazione delle ipotesi per i parametri di gerarchia superiore. Questa gerarchia differisce da progetto a progetto, ad esempio:

• Per una galleria di breve o media lunghezza con un unico senso di marcia, il sistema di ventilazione più probabile è la "ventilazione longitudinale". Infatti, i ventilatori a impulso fissati alla calotta hanno in genere un impatto molto basso sulle dimensioni della sezione. Questa potrebbe essere quindi dimensionata inizialmente prima di progettare la ventilazione, ma tendendo conto degli altri parametri determinanti. L’impatto della ventilazione sulla sezione sarà poi verificato successivamente.
• Al contrario, se la galleria è molto lunga o la sezione è rettangolare (metodo cut and cover), il sistema di ventilazione e i suoi componenti (sezione, numero e natura dei possibili condotti dell’aria – dimensione dei ventilatori a impulso se richiesti – ecc.) hanno un impatto fondamentale sulla misura della sezione. Il sistema di ventilazione dovrà essere predimensionato all’inizio dell’analisi, formulando ipotesi preliminari sulle dimensioni della sezione. Si procederà poi a verificare la geometria della sezione.

Il processo di soluzione è quindi un processo iterativo che si basa su un primo gruppo di ipotesi, come mostrano gli esempi precedenti. Tale processo richiede ingegneri con una vasta esperienza tecnica trasversale a più discipline, in modo da poter prendere in considerazione i parametri rilevanti per un progetto, affrontare meglio le successive iterazioni e garantire la migliore ottimizzazione del progetto, con il livello richiesto di servizio e sicurezza.

1.1.3 Sottogruppo "Ventilazione"

La Tabella 1.1-4 seguente fornisce un esempio dei principali parametri riguardanti gli aspetti di ventilazione. Questa tabella non intende essere esaustiva.

Come per il sottogruppo "ingegneria civile", le interazioni tra i parametri sono numerose e sono inoltre soggette a relazioni circolari.

Il processo di risoluzione dei problemi è simile a quello delineato in precedenza per il sottogruppo "ingegneria civile".

Tabella 1.1-4: Principali parametri che influenzano la ventilazione

1.1.4. Sottogruppo "Sistemi operativi"

Non si tratta di parametri fondamentali per la definizione della sezione funzionale, salvo le seguenti eccezioni:

• cassette e manicotti per il passaggio dei cavi, tubi per l’alimentazione d’acqua per il sistema antincendio;
• segnali, segnaletica informativa, istruzioni di sicurezza e di polizia. Talvolta (metodo cut and cover rettangolare) i segnali possono avere un impatto molto importante sulla geometria (distanza tra la sede stradale e l’intradosso con un possibile impatto sull’allineamento verticale e la lunghezza della galleria). Questo può eventualmente richiedere un’ottimizzazione più globale, che può riguardare la posizione e/o la forma degli interscambi al di fuori della galleria vicino agli imbocchi.

I "Sistemi operativi" costituisce d’altro canto un parametro essenziale per il dimensionamento delle costruzioni tecniche in corrispondenza degli imbocchi, delle sottostazioni sotterranee per macchine e sistemi e di tutti spazi tecnici sotterranei o delle varie rientranze e nicchie. Spesso si rendono necessari interventi particolari per quanto riguarda la temperatura, la climatizzazione e la qualità dell’aria.

L’importanza di questi parametri si fa sentire anche in termini di costi di costruzione, funzionamento e manutenzione.

I "Sistemi operativi" rappresentano un parametro essenziale per la sicurezza delle gallerie e devono essere progettati, costruiti e sottoposti a manutenzione in un’ottica di:

• disponibilità e affidabilità, in particolare alimentazione elettrica e distribuzione, di tutte le reti di comunicazione;
• protezione antincendio di tutti i sistemi , in particolare dei cavi dell’alimentazione elettrica principale e dei cavi delle reti di trasmissione;
• resistenza dell’impianto e dei suoi componenti per garantirne la durata, l’affidabilità e l’ottimizzazione dei costi di funzionamento e manutenzione;
• agevolazione degli interventi di manutenzione con un basso impatto sulle condizioni di traffico, come pure sulla sicurezza delle squadre di manutenzione e degli utenti, cosa che richiede particolari interventi a livello di progettazione e accessibilità di queste strutture;
• integrazione delle procedure operative e del piano d’emergenza nella progettazione del sistema di supervisione (SCADA), nell’ergonomia delle interfacce uomo/macchina e nell’assistenza all’operatore in particolare in caso di incidente.

1.1.5. Sottogruppo "Sicurezza"

1.1.5.1.Concetto "Sicurezza"

Le condizioni di sicurezza in una galleria risultano da molti fattori che sono presentati nel Capitolo 2 del presente manuale. È necessario tenere conto di tutti gli aspetti del sistema, che è costituito sia dall’infrastruttura stessa per la garanzia della sicurezza sia dal suo funzionamento, dai suoi interventi, veicoli e utenti (Fig. 1.1-5).

L’infrastruttura è un parametro importante per i costi di costruzione. Tuttavia, si può investire molto nell’infrastruttura senza migliorare le condizioni di sicurezza se non si considerano parallelamente le disposizioni fondamentali in materia di:

• organizzazione, mezzi materiali e umani, procedure operative e di intervento;
• formazione del personale operativo;
• componenti dei servizi d’emergenza con materiale efficiente e formazione del personale addetto;
• comunicazione con gli utenti.

1.1.5.2. Come influiscono questi parametri sul progetto di una galleria?

Questi parametri relativi alla sicurezza possono influire in modo più o meno importante sul progetto di una galleria. Le tabelle seguenti forniscono alcuni esempi.

Nota: le quattro tabelle seguenti si riferiscono ai quattro campi principali rappresentati nella Fig. 1.1-5.

• Colonna 1 indica la principale infrastruttura o le azioni correlate
• Colonna 2 indica il grado d’influenza nella progettazione del tunnel (ingegneria civile - ventilazione – operazione ed equipaggiamenti della sicurezza):
  • Verde: nessun impatto,
  • Giallo: impatto medio,
  • Rosso: impatto importante o principale.
• Colonna 3 specificale principali motivi o le cause d’influenza.

Tabella 1.1-6: Principali impatti sul progetto dovuti all’infrastruttura

INFRASTRUCTURE	Impact	Comments
Escape route		Inside the tunnel - Parallel gallery - Direct external access - Connection between two tubes
Emergency team accesses		From the other tube - Dedicated access - Common with escape route
Volume of people to escape		Size of escape route - Spacing of the connections to the tunnel
Ventilation		Ventilation concept - Inadequacy of pure longitudinal system under certain operating and traffic conditions

Tabella 1.1-7: Principali impatti sul progetto dovuti alle condizioni d’intervento e all’organizzazione operativa

OPERATION	Impact	Comments
Response plan procedure		Signalling - SCADA - Communication with the users
Intervention rescue team		Size of the portal building - Eventual underground facilities - Specific tool - Size of water tanks
Team training		Particular external facilities - Special software

Tabella 1.1-8: Principali impatti sul progetto dovuti ai veicoli

VEHICLES	Impact	Comments
Traffic flow average and peak hour		Number of lanes - Ventilation concept and sizing
Transport of dangerous goods		Ventilation impact - Particular drainage for hazardous goods spillage - Operating procedures with particular convoy with fire brigade accompanying --> parking facilities and staff
State of the vehicle		In particular condition, size control and overheat control before entering --> gantry heat control + parking + staff
Restriction of particular vehicle categories		Exemple: urban tunnel dedicated to light vehicles - Tunnel size, ventilation escape routes

Tabella 1.1-9: Principali impatti sul progetto dovuti agli utenti della galleria

ROAD USERS	Impact	Comments
Information		Leaflet distributed before entering - TV information campaign
"Live" communication		Signalling, VMS, radio broadcast, traffic lights, impact on cross section, E&M, SCADA, sometimes remote barriers
Teaching		Driving school (in several European countries)
Guidance to escape routes		Signalling - Handrail - Flash - Noise - Impact on E&M and SCADA
Speed and spacing between vehicles control		Radar and spacing detectors - Impact on E&M and SCADA

.1.6. Sintesi

Una galleria è un "sistema complesso", il che significa in particolare che:

• affrontare la progettazione di una galleria soltanto dal punto di vista dell’allineamento, della geologia o dell’ingegneria civile causa gravi difetti di progettazione, che probabilmente renderanno la galleria meno sicura (ed eventualmente addirittura pericolosa) e di difficile utilizzo (o magari inutilizzabile in condizioni ragionevoli);
• analogamente, anche affrontare la progettazione di una galleria soltanto dal punto di vista dei sistemi operativi, senza integrare un’analisi a monte dei rischi e della sicurezza, degli interventi e dell’operatività, causerà difetti che appariranno molto rapidamente non appena la galleria sarà aperta al traffico;
• la mancata considerazione, dalla fase preliminare di progettazione, di tutti gli obiettivi e le restrizioni riguardanti l’operatività e la manutenzione determinerà inevitabilmente maggiori costi operativi e una minore affidabilità complessiva.

Sfortunatamente, il trattamento parziale dei problemi è un fenomeno ancora piuttosto frequente a causa dell’assenza di una sufficiente "cultura delle gallerie" dei vari soggetti coinvolti nella progettazione.

Il controllo di questo sistema complesso è difficile ma essenziale per poter:

• trovare la soluzione giusta a ogni problema;
• assicurare che gli utenti abbiano un sufficiente livello di sicurezza e offrire loro un servizio di qualità e un buon confort.

Parallelamente, il controllo di questo sistema complesso contribuisce molto spesso all’ottimizzazione tecnica ed economica del progetto, attraverso una chiara e tempestiva definizione delle funzioni che devono essere garantite e l’applicazione di un valido processo ingegneristico.

La considerazione, sin dall’inizio del progetto, degli aspetti principali in tema di:

• allineamenti orizzontali e verticali, geologia, criteri e metodi in materia di opere dell’ingegneria civile;
• ventilazione;
• sicurezza (attraverso un’analisi preliminare dei rischi e dei pericoli e un piano d’emergenza preliminare);
• condizioni operative e di manutenzione

costituisce un approccio efficace alla soluzione di questa complessa equazione.

1.2. Progettazione generale della galleria (nuova galleria)

• 1.2.1 Allineamento orizzontale e verticale
• 1.2.2 Il profilo trasversale funzionale
• 1.2.3 Sicurezza e operatività
• 1.2.4 Sistemi operativi

La Sezione 1.2 riguarda la progettazione di nuove gallerie. La progettazione relativa al rifacimento e alla riqualificazione delle gallerie esistenti per fini di sicurezza è presentata nella Sezione Rinnovo - riqualificazione

1.2.1 Horizontal and vertical alignment

La progettazione dell’allineamento orizzontale e verticale di una sezione stradale o autostradale comprendente una galleria costituisce una fase iniziale primaria e fondamentale nella creazione di una nuova galleria, cui raramente viene prestata la necessaria attenzione.

La considerazione del "sistema complesso galleria" deve essere presente sin dall’inizio della progettazione dell’allineamento generale, cosa che accade di rado. È tuttavia in questa fase che le ottimizzazioni tecniche e finanziarie sono più importanti.

Già nelle prime fasi della progettazione, è essenziale mobilitare un team multidisciplinare composto da specialisti e progettisti esperti, i quali sapranno individuare tutti i potenziali problemi del progetto nonostante l’inevitabile incompletezza delle informazioni preliminari. Questo team sarà in grado di prendere decisioni valide e affidabili per le scelte principali e quindi di consolidare progressivamente questi elementi in funzione della disponibilità di ulteriori informazioni.

L’obiettivo di questa sezione non è quello di definire le norme relative alla progettazione del tracciato di una galleria (nella Sezione Regolamenti - Raccomandazioni si rimanda ai manuali di progettazione di diversi paesi), ma essenzialmente di sensibilizzare i proprietari e i progettisti sulla necessità di un approccio globale e multiculturale sin dalle prime fasi della progettazione, nonché sull’importanza dell’esperienza in materia che è fondamentale per il successo del progetto.

1.2.1.1 Paesi senza "cultura delle gallerie"

In questi paesi proprietari e progettisti nutrono una certa apprensione riguardo alle gallerie. Molto spesso preferiscono "tracciati acrobatici" che costeggiano i crinali, con pendenze ripide, enormi pareti di contenimento o viadotti lunghissimi e talvolta con imponenti opere di consolidamento (che sono molto costose e non sempre efficaci nel lungo periodo), per attraversare zone caratterizzate da movimenti franosi.

Numerosi esempi di progetti con gallerie e variazioni di allineamento progettate secondo un approccio di "sistema" globale dimostrano, rispetto agli approcci sistematicamente contrari alla costruzione di gallerie, che:

• i risparmi sui costi di costruzione possono attestarsi tra il 10% e il 25% nelle aree montane;
• si possono realizzare risparmi importanti in termini di costi operativi e di manutenzione. L’affidabilità della strada può essere migliorata, in particolare nelle zone caratterizzate da instabilità o da movimenti franosi o soggette a rigide condizioni climatiche;
• l’impatto ambientale viene notevolmente ridotto;
• il livello di servizio per gli utenti è migliore e le condizioni operative, in particolare in inverno (nei paesi più nevosi), sono rese affidabili dalla riduzione delle pendenze richieste dai passaggi lungo i crinali.

L’assistenza di un consulente esterno permette di attenuare l’insufficienza o la mancanza di una "cultura delle gallerie" e di migliorare significativamente il progetto.

1.2.1.2 Paesi che hanno una tradizione nella costruzione e operatività delle gallerie

Raramente il concetto di "sistema complesso" viene integrato a monte, a scapito dell’ottimizzazione globale del progetto. Troppo spesso la "geometria" della nuova infrastruttura è stabilita da specialisti in tracciati senza tenere conto di tutte le restrizioni e i componenti di una galleria. È tuttavia essenziale considerare sin da questa fase tutti i parametri e le interfacce descritte nel paragrafo 1.1 sopra e in particolare:

• la geologia e l’idrogeologia generale dell’area (secondo il livello disponibile di conoscenza) così come la stima preliminare delle difficoltà geologiche e dei potenziali rischi riguardanti i metodi, i costi e la durata della costruzione;
• le potenziali condizioni geomeccaniche, idrogeologiche e idrografiche agli imbocchi delle gallerie e lungo gli accessi;
• i rischi e i pericoli relativi alle condizioni invernali nei paesi soggetti a forti nevicate, in particolare:
  • i rischi di valanghe o di formazione di accumuli di neve e le possibilità di protezione delle vie d’accesso e dei portali contro questi rischi;
  • le condizioni di manutenzione delle vie d’accesso in caso di forti nevicate al fine di garantire l’affidabilità della strada. Questo può condizionare l’altezza degli imbocchi delle gallerie, le pendenze massime delle vie d’accesso e, se necessario, lo spazio a disposizione per allestire superfici di montaggio e smontaggio delle catene in prossimità degli imbocchi;

• le condizioni ambientali in corrispondenza degli imbocchi delle gallerie e sulle vie d’accesso. L’impatto può essere significativo negli ambienti urbani (in particolare a causa del rumore e degli scarichi di aria inquinata) come pure nel caso di gallerie interurbane;
• la pendenza delle rampe di avvicinamento:
  • la galleria meno costosa non sempre è quella più corta;
  • la soppressione di una corsia speciale per i veicoli lenti è difficile da gestire in prossimità dell’imbocco di una galleria e il mantenimento di una simile corsia in galleria è generalmente molto costoso;
  • la pendenza delle vie d’accesso può avere un impatto molto forte sulla capacità della strada in termini di volume di traffico e di affidabilità durante l’inverno;
• la possibilità di incorporare cunicoli d’accesso laterali (ventilazione – evacuazione e sicurezza – riduzione della tabella di marcia dei lavori) o condotti verticali o inclinati (ventilazione – evacuazione e sicurezza):
  • questi particolari punti d’accesso, il loro impatto sulla superficie (in particolare negli ambienti urbani: spazio disponibile – sensibilità agli scarichi di aria inquinata – ecc.) e la loro accessibilità 365 giorni all’anno (ad es. esposizione alle valanghe) possono costituire importanti restrizioni per la progettazione dell’allineamento orizzontale e verticale. Viceversa, essi molto spesso contribuiscono all’ottimizzazione dei costi di costruzione operativi;
  • questi particolari punti d’accesso possono avere un impatto considerevole sui costi di costruzione e operativi e sulle dimensioni della sezione (potenziale ottimizzazione delle strutture di ventilazione e di evacuazione);
• i metodi di costruzione che possono avere un impatto rilevante sulla progettazione dell’allineamento orizzontale e verticale, ad esempio:
  • l’attraversamento di un fiume con una galleria scavata sotto di esso costituisce un progetto sostanzialmente diverso da una soluzione basata su moduli prefabbricati immersi;
  • interfacce con un viadotto in corrispondenza dell’imbocco della galleria;
  • la scadenza imposta per i lavori può avere un impatto diretto sul tracciato, in particolare per consentire il transito da entrambi gli imbocchi della galleria così come la circolazione intermedia attraverso i cunicoli d’accesso;
• le caratteristiche geometriche del tracciato e il profilo longitudinale della galleria per cui è necessario integrare anche i seguenti elementi:
  • limitazione delle pendenze che hanno un impatto notevole sul dimensionamento del sistema di ventilazione e sulla riduzione della capacità del volume di traffico in galleria;
  • le condizioni idrauliche del drenaggio sotterraneo durane il periodo di costruzione e di operatività che influiscono sull’allineamento verticale;
  • la ridotta tolleranza laterale (la realizzare di larghezze aggiuntive è molto costosa) che richiede un’analisi speciale delle condizioni di visibilità e particolare attenzione nella scelta dei raggi delle curve per l’allineamento orizzontale;
  • la scelta migliore dei raggi per evitare pendenze trasversali alternate e il loro impatto elevato sui sistemi di raccolta e di drenaggio delle acque dalle carreggiate, interfacce con manicotti per l’installazione di cavi, tubi dell’acqua per spegnere gli incendi che possono comportare addirittura un aumento delle dimensioni della sezione;
• tutte le normali restrizioni legate all’occupazione di spazio sotterraneo, in particolare negli ambienti urbani: metropolitane - parcheggi – fondamenta – strutture sensibili agli assestamenti;
• costi di costruzione e operativi:
  • la galleria meno costosa non necessariamente è quella più corta;
  • un ulteriore investimento nell’ingegneria civile può essere complessivamente più economico nell’ottica del ciclo di vita di una galleria, se consente di ridurre i costi per la costruzione, il funzionamento, la manutenzione e le riparazioni di grossa entità (in particolare la ventilazione), oppure se permette di rimandare di alcuni anni il raggiungimento della saturazione della capacità di traffico (impatto della pendenza nella galleria e sugli accessi);

• il coordinamento tra gli allineamenti orizzontali e verticali in una galleria deve essere studiato attentamente in modo da supportare il livello di confort e di scurezza degli utenti. L’effetto visivo dei cambiamenti di pendenza nell’allineamento verticale, in particolare nei punti elevati, è posto in evidenza dal campo visivo limitato della galleria e dall’illuminazione;

• nella progettazione del tracciato bisogna considerare le condizioni di funzionamento con traffico unidirezionale o bidirezionale, in particolare:

  • le normali condizioni di visibilità e di leggibilità;
  • la possibilità di allestire accessi laterali (cunicoli) o accessi verticali (condotti), in particolare per: ottimizzare la ventilazione e la sezione, migliorare la sicurezza (evacuazione degli utenti e accesso delle squadre intervento emergenza evitando la costruzione di una costosa galleria parallela);

• il tracciato in prossimità degli imbocchi:

  • gli imbocchi della galleria costituiscono particolari punti di passaggio ed è necessario tenere conto del comportamento umano e delle condizioni fisiologiche. È fondamentale preservare una continuità geometrica al fine di aiutare l’utente a mantenere la sua traiettoria istintiva;
  • non è auspicabile una galleria rettilinea, in particolare in corrispondenza dell’avvicinamento all’uscita. Potrebbe rendersi necessario potenziare l’illuminazione dell’uscita su una lunga distanza;
• innesti sotterranei in corrispondenza degli imbocchi delle gallerie o molto vicino ad essi:
  • si devono evitare gli interscambi interni a una galleria o all’esterno nelle immediate vicinanze degli imbocchi;
  • se non possono essere evitati, occorre svolgere un’analisi molto dettagliata per determinare tutte le restrizioni e le conseguenze particolari da tenere in considerazione (tracciato – sezione – corsie di uscita o di arrampicamento – rischio di flusso di traffico a ritroso – evacuazione – ventilazione – illuminazione – ecc.) in modo da garantire la sicurezza in tutte le circostanze.

1.2.2 Il profilo trasversale funzionale

1.2.2.1 Le problematiche

Il profilo trasversale funzionale costituisce la seconda fase principale della progettazione di una galleria dopo la selezione dell’allineamento. Come per la prima fase, l’approccio al "sistema complesso" deve essere considerato con grande attenzione, il più a monte possibile, insieme a un team esperto e multidisciplinare. Si devono tenere presenti tutti i parametri e le interfacce di cui al Paragrafo Aspetti strategici

La seconda fase (profilo trasversale funzionale) non è indipendente dalla prima fase (allineamento) e deve ovviamente tenere in considerazione i criteri risultanti da quest’ultima. Le due fasi sono quindi interdipendenti e strettamente collegate tra loro.

Inoltre, come accennato nel paragrafo 1.1.2.2, il processo delle prime due fasi è iterativo e interattivo. Non esiste un approccio matematico diretto in grado di fornire un’unica risposta all’analisi del "sistema complesso". Né vi sono risposte univoche, ma soltanto un numero molto limitato di buone risposte e un numero elevato di cattive risposte. L’esperienza del team multidisciplinare è fondamentale per individuare una buona soluzione in tempi rapidi.

Gli esempi citati nel paragrafo 1.2.1 precedente indicano che i criteri in materia di "profilo trasversale funzionale" possono avere un impatto considerevole sulla progettazione degli allineamenti orizzontali e verticali.

L’esperienza mostra che l’analisi del "profilo trasversale funzionale" è molto spesso incompleta e limitata ai soli criteri di ingegneria civile, il che determina inevitabilmente:

• nel migliore dei casi, un progetto che non è ottimizzato dal punto di vista funzionale, operativo e finanziario. L’esperienza insegna che le ottimizzazioni potenziali possono raggiungere in casi eccezionali il 20% dei costi di costruzione;
• nel caso più frequente, una considerazione inadeguata delle funzioni, delle loro restrizioni e del loro impatto sul progetto. Queste funzioni dovranno essere integrate nelle fasi successive del progetto attuando soluzioni tardive e spesso molto costose;
• nel peggiore dei casi, errori fondamentali di progettazione con un impatto irrimediabile e permanente sulla galleria, sulle sue condizioni operative e di sicurezza, così come sui suoi costi di costruzione e operativi.

1.2.2.2 Criteri principali

The major parameters of the "functional transverse profile" are as follows:

I parametri principali del "profilo trasversale funzionale" sono i seguenti:

• volume di traffico – natura del traffico – organizzazione operativa – galleria urbana o non urbana, al fine di determinare:
  • il numero e la larghezza delle corsie, in funzione del traffico e del tipo di veicoli ammessi in galleria;
  • l’altezza massima (in funzione del tipo di veicolo);
  • la banchina, la corsia per la fermata d’emergenza o la piazzola, in funzione del volume di traffico, della modalità di transito, vale a dire in una o due direzioni, e della percentuale statistica di guasti;
  • un possibile separatore centrale e la sua larghezza in caso di transito bidirezionale;
• la ventilazione ha un impatto elevato che dipende:
  • dal sistema di ventilazione selezionato, anch’esso dipendente da molti altri parametri (v. Paragrafo Ventilation);
  • dallo spazio richiesto per i condotti di ventilazione, per l’installazione dei ventilatori, dei jet fans, dei condotti secondari e di tutti gli atri elementi previsti per il controllo della ventilazione; ,
• l’evacuazione degli utenti e l’accesso delle squadre intervento emergenza e di salvataggio che dipendono da numerosi fattori specificati nel Capitolo Sistemi strutturali;
• la lunghezza e la pendenza della galleria. Questi parametri intervengono in modo indiretto attraverso la ventilazione, i concetti di accesso e di sicurezza;
• anche le reti e i sistemi operativi sono molto spesso fattori determinanti nel dimensionamento della sezione funzionale, tenuto conto del loro numero, dello spazio che richiedono, della protezione essenziale ad esse associata per garantire la sicurezza operativa della galleria e dello spazio relativamente limitato sotto le passerelle e le banchine per il loro posizionamento. Sono interessate in particolare le reti seguenti, che hanno un impatto dimensionale:
  • sistema (o sistemi) fognario separato o combinato – raccolta dei liquidi inquinati dalle sedi stradali e dai relativi sifoni. L’assenza di variazione nella pendenza trasversale, associata alle condizioni dell’allineamento (v. Paragrafo 1.2.1.2), consente di semplificare e ottimizzare il profilo trasversale funzionale;
  • la rete di alimentazione d’acqua per il sistema antincendio, gli idranti e, se necessario, la loro protezione contro il gelo;
  • tutte le reti di cavi ad alta, media e  bassa tensione. È essenziale tenere in considerazione, da un lato, i cavi necessari al momento dell’apertura della galleria e la loro protezione antincendio, così come i criteri per la loro parziale o completa sostituzione, e dall’altro i criteri per l’inevitabile aggiunta di ulteriori reti nel corso del ciclo di vita della galleria;
  • le esigenze particolari nel breve o medio periodo in termini di reti esterne che passeranno probabilmente attraverso la galleria;
  • tutte le interazioni tra reti ed esigenze (tecniche o legali) in termini di spazio tra alcune reti;
  • tutti i segnali per il funzionamento: segnali e segnaletica – segnali di corsia – pannelli con messaggi variabili – indicazioni di regolamentazione – indicazioni di sicurezza – indicazioni direzionali;
• interfacce funzionali localizzate: sottostazioni sotterranee – sistema di ventilazione sotterraneo – rientranze di sicurezza – ripari – ecc. È fondamentale tenere in considerazione i criteri di funzionamento e manutenzione e in particolare la costruzione di piazzole per gli interventi di manutenzione e la sicurezza delle squadre operative;
• i metodi di costruzione e le condizioni geologiche hanno un impatto sulla sezione trasversale funzionale (indipendentemente dal dimensionamento delle strutture di ingegneria civile), ad esempio:
  • gli attraversamenti sott’acqua menzionati nel paragrafo 1.2.1.2 precedente. La soluzione con moduli prefabbricati immersi consente una progettazione e disposizione molto diversa del sistema di ventilazione, dei cunicoli di evacuazione o dell’accesso per le squadre intervento emergenza, rispetto alla disposizione degli stessi sitemi nel caso di una galleria scavata;
  • una galleria scavata con una TBM (Tunnel Boring Machine) mette a disposizione superfici sotto la sede stradale che possono essere usate ad esempio per la ventilazione, per l’evacuazione degli utenti o per l’accesso dei servizi d’emergenza. Questo permette ottimizzazioni (rimozione dei cunicoli di collegamento o di un cunicolo parallelo) che possono rivelarsi finanziariamente molto importanti se la galleria si trova sotto il livello delle acque sotterranee, circondata da materiali permeabili.

1.2.3 Sicurezza e operatività

1.2.3.1 Criteri generali

L’AIPCR ha emanato numerose raccomandazioni nel campo della sicurezza e dell’operatività al fine di portare a compimento gli studi di sicurezza, l’organizzazione del funzionamento e delle emergenze e i criteri operativi. Si rimanda il lettore a tali raccomandazioni (v. Capitolo 2 "Sicurezza" e Capitolo 3 "Fattori umani relativi alla sicurezza nelle gallerie").

Il presente capitolo tratta principalmente le interfacce di sicurezza e operative all’interno del "sistema complesso". Le tabelle contenute nel paragrafo 1.1.5.2 precedente indicano il grado di interdipendenza di ogni parametro rispetto ai vari sottogruppi del progetto.

Alcuni parametri hanno un impatto elevato sin dalle fasi a monte del progetto. Essi devono essere analizzati già nelle fasi iniziali della progettazione e riguardano in particolare:

• volume del traffico – natura del traffico (urbano o non urbano) – natura dei veicoli (possibilmente galleria dedicata a un’unica categoria di veicoli) – trasporto o meno di merci pericolose;
• evacuazione degli utenti e accesso delle squadre intervento emergenza;
• ventilazione;
• comunicazione con gli utenti – sistema di supervisione.

Questi parametri principali per la progettazione della galleria sono anche i fattori essenziali dell’anali dei rischi, oltre a costituire la bozza del "piano d’intervento delle squadre intervento emergenza". Ecco perché riteniamo fondamentale lo svolgimento di un’"analisi preliminare dei rischi", associata con l’analisi preliminare di un "piano d’emergenza" nelle fasi iniziali della progettazione preliminare. Tale analisi consente di descrivere meglio le caratteristiche specifiche della galleria e le specifiche funzionali e di sicurezza che essa deve soddisfare. Contribuisce inoltre a una valida analisi ingegneristica, a una migliore progettazione e a un miglioramento e ottimizzazione a livello tecnico e finanziario.

Questi parametri e i loro impatti sono illustrati nel dettaglio nei paragrafi seguenti.

1.2.3.2 Parametri relativi al traffico e alla sua natura

Questi parametri hanno un impatto principalmente sul profilo trasversale funzionale (v. 1.2.2) e, tramite questo, un impatto parziale sul tracciato:

• il volume di traffico influisce il numero di corsie, la ventilazione e l’evacuazione, oltre che sull’impatto dei veicoli guasti e sulla loro gestione da fermi: necessità o meno di una corsia laterale di sosta o di piazzole e organizzazione di spazi particolari per il servizio di riparazione;
• la natura del traffico, il tipo di veicoli e la loro distribuzione influiscono sul concetto di evacuazione (collegamenti trasversali, gallerie di sicurezza, dimensionamento e spaziatura) in funzione del volume delle persone da evacuare;
• nelle gallerie dedicate a particolari categorie di veicoli si considerano in particolare la larghezza delle corsie, l’altezza massima e la ventilazione;
• il passaggio o meno di merci pericolose ha un impatto importante sul sistema di ventilazione, la "sezione funzionale", la raccolta di liquidi e le misure di drenaggio, le deviazioni stradali, l’ambiente in corrispondenza degli imbocchi delle gallerie o dei camini di ventilazione, la protezione delle strutture dalle conseguenze di un grave incendio, così come sull’evacuazione e organizzazione dei servizi d’emergenza e sulla messa a disposizione dei vigili del fuoco con mezzi e materiali specifici.

1.2.3.3  Evacuazione degli utenti – accesso delle squadre intervento emergenza

Questo è un parametro fondamentale che riguarda i criteri funzionali e la progettazione in generale. Questo parametro influisce sovente anche sull’allineamento (uscite dirette verso l’esterno) e sui criteri di costruzione: collegamenti trasversali – cunicolo inferiore – cunicolo parallelo – ripari o rifugi temporanei collegati a un cunicolo.

La sua analisi richiede un approccio integrato con la progettazione della ventilazione (in particolare la ventilazione in caso di incendio), il volume di traffico, l’analisi dei rischi, l’elaborazione del piano d’emergenza (in particolare l’indagine sugli scenari di ventilazione/intervento) e i metodi costruttivi.

Da un punto di vista funzionale occorre definire i percorsi, le loro caratteristiche geometriche e spaziatura al fine di assicurare il flusso delle persone sia abili che disabili.

È essenziale garantire l’omogeneità, la leggibilità e il carattere accogliente e calmante di queste strutture, che sono usate dalle persone in situazioni di stress (incidente, incendio), durante la fase di auto-soccorso (prima dell’arrivo dei servizi d’emergenza). Il loro utilizzo deve essere naturale, semplice, efficiente e avere un effetto calmante per evitare di passare da uno stato di stress a uno stato di panico.

1.2.3.4 Ventilazione

I sistemi di ventilazione progettati unicamente come sistema di "ventilazione longitudinale" hanno un impatto ridotto sulla "sezione funzionale" o sull’"allineamento".

Non è questo il caso dei sistemi di "ventilazione longitudinale" dotati di un condotto di estrazione del fumo, o dei sistemi di "ventilazione trasversale", dei sistemi "semi-trasversali" o "semi-longitudinali", dei sistemi "misti", o dei sistemi di ventilazione che includono condotti o cunicoli intermedi che permettono di estrarre o scaricare aria all’esterno in modo diverso che attraverso agli imbocchi della galleria. Tutti questi sistemi hanno un impatto molto importante sulla "sezione funzionale", sull’"allineamento" e su tutte le ulteriori strutture sotterranee.

I sistemi di ventilazione dello spazio destinato al traffico sono progettati essenzialmente per:

• fornire condizioni salutari all’interno della galleria attraverso la diluizione dell’inquinamento dell’aria così da mantenere le concentrazioni a un livello inferiore a quello richiesto dalle raccomandazioni dei regolamenti nazionali;
• garantire la sicurezza degli utenti in caso di incendio all’interno della galleria, fino alla loro evacuazione al di fuori dello spazio destinato al traffico, fornendo un’efficace estrazione del fumo;

I sistemi di ventilazione possono svolgere inoltre ulteriori funzioni:

• limitazione dell’inquinamento dell’aria agli imbocchi della galleria, attraverso una migliore dispersione dell’aria inquinata o attraverso la depurazione dell’aria prima che sia scaricata al di fuori della galleria;
• impianti sotterranei per la depurazione dell’aria inquinata affinché possa essere riutilizzata in galleria. Questi sistemi sono presenti nelle gallerie urbane o nelle gallerie non urbane molto lunghe. Si tratta di tecnologie complesse e costose che richiedono molto spazio e notevole manutenzione;
• in caso di incendio, contribuire a limitare la temperatura all’interno della galleria per ridurre il deterioramento della struttura dovuto agli effetti termici.

I sistemi di ventilazione non riguardano soltanto lo spazio destinato al traffico, ma interessano anche:

• i cunicoli di collegamento tra le canne di galleria;
• le gallerie di sicurezza o i ripari usati dagli utenti in caso di incendio;
• i locali tecnici o gli impianti situati all’interno della galleria o all’esterno vicino agli imbocchi della galleria che possono richiedere il ricambio dell’aria o la gestione e il controllo del livello di temperatura (riscaldamento o climatizzazione dell’aria secondo le condizioni geografiche).

I sistemi di ventilazione devono essere progettati al fine di:

• adattarsi in modo dinamico e rapido alle numerose condizioni e capacità nelle quali sono utilizzati per sostenere:
  • le restrizioni climatiche, in particolare i differenziali di pressione elevati e fluttuanti tra gli imbocchi delle gallerie lunghe nelle zone montuose;
  • tassi di utilizzazione variabili per la gestione del fumo in caso di incendio, in particolare in funzione dello sviluppo dell’incendio e della sua regressione, così come per l’intera durata dell’incendio, in modo da risultare idonei all’evoluzione delle strategie antincendio in ogni fase di evacuazione, lotta antincendio, preservazione delle strutture ecc.;
• disporre di una capacità di sviluppo sufficiente in modo da adattarsi per tutto il ciclo di vita della galleria all’evoluzione del traffico (volume – natura), abbassando i livelli di inquinamento ammissibili e le varie condizioni di funzionamento.

1.2.3.5 - Comunicazione con gli utenti - supervisione

La comunicazione con gli utenti ha un impatto importante sul "profilo trasversale funzionale" per mezzo della segnaletica.

Gli altri impatti principali non riguardano il "sistema complesso" nella sua interezza, ma si riferiscono al sottosistema relativo ai sistemi operativi, in particolare al monitoraggio remoto, al rilevamento, alle comunicazioni, alla gestione del traffico, al controllo e supervisione, nonché all’organizzazione dell’evacuazione.

1.2.3.6 - Requisiti particolari per l’operatività

L’operatività di una galleria e l’intervento delle squadre di manutenzione possono richiedere accorgimenti particolari per consentire interventi in totale sicurezza e per ridurre le restrizioni al traffico.

Questi accorgimenti riguardano per esempio la predisposizione di piazzole di fronte ai sistemi sotterranei che richiedono interventi regolari di manutenzione o l’accessibilità ai materiali per la loro sostituzione e manutenzione (in particolare i materiali pesanti e voluminosi).

1.2.4 I sistemi operativi

Il presente paragrafo non si occupa di descrivere nel dettaglio i sistemi operativi, la loro funzione o la loro progettazione. Questi elementi sono definiti nelle raccomandazioni dell’attuale "Manuale delle gallerie stradali", nonché nei manuali o nelle raccomandazioni elencati nella Sezione 1.6 seguente.

Il paragrafo si occupa piuttosto di richiamare l’attenzione dei proprietari e dei progettisti su particolari questioni specifiche dei sistemi per l’operatività della galleria.

1.2.4.1 Scelte strategiche

I sistemi operativi devono consentire alla galleria di svolgere la sua funzione, che è assicurare il passaggio del traffico, e di soddisfare la doppia missione di fornire agli utenti un buon livello di confort e sicurezza quando attraversano la galleria.

I sistemi operativi devono tenere conto della funzione della galleria, della sua posizione geografica, delle sue caratteristiche intrinseche, della natura del traffico, delle infrastrutture a valle e a monte della galleria, delle principali questioni relative alla sicurezza e all’organizzazione in caso di emergenza, così come della regolamentazione e dell’ambiente culturale e socioeconomico del paese nel quale si trova la galleria.

Un gran numero di sistemi operativi non contribuisce automaticamente al miglioramento del livello di servizio, confort e sicurezza di una galleria. Al contrario, richiede maggiori interventi umani e di manutenzione che, se non effettuati, possono compromettere l’affidabilità della galleria e il suo livello di sicurezza. È inutile anche l’affiancamento o l’abuso di dispositivi. I sistemi devono essere idonei, complementari, talvolta ridondanti (per le principali funzioni di sicurezza) e devono costituire un insieme coerente.

I sistemi operativi sono "vivi":

• richiedono un rigoroso regime di cura e manutenzione, con interventi ricorrenti e adatti al loro livello di tecnologia. Questa manutenzione ha un costo e richiede risorse umane competenti, come pure ricorrenti investimenti finanziari per tutto il ciclo di vita della galleria. La mancanza di manutenzione (o una manutenzione insufficiente) porta a gravi disfunzioni o alla rottura dei sistemi, compromettendo così la funzione della galleria e la sicurezza degli utenti. La manutenzione dei sistemi in condizioni di traffico è spesso difficile e molto ristretta. Si devono considerare gli accorgimenti risultanti dalla progettazione dei sistemi. Per questo motivo, l’"architettura" dei sistemi, la loro progettazione e la loro installazione devono essere pensate in modo da limitare l’impatto delle disfunzioni sulla disponibilità e la sicurezza della galleria, così come l’impatto degli interventi di manutenzione o di rinnovo dei sistemi;
• il loro "ciclo di vita" è variabile: da dieci a trent’anni circa, in funzione della loro natura, della loro resistenza, delle condizioni cui sono esposti, così come dell’organizzazione e della qualità della manutenzione. Devono quindi essere sostituiti regolarmente, il che richiede investimenti adeguati;
• l’evoluzione tecnologica spesso rende indispensabile la sostituzione con sistemi basati su tecnologie avanzate, a causa dell’obsolescenza tecnologica e dell’impossibilità di reperire pezzi di ricambio;
• i sistemi devono dare prova di adattabilità all’evoluzione della galleria e del suo ambiente.

Tutte queste considerazioni si traducono in scelte strategiche, tra cui in particolare:

• definire i sistemi necessari in base alle reali esigenze della galleria, senza cedere alla tentazione di accumulare dispositivi. L’analisi dei rischi combinata al value engineering è uno strumento efficace che assicura la razionalità della scelta dei sistemi necessari. Questo approccio consente anche di dominare meglio la complessità dei sistemi, che è spesso fonte di ritardi, sforamenti dei superiori e gravi disfunzioni se non è stata gestita da un’organizzazione rigorosa e compente;
• dare priorità alla qualità e alla resistenza dei sistemi al fine di ridurre la necessità e la frequenza della manutenzione e le difficoltà di intervento in condizioni di traffico. Questo può tradursi in costi di investimento superiori, che però sono largamente compensati durante il periodo di operatività;
• verificare la qualità e le prestazioni dei sistemi in ogni fase di progettazione, costruzione, collaudo in fabbrica, installazione sul posto e successivamente collaudo in loco. L’esperienza dimostra che molti sistemi sono carenti e non soddisfano gli obiettivi a causa della mancanza di un’organizzazione rigorosa e di controlli efficienti;
• scegliere le tecnologie idonee alle condizioni climatiche e ambientali che i sistemi dovranno affrontare, così come alle condizioni socioculturali (mancanza di un concetto di manutenzione in alcuni paesi), alle condizioni tecnologiche e tecniche e all’organizzazione dei servizi;
• tenere conto, dalla progettazione dei sistemi alla scelta dei materiali, dei costi operativi e in particolare dei costi dell’energia. Questi costi sono ricorrenti per tutto il ciclo di vita della galleria. I sistemi di ventilazione e d’illuminazione sono quelli che generalmente consumano più energia. Questo aspetto merita particolare attenzione sin dalle fasi preliminari di progettazione;
• tenere in considerazione, sin dalle fasi preliminari di progettazione e di analisi finanziaria:
  • la necessità di predisporre, organizzare, istruire e formare le squadre dedicate al funzionamento e all’intervento da un lato e alla pulizia e manutenzione dall’altro;
  • le restrizioni agli interventi in condizioni di traffico per quanto riguarda i costi di manutenzione, operatività risultante, manutenzione e rifacimento;
• tenere conto, nell’organizzazione e nella programmazione generale di un nuovo progetto di galleria, del tempo necessario per reclutare le squadre e formarle in relazione alle prove, al collaudo finale di tutte le strutture e sistemi (periodo di 2-3 mesi), alle prassi e alle manovre sul posto con il coinvolgimento di tutte le parti esterne interessate (in particolare i servizi d’emergenza e i vigili del fuoco) affinché possano acquisire dimestichezza con le particolarità della galleria.

1.2.4.2 - Raccomandazioni chiave riguardanti i principali sistemi

1.2.4.2.a Fonti di energia – distribuzione elettrica

Perché i sistemi della galleria possano funzionare, servono delle fonti di energia. Le grandi gallerie possono richiedere diversi MW (megawatt) di potenza elettrica, che non sempre sono disponibili sul posto. Sin dalle prime fasi della progettazione bisogna prendere accorgimenti particolari per rafforzare e rendere più affidabili le reti esistenti, o spesso anche per creare nuove reti. L’alimentazione elettrica è fondamentale per l’operatività della galleria, ma anche per la sua costruzione.

L’alimentazione di energia elettrica e la sua distribuzione all’interno della galleria deve fornire:

• la capacità richiesta;
• un’alimentazione affidabile;
• un sistema di distribuzione dell’energia affidabile, ridondante e protetto: ridondanza e interconnessione delle reti di distribuzione – trasformatori in parallelo – cavi posizionati all’interno di manicotti e cunicoli a prova d’incendio.

Ogni galleria è specifica e deve essere sottoposta a un’analisi specifica in funzione della sua posizione geografica, del contesto delle reti elettriche esistenti, delle condizioni di alimentazione elettrica (priorità o non priorità), della possibilità di aumentare o meno la potenza e l’affidabilità delle reti pubbliche esistenti, dei rischi specifici della galleria, così come delle condizioni di intervento dei servizi d’emergenza.

I sistemi devono essere quindi progettati di conseguenza e le procedure operative devono essere attuate conformemente all’affidabilità del sistema e alle scelte che sono state prese durante la fase di progettazione.

Gli obiettivi riguardanti la sicurezza, in caso di mancanza di alimentazione elettrica, sono:

• immediata alimentazione elettrica d’emergenza senza interruzione di tutta i sistemi di sicurezza elencata di seguito per una durata di circa mezzora/un’ora (secondo le condizioni di evacuazione e della galleria):
  • livello minimo di illuminazione – segnaletica – monitoraggio CCTV – telecomunicazioni – trasmissione di dati e SCADA – sensori e vari rilevatori (inquinamento – incendio – incidenti – ecc.);
  • alimentazioni elettriche per le nicchie di sicurezza, percorsi di evacuazione e ripari;
  • questa funzione è assicurata solitamente dai sistemi UPS o da generatori diesel che sono subito in grado di fornire energia;
• a seconda della galleria, della sua collocazione urbana o rurale e dei rischi corsi, si possono fissare ulteriori obiettivi delle condizioni operative minime per assicurare l’alimentazione elettrica dei sistemi, purché le procedure specifiche siano attuate per tutta la durata della mancanza di corrente. Ad esempio: alimentazione elettrica d’emergenza del sistema di ventilazione (attraverso generatori o un’alimentazione parziale esterna) che permette di affrontare gli incendi dei veicoli leggeri ma non dei veicoli pesanti: il transito dei camion è quindi temporaneamente vietato.

Gli accorgimenti solitamente presi per l’alimentazione di corrente elettrica sono i seguenti:

• Alimentazione elettrica d’emergenza dalla rete pubblica:
  • da 2 a 3 possibili alimentazioni dalla rete di distribuzione pubblica, con collegamenti a segmenti indipendenti della rete ad alta o media tensione. Commutazione automatica tra l’"alimentazione elettrica normale" e l’"alimentazione elettrica d’emergenza" all’interno della sottostazione della galleria con, se richiesto, l’interruzione dell’alimentazione elettrica a parte dei sistemi, nel caso in cui l’alimentazione elettrica esterna sia insufficiente;
  • nessun generatore diesel;
  • installazione di un’alimentazione elettrica d’emergenza UPS.
• Nessuna alimentazione elettrica d’emergenza esterna:
  • un’unica alimentazione elettrica esterna dalla rete pubblica;
  • generatori diesel in grado di fornire parte della corrente in caso di interruzione dell’alimentazione elettrica esterna principale e predisposizione delle condizioni operative minime e delle principali procedure operative;
  • installazione di un’alimentazione elettrica d’emergenza UPS.
• Piena autonomia dell’alimentazione elettrica – nessuna alimentazione elettrica esterna disponibile:
  • la rete pubblica non è in grado di fornire la corrente richiesta, oppure non ha l’affidabilità per farlo. La galleria è allora completamente autonoma. L’energia è fornita interamente da un kit di generatori diesel che funzionano simultaneamente. Un ulteriore generatore è installato come "back up" in caso uno dei generatori non funzioni;
  • possibile installazione di un’alimentazione elettrica d’emergenza UPS, se il livello di affidabilità dei generatori è considerato insufficiente, oppure per ragioni di sicurezza.

1.2.4.2.b Ventilazione

L’AIPCR ha emanato numerose raccomandazioni in questo campo, che costituiscono i principali riferimenti internazionali per la concezione e la progettazione dei sistemi di ventilazione. Oltre alla precedente sezione 1.2.3.4, si rimanda il lettore alla Sezione Ventilation

Occorre tuttavia ricordare che anche se l’impianto di ventilazione costituisce uno dei principali sistemi che assicurano la salute, il confort e la sicurezza degli utenti in una galleria, essa è solo uno degli anelli del sistema di cui gli utenti, gli operatori e le squadre intervento emergenza e di salvataggio costituiscono gli elementi più importanti con il loro comportamento, la loro competenza e la loro capacità di agire.

I sistemi di ventilazione non bastano da soli a far fronte a tutti gli scenari, né a soddisfare tutte le possibili funzioni, con particolare riguardo per la depurazione dell’aria e la protezione dell’ambiente.

La scelta di un sistema di ventilazione e del suo dimensionamento richiede grande esperienza e la comprensione dei complessi fenomeni della meccanica dei fluidi in un ambiente chiuso, in associazione con le fasi consecutive di sviluppo di un incendio, propagazione, irradiazione e scambi termici, così come con lo sviluppo e la propagazione di fumo e gas tossici.

I sistemi di ventilazione consumano in generale molta energia e richiedono grande attenzione ai fini dell’ottimizzazione del loro dimensionamento e funzionamento, ad esempio per mezzo di sistemi esperti.

I sistemi di ventilazione possono essere molto complessi e la loro gestione in caso di incendio può richiedere l’attuazione di sistemi automatici che consentono di gestire e controllare la situazione in modo più efficiente rispetto a quanto farebbe un operatore sotto stress.

Come indicato nella sezione 1.2.3.4 precedente, i sistemi di ventilazione devono soprattutto soddisfare i requisiti sanitari e igienici in condizioni normali di operatività, nonché gli obiettivi di sicurezza in caso di incendio.

Resistenza, affidabilità, adattabilità, vita operativa e ottimizzazione del consumo di energia costituiscono i principali criteri di qualità che i sistemi di ventilazione devono soddisfare.

1.2.4.2.c Sistemi supplementari per i sistemi di ventilazione

Due tipi di sistemi supplementari per la ventilazione sono spesso oggetto di domande pressanti delle parti interessate, delle associazioni di residenti o delle lobby:

• sistemi per il trattamento o la depurazione dell’aria;
• sistemi fissi di soppressione incendio.

A. Sistemi di depurazione dell’aria.

Per maggiori informazioni su questo argomento, si rimanda il lettore alla Sezione Impatto sulla qualità dell’aria

L’implementazione di sistemi per la depurazione dell’aria è una richiesta ricorrente delle associazioni di residenti nelle aree urbane. Tali sistemi, di solito installati sottoterra, sono molto costosi da costruire così come da gestire e mantenere. Inoltre, comportano un elevato consumo di energia.

I risultati fino ad oggi ottenuti sono tutt’altro che convincenti, in particolare a causa delle forti riduzioni nelle emissioni dei veicoli e della difficoltà di questi sistemi nel depurare le concentrazioni molto basse di inquinanti presenti nella galleria e contenuti in grandi volumi d’aria. Di conseguenza, molti sistemi installati negli ultimi dieci anni non sono più operativi.

Il futuro dei sistemi per la depurazione dell’aria è molto incerto nei paesi dove vi sono norme più restrittive, che impongono riduzioni sempre più rigorose delle emissioni di inquinanti alla fonte.

B. Sistemi fissi di soppressione incendio.

Per maggiori informazioni su questo argomento, si rimanda il lettore alla Sezione Sistemi fissi antincendio

Le tecnologie sono numerose e rispondono a vari criteri: lotta antincendio – contenimento degli incendi – riduzione dell’irradiazione termica e della temperatura per gli utenti che si trovano in prossimità dell’incendio – preservazione della struttura della galleria contro i danni dovuti alle temperature elevate, ecc.

Questi sistemi, nonostante gli aspetti positivi, presentano anche aspetti negativi che riguardano in particolar modo il deterioramento delle condizioni di visibilità quando sono attivati all’inizio dell’incendio. L’utilizzo di un sistema fisso di soppressione incendio richiede un approccio coerente a tutti gli aspetti della sicurezza degli utenti, nonché alla strategia di ventilazione ed evacuazione.

La decisione di implementare o meno tali sistemi è complessa e ha importanti conseguenze. Deve quindi essere sottoposta a una riflessione approfondita in merito alle particolari condizioni di sicurezza dell’opera interessata e al valore aggiunto ottenuto dall’implementazione del sistema, e non deve essere presa sotto l’influenza della moda o di una lobby.

Un sistema fisso di soppressione incendio richiede l’adozione di importanti misure di manutenzione e l’esecuzione di prove regolari e frequenti, senza le quali la sua affidabilità non potrebbe essere garantita.

1.2.4.2.d Illuminazione

Le raccomandazioni della CIE (Commissione internazionale per l’illuminazione) sono state criticate dall’AIPCR a causa dei livelli elevati di illuminazione che spesso comportano. Si rimanda il lettore alla relazione tecnica pubblicata dal Comitato europeo di normazione che presenta diversi metodi tra cui quello raccomandato dalla CIE.

L’illuminazione è uno strumento fondamentale per garantire il confort e la sicurezza degli utenti in una galleria. Gli obiettivi del livello di illuminazione devono essere adattati alla collocazione geografica della galleria (urbana o non urbana), alle sue caratteristiche (corta o molto lunga), al volume e alla natura del traffico.

L’impianto di illuminazione consuma molta energia e si sta lavorando per ottimizzarne le loro caratteristiche e le prestazioni.

1.2.4.2.e Trasmissione dei dati - Supervisione - SCADA

SCADA è il "sistema nervoso" e il "cervello" della galleria, che permette la compilazione, la trasmissione e il trattamento delle informazioni e la successiva trasmissione delle istruzioni operative agli impianti.

Questo sistema richiede un’analisi meticolosa sulla base delle condizioni specifiche all’interno della galleria, dei suoi sistemi, dell’organizzazione e della modalità di funzionamento, del contesto dei rischi in cui la galleria è collocata, così come delle procedure e degli accorgimenti adottati per gli interventi.

L’organizzazione del centro di supervisione e controllo deve essere analizzata molto attentamente, in funzione del contesto specifico della galleria (o del gruppo di gallerie), dei mezzi umani e materiali necessari, degli incarichi da assumere, dell’aiuto essenziale fornito dai dispositivi automatici o dai sistemi esperti agli operatori in caso di incidente e che consente agli operatori di ridurre e semplificare i loro compiti rendendoli più efficienti.

La progettazione dettagliata di questi sistemi è un processo lungo e delicato e richiede una metodologia molto rigorosa di sviluppo, controllo per fasi consecutive (in particolare durante le prove in fabbrica), prova e controllo globale dopo l’integrazione di tutti i sistemi sul posto. L’esperienza indica che molti errori osservati su questi sistemi sono dovuti alle seguenti lacune:

• capitolati scarsamente definiti, analisi funzionale insufficiente o ignoranza delle condizioni e delle procedure operative;
• sviluppo tardivo dei sistemi, che non concede il tempo necessario per analisi dettagliate, per integrazioni trasversali o per tenere conto delle condizioni specifiche di operatività della galleria;
• mancanza di rigore nello sviluppo, prova, controllo e integrazione di tutti i sistemi;
• mancanza di considerazione per il comportamento umano e l’ergonomia in generale;
• mancanza di esperienza in relazione all’operatività delle gallerie, alla gerarchia delle decisioni da integrare e alle sequenze logiche di queste decisioni in caso di grave incidente.

La Sezione SCADA del manuale riassume questi aspetti differenti.

1.2.4.2.f Comunicazioni radio – circuiti a bassa tensione

Questi sistemi comprendono:

• rete telefonica d’emergenza;
• rete radio per le squadre operative e i servizi d’emergenza; canali radio per gli utenti della galleria, attraverso i quali è possibile trasmettere informazioni e istruzioni relative alla sicurezza;
• numerosi sensori per le misurazioni e i rilevamenti;
• rete CCTV;
• un sistema automatico di rilevazione degli incidenti (AID) è solitamente associato a un sistema CCTV. Il sistema AID richiede un numero maggiore di videocamere allo scopo di effettuare rilevamenti più affidabili e pertinenti.

1.2.4.2.g Segnali

Per i segnali si rimanda il lettore alla Sezione Cartelli segnaletici

Ancora più che nel caso di altri sistemi, un eccesso di segnali va a scapito della loro pertinenza e finalità.

La leggibilità, la coerenza, l’omogeneità e la gerarchia dei segnali (priorità ai segnali di evacuazione e alle informazioni per gli utenti) devono avere la priorità nella progettazione dei segnali all’interno della galleria e in prossimità di essa.

Pannelli segnaletici fissi, segnali delle corsie di traffico, segnali a messaggio variabile, semafori e luci di stop, segnali delle uscite di emergenza, segnali specifici per tali uscite, segnali delle nicchie di sicurezza, dispositivi fisici per la chiusura delle corsie (barriere rimovibili), segnaletica orizzontale e strisce rumorose orizzontali sono tutti dispositivi di segnalazione e assicurano una parte della comunicazione con gli utenti.

1.2.4.2.h Dispositivi antincendio

I dispositivi per il rilevamento degli incendi possono essere localizzati (rilevamento degli incendi nelle sottostazioni sotterranee o nei locali tecnici) o lineari (cavo sensibile al calore) all’interno dello spazio destinato al traffico.

Esistono vari dispositivi per la lotta antincendio:

• sistemi automatici nei locali tecnici e nelle sottostazioni sotterranee;
• estintori a polvere per l’utilizzo da parte dei conducenti;
• sistemi per i vigili del fuoco: tubi dell’acqua e idranti – in alcuni paesi tubi per la schiuma. Il volume dei serbatoi d’acqua è variabile e dipende dai regolamenti nazionali e dalle particolari condizioni della galleria.
• Alcune gallerie hanno un sistema fisso di soppressione incendio (v. la sezione 1.2.4.2.c precedente).

1.2.4.2.i Altri dispositivi

Altri dispositivi possono essere installate in funzione degli obiettivi e delle esigenze per ciò che concerne la sicurezza, il confort e la protezione della struttura. Ne sono un esempio:

• i segnali luminosi inseriti nelle pareti o nei cordoli dei marciapiedi;
• un corrimano o una “linea della vita” fissata sulla parete che permette lo spostamento in sicurezza dei vigili del fuoco in un’atmosfera satura di fumo;
• la vernice sulle pareti o l’installazione di pannelli prefabbricati sulle pareti;
• i dispositivi per la protezione delle strutture dai danni provocati da un incendio. Tali accorgimenti protettivi devono essere tenuti in considerazione sin dall’origine del progetto. Gli scambi termici (con il rivestimento in calcestruzzo o con il suolo) sono infatti alterati nel corso di un incendio; lo stesso vale per le caratteristiche dell’aria, che devono essere considerate nella progettazione ai fini del dimensionamento dei sistemi di ventilazione;
• la gestione e il trattamento dell’acqua raccolta sulla pavimentazione stradale all’interno della galleria prima che venga scaricata all’esterno nell’ambiente naturale;
• gli accorgimenti per la misurazione delle condizioni ambientali agli imbocchi delle gallerie, associati con le particolari procedure operative se i limiti definiti dai regolamenti vengono superati.

1.3. Rinnovo – riqualificazione delle gallerie esistenti  

• 1.3.1. Diagnosi
• 1.3.2. Programma di rinnovo o riqualificazione
• 1.3.3. Attuazione della progettazione e costruzione

La riqualificazione (in particolare per migliorare la sicurezza) e il rifacimento delle gallerie esistenti in funzione solleva problemi specifici di analisi e di metodo. Il grado di libertà è inferiore rispetto alle gallerie nuove, in quanto è necessario tenere conto dello spazio e delle restrizioni esistenti. Le tecnologie specifiche di ogni tipo di sistema e la loro integrazione sono tuttavia identiche.

Il rinnovo e la riqualificazione di una galleria in funzione determinano piuttosto spesso un aumento dei tempi e dei costi di costruzione, condizioni di sicurezza di gran lunga inferiori durante i lavori e impatti scarsamente controllati sul volume e sulle condizioni del traffico. Questi svantaggi sono spesso il risultato di un’analisi incompleta della situazione esistente, delle reali condizioni della galleria, dei suoi sistemi e del suo ambiente, nonché di una mancanza di strategia e di procedure che possano attenuare gli effetti sul traffico.

La Sezione Valutare e migliorare la sicurezza nelle gallerie esistenti propone una metodologia per la diagnosi della sicurezza delle gallerie esistenti e lo sviluppo di un programma di riqualificazione. Inoltre, la Sezione Operatività durante i lavori di manutenzione presenta problematiche specifiche legate agli interventi effettuati su gallerie in funzione. Il contenuto di tali sezioni può aiutare ad attenuare i problemi menzionati in precedenza.

È tuttavia appropriato richiamare l’attenzione del lettore sui punti chiave delle seguenti sezioni.

1.3.1. Diagnosi

La diagnosi dettagliata e rigorosa di una galleria è una fase essenziale nel processo del suo rinnovo o riqualificazione. Sfortunatamente questa fase viene spesso ignorata.

La diagnosi fisica di una galleria richiede di:

• stabilire dettagliatamente e descrivere in modo preciso le funzioni e la geometria della struttura;
• produrre una descrizione dettagliata delle condizioni della struttura;
• valutare in particolare la resistenza al fuoco, le incertezze e i rischi potenziali ed elencare le prove che sarebbero necessarie per fornire una base solida per una progettazione dettagliata;
• elencare tutti i sistemi esistenti, le sue funzioni, condizioni, tecnologia, caratteristiche effettive (saranno richieste prove o misurazioni) e le scorte di pezzi di ricambio eventualmente disponibili;
• valutare la durata residua dei sistemi summenzionati prima della loro sostituzione e rilevare la disponibilità o meno sul mercato di pezzi di ricambio (in particolare a causa dell’obsolescenza tecnologica);
• identificare le relazioni di manutenzione e ispezione, i malfunzionamenti dei sistemi e la frequenza di rotture.

Questa diagnosi fisica deve essere integrata da una diagnosi riguardante l’organizzazione, la manutenzione e le procedure operative, così come da una diagnosi specifica riguardante tutti i documenti relativi all’organizzazione degli interventi di sicurezza e di salvataggio. Questa fase di diagnosi può infine portare alla definizione di azioni per la formazione delle varie parti coinvolte negli interventi, allo scopo di migliorare le condizioni globali di sicurezza della galleria nel suo stato iniziale prima del rinnovo.

La diagnosi deve essere seguita da un’analisi dei rischi della galleria sulla base del suo stato effettivo. Tale analisi ha un doppio obiettivo:

• valutare se la galleria possa continuare ad essere operativa nel suo stato attuale prima del rinnovo o se sia necessario adottare degli accorgimenti transitori temporanei: restrizione dell’accesso soltanto ad alcuni veicoli - rafforzamento degli accorgimenti per la sorveglianza e l’intervento - ulteriori dispositivi - ecc.;
• costituire un riferimento per lo stato attuale dal punto di vista della sicurezza, allo scopo di affinare la definizione del programma di rinnovo.

La diagnosi deve rilevare (senza correre il rischio di scoperte tardive durante la fase dei lavori) se i sistemi esistenti, presumibilmente in condizioni operative, possano essere modificati, aggiunti o integrati nei futuri sistemi aggiornati (compatibilità tecnologica – prestazioni in particolare per la raccolta e la trasmissione dei dati, dispositivi automatici e SCADA).

1.3.2. Programma di rinnovo o riqualificazione

Il programma di rinnovo o riqualificazione è il risultato di due fasi.

1.3.2.1. Prima fase: sviluppo del programma

Lo sviluppo del programma risulta da:

• la diagnosi dettagliata come descritta in precedenza;
• l’analisi dei rischi sviluppata considerando lo stato iniziale della galleria;
• le lacune notate in tema di sicurezza;
• l’analisi di cosa si possa realizzare negli spazi esistenti e nei potenziali ampliamenti al fine di consentire la riqualificazione della galleria.

In base all’ambiente fisico della galleria e agli spazi disponibili, il programma di riqualificazione ottimale, per l’infrastruttura o per i sistemi, potrebbe non essere praticabile in condizioni accettabili, il che può rendere necessaria la definizione di un programma più ristretto. Tale programma ristretto potrebbe richiedere l’adozione di misure di attenuazione per garantire che il livello richiesto di sicurezza sia raggiunto in senso globale, dopo il completamento dei lavori.

1.3.2.2. Seconda fase: convalida del programma

La convalida del programma richiede:

• lo sviluppo di un’analisi dei rischi basata sullo stato finale della galleria dopo la riqualificazione allo scopo di testare i nuovi accorgimenti introdotti dal programma. Tale analisi deve essere stabilita con la stessa metodologia usata per la precedente analisi basata sullo stato iniziale. Essa consente inoltre la ricerca di ottimizzazioni;
• l’esame dettagliato della fattibilità dei lavori da eseguire per il miglioramento o il rinnovo in base alle condizioni operative richieste (ad esempio, divieto di chiudere la galleria o di porre restrizioni temporanee al traffico). In caso di incompatibilità tra gli obiettivi del programma e i lavori richiesti per la sua realizzazione, è necessario ricorrere all’iterazione. L’iterazione può riguardare:    

• il programma stesso, nella misura in cui l’adattamento del programma sia compatibile da un lato con gli obiettivi di sicurezza e dall’altro con la sua attuazione nelle condizioni operative richieste;  
• le condizioni operative richieste, che potrebbero dover essere modificate per avere la possibilità materiale di eseguire i lavori risultanti dal programma di riqualificazione.

Il programma di riqualificazione o miglioria non richiede necessariamente la realizzazione di opere fisiche, ma può consistere solamente in una modifica delle funzioni della galleria o degli accorgimenti operativi, ad esempio:

• modifica della categoria dei veicoli autorizzati ad accedere alla galleria: nessun accesso ai camion – nessun accesso ai veicoli che trasportano merci pericolose;
• allestimento di procedure specifiche per la restrizione del traffico: in modo permanente o soltanto durante i flussi di traffico di punta;
• la galleria funzionava inizialmente con traffico bidirezionale ed è stata trasformata per l’implementazione del traffico unidirezionale;
• modifica dei mezzi per la supervisione o l’intervento.

1.3.3. Attuazione della progettazione e costruzione

La fase di attuazione della progettazione e di costruzione prevede la trasformazione del programma di rinnovo o riqualificazione in capitolati tecnici e contrattuali e la relativa attuazione.

Questa fase richiede un’analisi estremamente dettagliata:

• delle fasi consecutive di costruzione, del contenuto di ciascuna di queste fasi, delle sequenze logiche e prioritarie dei lavori;
• delle condizioni di sicurezza all’interno della galleria in ogni fase di costruzione. Questo richiede analisi parziali dei rischi e l’adozione, se necessario, di accorgimenti di attenuazione: regolazione del traffico – restrizioni del traffico – pattugliamento – rafforzamento dei mezzi di intervento – ecc. 
• delle condizioni di traffico all’interno della galleria e in prossimità ad essa, con restrizioni parziali e temporanee in conformità con le varie fasi dei lavori (accorgimenti diversi per il giorno e la notte, per i normali periodi e i periodi di ferie), delle potenziali deviazioni e dell’impatto globale sulle condizioni di traffico e di sicurezza nelle aree interessate dai lavori;
• delle restrizioni e degli assoggettamenti nonché delle scadenze contrattuali parziali e globali per i lavori, così da poter essere in grado da un lato di definire i capitolati contrattuali per l’appaltatore e, dall’altro, di adottare tutti i necessari accorgimenti temporanei e di realizzare una campagna informativa per gli utenti e i residenti.

1.4. Stages of the "tunnel life"

• 1.4.1. Progettazione
• 1.4.2. Costruzione
• 1.4.3. Messa in servizio
• 1.4.4. Operatività

La "vita della galleria" può essere suddivisa arbitrariamente in diverse fasi principali di cui le più rilevanti sono:

1.4.1. Progettazione

Questa è la fase più importante nella vita di una nuova galleria. È decisiva in termini di costi operativi e di costruzione, di sicurezza e di gestione dei rischi tecnici e finanziari.

Questa fase richiede un’integrazione trasversale di tutte le interfacce del "sistema complesso" rappresentato da una galleria. Tale integrazione deve iniziare sin dalle prime fasi della progettazione (v. paragrafi precedenti).

L’esperienza mostra che ciò accade sfortunatamente di rado e che spesso la progettazione di una galleria è il risultato di una successione di fasi considerate tra loro indipendenti. Nonostante la caricaturizzazione, possiamo osservare che:

• la funzione non è sempre chiaramente definita;
• l’allineamento è progettato senza alcuna integrazione della galleria, delle sue restrizioni o dell’intera serie di possibilità di ottimizzazione;
• l’ingegneria civile "comanda" attraverso gli allineamenti orizzontali e verticali stabiliti, con tutte le conseguenze che possono derivare a livello di rischi e di costi di costruzione;
• i sistemi, il livello di sicurezza e il funzionamento si integrano in qualche modo e non sempre in maniera armoniosa e ottimale con gli accorgimenti scelti durante le fasi precedenti.

1.4.2. Costruzione

Per quanto concerne l’ingegneria civile, l’aspetto più importante è la gestione dei rischi tecnici (in particolare geologici) e di tutte le conseguenze risultanti a livello di costi e di durata della costruzione.

Le considerazioni relative alla gestione dei rischi nell’ambito della costruzione devono essere tenute presenti sin dalla fase di progettazione. Tali considerazioni devono essere dettagliate e condivise con il proprietario della galleria. Le decisioni in materia di rischi devono essere sviluppate e documentate in modo chiaro.

La decisione di assumere alcuni rischi non costituisce necessariamente un errore e non deve essere necessariamente vietata, in quanto può permettere di soddisfare alcuni obblighi, ad esempio quando vi è una tabella di marcia molto serrata, che sarebbero incompatibili con lo svolgimento di tutte le indagini richieste per eliminare ogni incertezza.

La decisione di assumere un rischio deve essere però il frutto di una riflessione approfondita su:

• le possibili conseguenze, che devono essere chiaramente individuate, analizzate e affrontate: ritardi – costi – impatti umani e ambientali – sicurezza – tempistica – ecc.;
• gli aspetti concreti di questa decisione, la sua probabilità di successo e il suo reale interesse.

L’assunzione di un rischio non deve essere imputabile alla leggerezza o incompetenza delle varie parti.

Per quanto concerne i sistemi operativi, si richiama l’attenzione del lettore su:

• tutti gli aspetti che possono ottimizzare la durata dei sistemi, la loro affidabilità e la facilità di manutenzione;
• la necessità di un processo rigoroso e di un controllo continuo della funzionalità, delle prestazioni e della qualità dei sistemi durante la produzione dei componenti, il loro assemblaggio, la loro installazione sul posto e la prova parziale e globale dopo l’integrazione;
• i vantaggi per la qualità derivanti dalla scelta dei sistemi e dell’appaltatore, anche se i costi di costruzione potrebbero essere leggermente superiori. I possibili risparmi realizzati grazie ai minori costi iniziali sono spesso rapidamente compensati da costi di manutenzione più elevati, dalle difficoltà di intervento in presenza di traffico e dalle ulteriori restrizioni imposte agli utenti.

1.4.3. Commissioning

Questa fase della "vita della galleria" è spesso sottovalutata e considerata solamente in maniera tardiva. Essa richiede tempo di cui spesso non si dispone e si traduce nella messa in servizio della galleria in condizioni non soddisfacenti, o addirittura in condizioni di elevata esposizione in termini di sicurezza.

Questa fase comprende:

• l’organizzazione dell’operatività e della manutenzione;
• lo sviluppo e l’adeguamento di tutte le procedure di funzionamento, manutenzione, intervento e sicurezza in condizioni normali di operatività della galleria, così come in condizioni operative minime;
• il reclutamento e la formazione del personale,
• il collaudo finale di tutti i sistemi, che non può avere luogo prima che i sistemi siano stati totalmente completati, testati e consegnati (possibilmente in modo tale da richiedere soltanto interventi correttivi minori);
• la pratica, la formazione e le manovre che interessano tutte le squadre e i servizi di intervento prima della messa in servizio della galleria.

1.4.4. Operation

Il compito principale è quello di assicurare:

• la gestione di tutti i sistemi, la loro manutenzione e il loro ripristino;
• la sicurezza e il confort degli utenti.

È inoltre necessario saper osservare la situazione in modo obiettivo, prendendo le distanze dalla routine quotidiana, allo scopo di:

• ottenere un riscontro dall’esperienza, adattare le procedure, le condizioni d’intervento, la formazione e le manovre per la sicurezza;
• ottimizzare i costi operativi senza danneggiare il livello di servizio e sicurezza;
• individuare, analizzare, pianificare e realizzare riparazioni massicce e opere di rinnovo e riqualificazione.

1.5. Costs of construction, operation, upgrading - financial aspects

• 1.5.1. Premessa
• 1.5.2. Costi di costruzione
• 1.5.3. Costi operativi
• 1.5.4. Costi di rinnovo e riqualificazione
• 1.5.5. Aspetti relativi al finanziamento

1.5.1. Premessa

Le gallerie sono strutture di ingegneria civile relativamente costose in rapporto alla loro costruzione e operatività. Sin dall’inizio del progetto si deve prestare particolare attenzione allo scopo di individuare ogni possibile ottimizzazione tecnica e finanziaria.

Si raccomanda dalle prime fasi di progettazione di attuare un processo che comprenda:

• la definizione dettagliata della "funzione" della galleria;
• un processo iterativo di "analisi del value engineering" realizzato in tutte le fasi strategiche del progetto, con il quale deve essere integrato nelle varie fasi dell’analisi dei rischi;
• un’analisi dettagliata e il monitoraggio dei rischi potenziali nella fase di progettazione e di costruzione. Questi rischi potenziali riguardano:
  • le incertezze di carattere tecnico relative in particolare alla complessità del suolo (incertezze di carattere geologico e geotecnico);
  • le incertezze nelle previsioni sul volume del traffico che costituiscono un rischio importante relativo ai ricavi in caso di costruzione e finanziamento tramite "concessione";
  • le incertezze e rischi relativi all’ambiente finanziario, in particolare alle variazioni nei tassi d’interesse e nelle condizioni di finanziamento e rifinanziamento. Questo aspetto costituisce un rischio importante in caso di costruzione e finanziamento tramite "concessione" o PPP (Partenariato pubblico privato) con un contributo finanziario.

Questo processo permetterà l’ottimizzazione del progetto (costi di costruzione e operativi) nonché una migliore gestione dei rischi tecnici e finanziari e della tabella di marcia.

1.5.2. Costi di costruzione

1.5.2.1. Indici costi/chilometro

I costi di costruzione delle gallerie sono estremamente variabili ed è impossibile fornire indici rappresentativi dei costi/chilometro, in quanto questi indici possono variare in misura considerevole (media da 1 a 5) in particolare in base a:

• le condizioni geologiche;
• le difficoltà concernenti le vie d’accesso e gli imbocchi delle gallerie;
• la collocazione geografica della galleria: urbana o non urbana;
• la lunghezza della galleria: in particolare, il peso dei sistemi di ventilazione e degli accorgimenti per la sicurezza è maggiore nel caso di una galleria lunga, mentre tutti i lavori riguardanti le vie d’accesso e gli imbocchi hanno un impatto più significativo per le gallerie corte;
• il volume del traffico che è un fattore determinante per il dimensionamento del numero di corsie, come pure per i sistemi di ventilazione;
• la natura del traffico: in particolare una galleria usata da veicoli che trasportano merci pericolose richiederà accorgimenti costosi per la ventilazione, la sicurezza e possibilmente la resistenza della struttura agli incendi; viceversa, una galleria dedicata al passaggio soltanto di veicoli leggeri potrebbe assicurare risparmi considerevoli grazie alla possibile riduzione della larghezza delle corsie, dell’altezza massima e dei requisiti per i sistemi di ventilazione;
• l’ambiente della galleria che può rendere necessari costosi accorgimenti di protezione per l’attenuazione del suo impatto;
• gli accorgimenti adottati per la gestione o la condivisione dei rischi di costruzione;
• l’ambiente socioeconomico del paese nel quale deve essere costruita la galleria. L’impatto può raggiungere il 20% circa dei costi.

Al massimo si può indicare che il costo medio di una galleria tipica, costruita in condizioni geotecniche medie, è circa dieci volte il costo dell’infrastruttura equivalente costruita all’aperto (al di fuori delle aree urbane).

1.5.2.2. Suddivisione dei costi di costruzione

I costi di costruzione di una galleria possono essere suddivisi in tre tipi di costi:

• il costo delle strutture di ingegneria civile;
• il costo dei sistemi operativi, che comprendono il centro di supervisione e l’alimentazione elettrica dalle reti pubbliche;
• vari costi tra cui in particolare: costi sostenuti dal proprietario per lo sviluppo del progetto – gestione del progetto – progettazione e supervisione del cantiere – rilevamento e investigazione del terreno – studi ambientali e misure di attenuazione – acquisizione di terreni – procedure varie – ecc.

I due schemi seguenti mostrano alcuni esempi della suddivisione dei costi di costruzione, da un lato per le gallerie caratterizzate da condizioni non complesse delle opere di ingegneria civile e dall’altro lato per le gallerie in cui le condizioni delle opere di ingegneria civile sono meno favorevoli.

Nota: questi due schemi mostrano quanto siano importanti i costi delle opere civili e illustrano le conseguenze dei costi quasi raddoppiati delle opere civili (schema a destra).

1.5.3. Costi operativi

I costi operativi di una galleria possono essere suddivisi in tre tipi di costi:

• i costi operativi veri e propri, che includono sostanzialmente la dotazione di personale, l’energia, la gestione e i materiali di consumo. Questi sono costi ricorrenti;
• i costi ricorrenti annuali di manutenzione;
• i costi delle riparazioni massicce, così come i costi di sostituzione dei componenti e dei materiali conformemente alla loro durata e al loro stato durante il ciclo di vita della galleria. Tali costi non sono ricorrenti, dipendono dai componenti e dai materiali, dalla loro qualità e dalle condizioni di manutenzione e insorgono a partire dal decimo o dodicesimo anno dall’inizio del periodo operativo.

I due schemi seguenti mostrano alcuni esempi della suddivisione (con condizioni economiche costanti) dei costi di costruzione (opere civili, strutture operative, costi vari) e di costi operativi globali (accumulati su un arco di tempo di trent’anni dall’inizio del periodo operativo).

Nota: questi schemi mostrano quanto siano importanti i costi operativi e di manutenzione e quanto sia necessario scegliere sin dalle prime fasi della progettazione della galleria gli accorgimenti che consentono l’ottimizzazione dei costi operativi e di manutenzione ricorrenti.

1.5.4. Costi di rinnovo e riqualificazione

Questo capitolo riguarda gli interventi di rinnovo o riqualificazione che sono richiesti per implementare i nuovi regolamenti. Tali interventi interessano gli accorgimenti per l’evacuazione, la resistenza della struttura agli incendi, i sistemi operativi e di sicurezza e tutti i requisiti necessari per soddisfare i nuovi regolamenti in materia di sicurezza.

Non è impossibile fornire prezzi statistici a causa della diversità delle gallerie esistenti, delle loro condizioni, del traffico e dei requisiti più o meno importanti dei nuovi regolamenti in materia di sicurezza, che possono variare da un paese all’altro.

Le osservazioni su questo tipo di interventi di riqualificazione finalizzati all’implementazione dei nuovi regolamenti, condotte in Francia a partire dal 2000, mostrano un’elevata variazione tra i budget corrispondenti, con un intervallo di costi compreso tra circa dieci milioni di euro e diverse centinaia di milioni di euro (vi sono stati diversi programmi di riqualificazione con un budget superiore a 200 milioni di euro).

1.5.5. Aspetti relativi al finanziamento

Le gallerie costituiscono infrastrutture costose in termini di costruzione e di funzionamento, ma il loro costo è compensato da vantaggi economici che comprendono lo sviluppo della regione, la fluidità del traffico, il confort, la sicurezza, percorsi affidabili (attraverso le montagne) e la protezione dell’ambiente.

Il finanziamento di queste opere è assicurato con:

• il "metodo tradizionale": finanziamento e mantenimento da parte di un’autorità pubblica, con risorse finanziarie provenienti dalla tassazione pubblica o dalle accise sul carburante;
• una "concessione" a un ente privato o semi-pubblico, che è incaricato della costruzione e della gestione della galleria durante un periodo di tempo contrattuale. Tale ente è responsabile del finanziamento (spesso in parte tramite prestito) che viene compensato con un pedaggio pagato dagli utenti al fine di rimborsare i costi operativi e di costruzione, oltre che i rischi e le spese finanziarie. Questo tipo di "concessione" può prevedere il coinvolgimento finanziario del concedente o particolari garanzie (esempio: garanzia di un volume di traffico minimo con il pagamento di un indennizzo finanziario nel caso in cui tale volume di traffico minimo non fosse raggiunto);
• il "metodo misto" del PPP (Partenariato pubblico privato) o metodo simile, che può riguardare:
  • soltanto la costruzione o la costruzione e il funzionamento;   
  • la costruzione secondo uno schema "chiavi in mano" nel caso di un processo "progettazione e costruzione";
  • il finanziamento totale o parziale.

Il presente manuale non si propone di illustrare nel dettaglio questi vari metodi di finanziamento, né di presentare i loro meccanismi, vantaggi o svantaggi. Può tuttavia essere interessante presentare alcune linee guida principali basate sull’esperienza, che forniscono un’illustrazione preliminare.

a) Finanziamento da parte di un’autorità pubblica

• Questo metodo di finanziamento è largamente utilizzato. Esso consente lo sviluppo di un progetto infrastrutturale, il cui finanziamento non può essere realizzato tramite "concessione" (per mancanza di entrate sufficienti dai pedaggi) o quando vi sia la volontà politica di evitare l’imposizione di un pedaggio.
• Tale metodo richiede tuttavia che l’autorità pubblica abbia la capacità finanziaria di garantire il finanziamento, o che sia in grado di mutuare denaro e di sostenere un debito. Le risorse finanziarie provengono sostanzialmente dalla tassazione pubblica o dalle accise sul carburante e talvolta, in parte, dalla riscossione di un pedaggio.

b) Finanziamento tramite "concessione" – la galleria come parte di un’infrastruttura globale

Il finanziamento di una "galleria non indipendente" tramite "concessione" (con o senza il coinvolgimento finanziario del concedente) è il caso tipico di una galleria che fa parte di una nuova autostrada interurbana con pagamento di pedaggio. I costi (di costruzione e operativi) della galleria riguardano sia la galleria sia l’infrastruttura lineare fuori terra. L’esperienza mostra che una maggiorazione sull’indice medio pedaggio/chilometro è accettata dagli utenti nella misura in cui la nuova infrastruttura porti sufficiente valore aggiunto a livello di risparmio di tempo, servizi migliori o più affidabili, confort e sicurezza.

c) Finanziamento tramite "concessione" – galleria indipendente

 

Esistono due categorie principali di gallerie indipendenti.

• Gallerie che comportano un miglioramento significativo delle condizioni del traffico. Questo è in particolare il caso delle gallerie urbane che mirano ad alleggerire il traffico e a ridurre i tempi di viaggio. L’esperienza mostra che il finanziamento tramite "concessione" è realmente possibile soltanto quando sono soddisfatte le seguenti condizioni:   
  • volumi elevati di traffico;         
  • paese con elevati standard di vita e di reddito che permettono la riscossione di pedaggi significativi, indispensabili per assicurare il saldo finanziario;
  • notevoli risparmi di tempo per gli utenti, di modo che questi siano disposti ad accettare in cambio un pedaggio relativamente elevato;           
  • durata della concessione non inferiore a una cinquantina d’anni.
• Gallerie che favoriscono lo "sviluppo della regione", destinate ad attraversare un grosso ostacolo naturale (catena montuosa, estuario). Questi ostacoli costituiscono un handicap importante per il commercio. In genere, il volume iniziale del traffico è relativamente basso. Il nuovo collegamento con la galleria consentirà al traffico di crescere, anche se un simile sviluppo è sovente molto difficile da prevedere in anticipo e costituisce un parametro fondamentale del rischio finanziario per il finanziamento della concessione. L’esperienza mostra che il finanziamento tramite "concessione" è realistico soltanto quando sono soddisfatte le seguenti condizioni:
  • l’ostacolo naturale è significativo e la galleria costituisce una sufficiente attrazione (guadagno di tempo, livello di servizio, servizio fornito, affidabilità del collegamento) nei confronti di tutto il traffico esistente, nonostante il pagamento del pedaggio; 
  • partecipazione finanziaria del concedente (possibilmente anche delle parti interessate) attraverso un contributo finanziario oppure tramite il coinvolgimento diretto nella costruzione e nel finanziamento di una parte delle opere (ad esempio nella costruzione delle vie d’accesso);      
  • garanzia di un volume di traffico minimo da parte del concedente, con il pagamento di un contributo finanziario contrattuale nel caso in cui tale volume di traffico minimo non fosse raggiunto; 
  • accordi contrattuali per la condivisione dei rischi principali che potrebbero mettere a repentaglio il modello finanziario se dovessero superare i limiti o le condizioni definiti nel contratto;        
  • durata molto lunga della concessione: spesso dai 70 anni in su;         
  • garanzia finanziaria fornita dal concedente per permettere all’ente concessionario di approfittare di condizioni di prestito più favorevoli sul mercato finanziario, tali da assicurare una migliore fattibilità del piano finanziario.

d) Finanziamento tramite PPP o simile

• Il metodo PPP presenta un vasto assortimento di contenuti e stabilire delle linee guida è difficile proprio a causa dell’ampio numero di possibilità.
• Questo metodo di finanziamento impegna le autorità pubbliche a fornire un contributo finanziario sul lungo termine. Occorre un’analisi dettagliata al fine di valutare il reale vantaggio di questo metodo di finanziamento rispetto al finanziamento tradizionale. Infatti, il metodo PPP contribuisce molto spesso ad aumentare i costi globali del progetto (a parità di funzioni e di qualità) a causa della compensazione dei rischi assunti dallo sviluppatore.
• Le autorità pubbliche devono definire attentamente le funzioni richieste della galleria, nonché gli obiettivi a livello di qualità, confort, sicurezza, livello di servizio, ciclo di vita, tasso di disponibilità, penali ecc., allo scopo di evitare qualsiasi ambiguità che possa tradursi in gravi malintesi e sforamenti finanziari nello sviluppo del progetto.

1.6. Regolamenti - Raccomandazioni

I paesi che hanno molte gallerie sono dotati di specifici regolamenti e hanno sviluppato raccomandazioni e linee guida per la progettazione, la costruzione, il funzionamento, la manutenzione, la sicurezza e l’intervento dei servizi di salvataggio.

Per quanto concerne le condizioni di sicurezza nelle gallerie stradali, i paesi appartenenti all’Unione europea sono soggetti alla Direttiva 2004/54/CE che prescrive un livello minimo di accorgimenti da adottare per garantire la sicurezza degli utenti nelle gallerie di lunghezza superiore a 500 m che fanno parte della rete stradale transeuropea. Inoltre, un gruppo più esteso di paesi europei è vincolato da una convenzione internazionale, l’Accordo europeo relativo al trasporto internazionale su strada delle merci pericolose (ADR), che prevede accordi specifici per le gallerie. Ogni paese membro ha recepito questi regolamenti europei nella propria legislazione nazionale. Alcuni paesi membri hanno adottato ulteriori regolamenti che sono più rigorosi rispetto a quelli risultanti dalla trasposizione della regolamentazione europea.

Un elenco dei regolamenti e delle raccomandazioni riguardanti l’operatività e la sicurezza delle gallerie stradali è stato creato in cooperazione tra l’AIPCR e il Comitato ITA sulla sicurezza operativa delle strutture sotterranee (ITA-COSUF) dell’Associazione mondiale delle gallerie (ITA - AITES). Tale documento può essere consultato sul sito web ITA-COSUF (Publications)L’elenco non è esaustivo ma presenta un gruppo internazionale di ventisette paesi e tre organizzazioni internazionali.

Molti paesi non dispongono di una regolamentazione in materia di gallerie e sicurezza nelle gallerie, in quanto non hanno gallerie stradali nel loro territorio. Si raccomanda a questi paesi di adottare un pacchetto completo e coerente dei regolamenti applicati in un paese con comprovata esperienza nel campo delle gallerie e di non attingere a un numero elevato di fonti differenti. Le raccomandazioni dell’AIPCR, riassunte nel presente manuale, e quelle della Direttiva europea 2004/54/CE costituiscono anch’esse riferimenti internazionali che trovano sempre più frequente applicazione.

 

1.7  Complesso sviluppo di strade nel sottosuolo    

• 1.7.1 Introduction
• 1.7.2 Part A “Case Study”
• 1.7.3 Particular strategic challenges
• Multimedia Kit

This chapter consists of two main subsections:

• A summary of the report prepared by the working group 5: “Complex Underground Road Networks”, published during the 2015 congress in Seoul (see §1.7.1 and §1.7.2),
• An analysis of the particular strategic challenges relating to “Complex Underground Road Networks” (see §1.7.3). 

1.7.1   INTRODUCTION

“Complex Underground Road Networks” has been the subject under consideration by the PIARC Working Group 5 throughout the course of the 2012-2015 cycle. 

The working plan consists of two sections:

• Part A “Case Study”. This part reflects investigations carried out throughout the course of the 2012-2015 cycle. A report on this is available on the PIARC website: 2016R19EN Road Tunnels: Complex Underground Road Networks. A summary of this report is presented in §1.7.2 below; 
• Part B “Specific Recommendations”. Studies and specific recommendations will be the focus of the 2016-2019 cycle and will be published in a second report at the end of the cycle. 

The terminology “Complex Underground Road Tunnels” covers the following infrastructure:

• A sequence of successive tunnels: examples include the analysis done on Prague, The Hague, Oslo and Tromsø;
• Multimodal tunnels: examples include the analysis done on The Hague and Lyon with shared usage between buses, pedestrians, bicycles and trams;
• Tunnels giving access to business and commercial centres (for public access and freight delivery): examples include the analysis done on Helsinki and Paris-La-Défense. These structures usually comprised a multitude of interfaces between numerous operators which represents a significant part of their complexity;
• Tunnels with a dual function as transit and access to underground car parks: examples include the analysis done on Annecy, Brussels and Tromsø;
• Tunnels with reduced vertical clearance: examples include the analysis done on Duplex A 86 in the Parisian region;
• Underground infrastructure with numerous entrances and exits, as well as underground interchanges. This category of tunnels network identified as the key example of “complex underground road tunnels” is the most important in the panel of analysis. 

All the structures share several similar characteristics:

• Their complexity,
• Their location - essentially in urban and suburban areas,
• Their numerous interfaces with other infrastructure or neighbouring networks to which they are connected, thus creating as many interactions between the operators of various infrastructure and networks. 

1.7.2  PART A “CASE STUDY”

1.7.2.1 OBJECTIVES AND METHODOLOGY

The objective of the case study was to identify structures of this type around the world, to summarise collected information, to analyse it and to establish a number of preliminary recommendations for owners, designers and operators. 

While this collection of information is not exhaustive and the summaries do not constitute a scientific database, it nevertheless contains pertinent and interesting findings. The collection of information was limited to the countries of origin of the Working Group 5 members, wherein the working group had active correspondents available to them. 

The general methodology has been the following:

• Drawing up a detailed questionnaire,
• Surveying through interviews with operators, owners and designers,
• Analysis of the information gathered during the investigation,
• Establishment of summaries,
• Writing up of preliminary recommendations.

At more than 600 pages, a significant volume of information was collected.  Therefore a direct publication of all information has been deemed unsuitable.  The working group decided to:

• Present an overview of the information,
• Establish a monographic sheet for each of the analysed structures (see §1.7.2.5).

1.7.2.2 TUNNELS INVESTIGATED

Twenty-seven (27) “tunnel complexes” were analysed. The list is provided in §1.7.2.5 below. Several “complexes” consist of two to four tunnels and the actual analysis reflects a total of 41 individual tunnels. 

The geographic distribution of structures analysed is shown in the graph below :

The European tunnels seem over-represented in the sample analysis. This stems, 

• from a greater precedence of structural planning of this nature in European territories, from a large necessary investment cost (limiting the number of countries that are able to bear the expense); 
• from the difficulty of collecting complete information from several countries (outside of Europe) that were initially identified. 

Particularly, investigations in Chile (Santiago), in Australia (Melbourne and Sydney) and a second project in South Korea were unfortunately unable to be completed by the production date of the current report. They will be the subject of future updates throughout the course of the next cycle during which supplemen-tary analysis from Germany, China, Japan, Singapore and the USA will also be considered. 

1.7.2.3 SUMMARY OF KEY INFORMATION

The key information outlined in the analysis focus on the following aspects:

• The ‘nominal length’: these lengths span from 400m to 16.4km;
• The overall length of each underground network: these lengths span from 1.1km to 32.8km;
• The year of commissioning: the oldest tunnel of the sample was opened in 1952; the most recent tunnels were put into service in 2014. Of the tunnels investigated, 73% have been put into operation during the last thirty years;
• Traffic volume: the three busiest tunnels have a traffic volume between 150 000 and 160 000 vehicles per day;
• The geographic location of the structures with regard to the number of inhabitants populating the urban area serviced by the tunnel(s);
• Methods of construction: 44% were constructed by cut and cover, 44% by drill and blast, and 12% by TBM or shielding or immersed tube;
• Minimum geometrical characteristics including horizontal and vertical alignment;
• Maximum gradients for ramps on an incline and slopes on a decline;
• The number of underground interchanges or entry and exit ramps: for example, two tunnel complexes consist of more than 40 entrances and exits;
• The lane width: these are in the range of 3.0m and 4.5m with two thirds of the structures having a lane width equal to 3.5m;
• The vertical clearance (free height): these are in the range of 2.0m and 4.8m;
• The lateral elements: emergency stopping bays, sidewalks;
• The speed limit, which is limited to 70 km/h in the majority of structures investigated;
• The nature of traffic: the majority of tunnels investigated prohibit heavy vehicle usage;
• Breakdown and accident rates;
• Annual number of fire incidents;
• The emergency exits and safety equipment;
• The ventilation system;
• The organisation of operations and maintenance.

1.7.2.4 PRELIMINARY RECOMMENDATIONS

As the outcome of this analysis, the working group established a number of preliminary recommendations. These recommendations will be the subject of detailed additional developments which will be published in Part B of the report at the end of the 2016-2019 cycle.

These preliminary recommendations, presented in Chapter 11 - Present Situation, Comments and Preliminary Recommendations of the report, deal with the following aspects:

Underground road networks are located mainly in urban areas, and their design (in particular their alignment) has several constraints.

Geometrical conditions which often contribute to traffic incidents, include: meandering curved alignment, insufficient visibility near the access and exit areas, insufficiently defined characteristics of merging or diverging lanes and, poorly designed exit ramp connections towards the surface road network leading to congestion in the main tunnel, etc. 

It is recommended that in preparing the alignment, the following be considered:

• Not to be limited by a simple geometric approach, linked only to underground and surface land constraints, 
• To implement an overall vision, particularly taking into account the land constraints, the initial traffic conditions, the envisaged evolution of traffic conditions, the operation and safety conditions, the geological, geotechnical and environmental context, as well as the construction methodology and all the other parameters that are specific to the project concerned (see § 1.7.3 below).

b - Cross-section

The investigations mentioned above show that 80% of analysed tunnels prohibit the transit of vehicles that weigh over 3.5 tonnes (or 12 tonnes, in some instances). However, the tunnel design does not take into account this restriction, and does not reconsider optimisation of the lane width as well as vertical height clearance. 

Investigations carried out on recent projects show that substantial savings (from 20% to 30% depending on the final design characteristics) can be obtained by choosing a reduced vertical height for tunnels that prohibit heavy vehicle usage. 

It is recommended that at the earliest stage for developing tunnel projects detailed studies be undertaken to consider and analyse the “function” of the tunnel, traffic conditions (volume and nature of vehicles), as well as the financial feasibility and financing methods. This should be done in such a way as to analyse the advantages of a cross-section with reduced geometric characteristics. This may facilitate the financial optimisation of the project without reducing the level of service or affecting the safety conditions.

c - Ventilation

Underground road networks are usually subjected to large traffic volumes. Traffic congestion is frequent, and the probability of a bottleneck developing within the network is high and recurring. As a result, the ventilation system has to be developed with a detailed analysis of the risks and dangers, taking into account the existence of bottlenecks.

A “pure” longitudinal ventilation system is rarely the appropriate sole response to all the safety requirements, especially in the scenario of a fire located upstream of congested traffic. A longitudinal ventilation system will cause smoke de-stratification downstream of the incident location.  This constitutes a danger for any tunnel user blocked or in slow moving downstream traffic. 

The addition of smoke extraction gallery or the choice of a transverse or semi-transverse ventilation system is often vital if no other realistic or feasible safety improvement measures can be put into place, and considered as efficient.

It is also necessary to implement equipment allowing the different network branches to operate inde-pendently of each other.  This will facilitate the control and the management of smoke propagation during a fire incident. 

The risks associated with the traffic of dangerous goods vehicles through a tunnel with a high urban traffic density must be carefully analysed. There are no ventilation systems capable of significantly reducing the effects of a dangerous goods large fire in such traffic conditions.

d - Firefighting

The necessary timeframe for response teams to arrive on site must be subjected to a detailed analysis under normal and peak hour traffic conditions. The objective is to determine whether or not it is necessary to install first line intervention facilities and resources in proximity of the tunnel portals.

The turnover of fire brigade staff is relatively high in urban areas and their interventions in tunnels are rela-tively rare. The high rate of turnover may lead to loss of specialist skills in tunnel intervention. Thus, it is essential to implement tools which allow continuous professional education and training of the teams. A virtual 3D model of the network, associated with simulation software, can provide pertinent, user-friendly and effective tools. 

e - Signage

It is fundamental to ensure clear visibility of the exit ramps and a clear legibility of signage, in order to reduce the risk of accidents where exit ramps diverge from the main carriageway. 

The locations of interchanges, entry and exit ramps, as well as the concept for signage should be analysed from the conceptual of alignment studies. 

f - Environment

In order to reduce atmospheric pollution, communities, stakeholders and residents often demand the installation of filtration devices for in-tunnel air before it is released into the atmosphere. 

This results in a decision to install filtration equipment which is rarely rational or technical, but in ad-hoc response to public pressure. Before any decision-making on this issue, it is, however, essential to:

• Carry out an analysis to provide an assessment of the expected actual efficiency with regard to air quality, and compare this to the estimation of investment costs and operational costs (especially energy and maintenance costs) in order to establish a rational and balanced projected report of the technical and financial situation;
• Take into account the progress of the car industry by allowing a reduction in emissions and vehicle pollution and thus limiting the concentration of pollutants. This reduction in pollutant concentration would, over time, lead to the decline in the effectiveness of installed air filtration devices;
• Analyse international experience and identify the reasons why many existing air treatment installations have been removed from service. 

g – Traffic conditions – Traffic management

The connections between exit ramps and the surface network must be equipped in a way which allows supervision and management of traffic in real time. This arrangement allows traffic congestion to be reduced inside the tunnel, and an improvement of safety should tunnel incidents require quick evacuation of users. 

h - Operation 

The coordination between operators of physically connected infrastructure is in general adequate. However, it is often essential to improve this coordination by clarifying the situation and role of each operator (particularly in the event of traffic congestion and fire incident) by defining common procedures and determining priorities between the different infrastructure parts and their traffic. 

1.7.2.5 MONOGRAPHS

Monographs have been established for each of the structures listed in the table below. They are accessible in the Multimedia Kit at the bottom of the page. The monographs of the structures highlighted in amber are in the process of being updated and will be online shortly. 

MULTIMEDIA KIT

2.1. Principi generali

La gestione della sicurezza presenta sfide particolari nelle gallerie stradali, dove i pericoli legati ai veicoli in movimento che trasportano carichi sono significativi e le conseguenze di gravi incidenti possono essere influenzate in misura significativa dal comportamento umano che può essere difficile da prevedere (Capitolo Fattori umani). Occorre un approccio "olistico" per tenere conto di tutti gli aspetti del sistema che includono l’infrastruttura, il funzionamento, i servizi d’emergenza, gli utenti della strada e i veicoli.

La prima fase nella valutazione dei requisiti consiste nel definire gli obiettivi della sicurezza. Questi sono generalmente stabiliti a livello nazionale in conformità alle leggi, i regolamenti e gli standard nazionali, dove le disposizioni in materia di sicurezza sono una funzione delle caratteristiche specifiche della galleria e dei rischi associati secondo la definizione data tramite l’analisi e la valutazione. L’analisi dei rischi e la valutazione della loro accettabilità sono trattate nella Sezione Valutazione dei rischi del presente Manuale.

Il principio fondamentale da seguire è che, in caso di emergenza in una galleria, gli utenti della galleria devono attuare il cosiddetto auto-soccorso. Dopo la fase di auto-soccorso in una situazione di emergenza, i servizi antincendio e di salvataggio interverranno per spegnere l’incendio e per fornire assistenza agli utenti eventualmente rimasti nella galleria che non sono in grado di attuare l’auto-soccorso.

Benché gli obiettivi di sicurezza possano essere definiti in vari modi, l’AIPCR, l’UNECE e l’Unione europea concordano nel ritenere che gli obiettivi in senso lato debbano essere:

• prevenire gli eventi critici e
• ridurre le conseguenze degli incidenti.

La sicurezza integrata per le gallerie (Sezione Elementi di sicurezza e approccio integrato) richiede che sia prestata attenzione a entrambi gli obiettivi indicati. Un simile approccio può essere presentato come un "cerchio della sicurezza", dall’azione attiva e prevenzione, passando per l’attenuazione, l’intervento e la valutazione, per tornare infine all’azione attiva come mostrato nella Fig. 2.1-1. Maggiori informazioni sugli obiettivi e sui principi generali di sicurezza sono fornite nel Capitolo 3 "General principles" della relazione 2007R07.

• Comportamento degli utenti in galleria (Capitolo Fattori umani)
• Provvedimenti operativi e gestionali (Capitolo Operatività e manutenzione)
• Geometria delle gallerie (Capitolo Geometria)
• Sistemi strutturali delle gallerie (Capitolo Aspetti ambientali )
• Impianti e sistemi in galleria (Capitolo Impianti e sistemi)
   

Le informazioni riguardanti ognuno degli argomenti sopra riportati sono fornite nei relativi capitoli del presente Manuale, come mostrato in precedenza. Informazioni di carattere generale sulla scelta delle misure di sicurezza si possono trovare nei seguenti documenti:

• Capitolo 2 "Safety concepts for tunnel fires" della relazione 05.16.B
• Relazione tecnica 05.13.B "Good Practice for the Operation and Maintenance of Road Tunnels"
• Capitolo 4 "Safety practices" della relazione 2007R07
• Relazione tecnica 2008R15 "Urban road tunnels - Recommendations to managers and operating bodies for design, management, operation and maintenance"
• Capitolo 5 "Recommended additional measures to prevent escalation of critical traffic conditions in road tunnels" della relazione 2008R17

Lo scopo della pianificazione e implementazione della sicurezza è quello di raggiungere il giusto equilibrio tra i criteri ottimali in termini di livello di sicurezza e i costi ragionevoli di costruzione e operatività. Un simile equilibrio può essere raggiunto con un approccio integrato alla sicurezza delle gallerie (Sezione Elementi di sicurezza e approccio integrato).

2.2. Elementi di sicurezza e approccio integrato

La sicurezza non si realizza nella semplice adozione di tutte le possibili misure di sicurezza, bensì è il risultato dell’equilibrio tra i fattori di rischio previsti e le misure di sicurezza adottate.

Con la formulazione e lo sviluppo dei regolamenti, delle raccomandazioni e delle linee guida internazionali, si rende necessaria la definizione di un quadro generale che tenga conto di tutti gli aspetti della sicurezza delle gallerie. Un simile quadro potrebbe contenere i seguenti elementi principali:

• Criteri dei livelli di sicurezza (regolamenti e raccomandazioni)
• Infrastruttura e provvedimenti operativi
• Criteri socioeconomici e costi/benefici
• Tecniche di valutazione della sicurezza (analisi e valutazione della sicurezza)
• Utilizzo delle gallerie stradali
• Fase nella vita della galleria (pianificazione, progettazione, costruzione, messa in servizio, operatività, rifacimento, riqualificazione)
• Esperienza operativa
• Condizioni dei sistemi presenti in galleria

Questi elementi di sicurezza sono descritti nel  CCapitolo 5 "Elements in an integrated approach" della relazione 2007R07.

Un approccio integrato è un quadro generale entro il quale pianificare, progettare, costruire e gestire una nuova galleria o una riqualificazione di una galleria esistente, nel rispetto dei livelli di sicurezza richiesti in ogni fase della vita della galleria. Ciò deve avvenire in conformità a un piano di sicurezza, nel rispetto delle corrette procedure di sicurezza.

La figura qui di fianco presenta una rappresentazione schematica di un approccio integrato proposto per la sicurezza delle gallerie nuove ed esistenti, comprendente gli elementi sopra elencati (figura dal CCapitolo 6 "Conclusion" della relazione 2007R07.)

2.3. Esperienze tratte dai passati incidenti in galleria

Le informazioni sugli eventi e sugli incidenti nelle gallerie, così come gli insegnamenti tratti, sono stati affrontati in varie relazioni del Comitato gallerie stradali AIPCR. Le prime relazioni presentano un censimento statistico dei guasti, degli incidenti e degli incendi in gallerie selezionate, così come gli insegnamenti tratti da tali eventi per la progettazione geometrica della galleria, la progettazione del sistema di sicurezza e le linee guida operative – fornendo così una raccolta di dati di vitale importanza per gli ingegneri e i responsabili decisionali coinvolti nella progettazione delle gallerie:

• Relazione tecnica 05.04B "Road Safety in Tunnels"
• Capitolo 2 "Fire risk and design fires" della relazione 05.05B
• Capitolo 2 "Information on previous large tunnel fires" della relazione dell’OCSE/AIPCR intitolata Transport of Dangerous Goods through Road Tunnels
• Appendice 12.1 "Norwegian incident and accident statistics" della relazione 05.16B
   

Gli eventi verificatisi nel traforo del Monte Bianco, nel Tauerntunnel e nel traforo del San Gottardo (1999 e 2001) hanno accresciuto la consapevolezza circa il possibile impatto degli incidenti nelle gallerie. Benché la probabilità che gli incidenti degenerino in eventi di grande portata è scarsa, le conseguenze possono essere gravi in termini di vittime, danni alla struttura e impatto sull’economia dei trasporti.

Tabella 2.3-1: Incendi in gallerie stradali con 5 o più decessi (dovuti a incendio o all’incidente che l’ha preceduto) dal 1950

Anno	Galleria	Lunghezza	Numero di canne	Vittime
1978	Velsen (Paesi Bassi)	770 m	2	5 morti e 5 feriti
1979	Nihonzaka (Giappone)	2 km	2	7 morti e 2 feriti
1980	Sakai (Giappone)	460 m	2	5 morti e 5 feriti
1982	Caldecott (USA)	1,1 km	3	7 morti e 2 feriti
1983	Pecorile (vicino a Genova, Italia)	660 m	2	9 morti e 22 feriti
1996	Isola delle Femmine (Italia)	148 m	2	5 morti e 20 feriti
1999	Monte Bianco (Francia-Italia)	11,6 km	1	39 morti
1999	Tauern (Austria)	6,4 km	1	12 morti e 40 feriti
2001	Gleinalm (Austria)	8,3 km	1	5 morti e 4 feriti
2001	San Gottardo (Svizzera)	16,9 km	1	11 morti
2006	Galleria Viamala (Svizzera)	750 m	1	9 morti e 6 feriti

Un’illustrazione più completa si può trovare nella  Tabella 2.1 "Serious fire accidents in road tunnels" della relazione 05.16.B.
 

Queste tragedie hanno portato in primo piano l’esigenza di migliorare la preparazione in caso di incidenti in galleria, così come di potenziare le capacità di prevenzione e attenuazione. Ciò si può realizzare attraverso la definizione di criteri di progettazione sicura per le nuove gallerie, una gestione efficace e l’eventuale riqualificazione delle gallerie esistenti, nonché una migliore informazione e comunicazione con gli utenti delle gallerie. L’indagine condotta a seguito dell’incendio nel traforo del Monte Bianco è giunta alla conclusione che è possibile ridurre considerevolmente le conseguenze fatali attraverso:

• una più efficace organizzazione dei servizi operativi e d’emergenza (procedure armonizzate, più sicure e più efficienti, nello specifico per le operazioni transfrontaliere);
• personale più competente;
• sistemi di sicurezza più efficaci e
• una maggiore consapevolezza tra gli utenti (conducenti di auto e di camion) su come comportarsi in situazioni d’emergenza.

Nel Capitolo 3 "Lessons learned from recent fires" della relazione 05.16.B si trova una descrizione particolareggiata degli incidenti nel traforo del Monte Bianco, nel Tauerntunnel e nel traforo del San Gottardo, comprendente la configurazione originaria delle gallerie e una guida dettagliata sull’incidente, sulla dinamica dell’incendio e sul comportamento degli operatori, dei servizi d’emergenza e degli utenti, come pure la presentazione degli insegnamenti tratti. . Gli insegnamenti tratti sono riassunti nella Tabella 3.5 di questa relazione. Informazioni simili sono fornite in Routes/Roads 324 "A comparative analysis of the Mont-Blanc, Tauern and Gotthard tunnel fires" (ottobre 2004) a pag. 24.

Dopo l’incidente del 24 marzo 1999, il traforo del Monte Bianco ha dovuto subire importanti interventi di rinnovo prima di poter essere riaperto al traffico. In particolare, buona parte degli interventi di ripristino progettati hanno riguardato il sistema di ventilazione - una descrizione del dimensionamento, del funzionamento automatico e dei test antincendio su vasta scala si può trovare nell Appendice 12.2 "The Mont Blanc Tunnel Renovation" della relazione 05.16.B.

Si veda l’ Appendice 8 "Austrian statistical study of 2005: Comparative Analysis of Safety in Tunnels, during 1999-2003 period" della relazione 2009 R08 per un confronto tra la sicurezza del traffico nelle gallerie stradali su autostrade e strade di grande comunicazione e la sicurezza su altri tipi di strade, come pure tra la sicurezza del traffico nelle gallerie a traffico bidirezionale e la sicurezza nelle gallerie a traffico unidirezionale.

2.4. Valutazione dei rischi  

In passato, in molti paesi, la progettazione della sicurezza delle gallerie stradali si basava in larga misura sulle prescrizioni contenute in regolamenti e linee guida. Se le prescrizioni applicabili delle relative linee guida erano soddisfatte, la galleria era ritenuta sicura.

Questo approccio prescrittivo presenta tuttavia alcuni difetti:

• Anche se una galleria soddisfa tutti i requisiti normativi, rimane pur sempre un rischio residuo che non è ovvio e non viene dunque specificamente affrontato.
• Un approccio prescrittivo definisce un determinato standard per i sistemi in galleria ecc., ma non è idoneo a tenere conto delle condizioni specifiche di una singola galleria. Inoltre, quando si verifica un grave incidente la situazione è completamente diversa rispetto al funzionamento normale e può verificarsi tutta una serie di situazioni differenti che trascendono l’attuale esperienza operativa.

Di conseguenza, in aggiunta all’approccio prescrittivo, è opportuno utilizzare un approccio basato sul rischio – la cosiddetta valutazione dei rischi – allo scopo di considerare le caratteristiche specifiche di un sistema galleria (comprendente veicoli, utenti, operatività, servizi d’emergenza e infrastruttura) e il loro impatto sulla sicurezza.

Un approccio basato sui rischi può occuparsi di varie tipologie di rischio, tra cui il danno nei confronti di un gruppo specifico di persone (rischio sociale) o di una singola persona (rischio individuale), la perdita di proprietà, danni all’ambiente o a valori immateriali. Di solito, le analisi dei rischi per le gallerie stradali si concentrano sul rischio sociale degli utenti delle gallerie, che può essere espresso come il numero atteso di decessi all’anno oppure come la curva nello schema FN che mostra la relazione tra frequenza e conseguenze (in termini di numero di decessi) dei possibili incidenti in galleria.

La valutazione dei rischi è un approccio sistematico per analizzare le sequenze e le interrelazioni nei potenziali eventi o incidenti, in modo da individuare i punti deboli nel sistema e riconoscere le possibili misure di miglioramento. Il processo di valutazione dei rischi si articola in tre fasi:

• Analisi dei rischi: l’analisi dei rischi si occupa della domanda fondamentale: "Che cosa potrebbe accadere e quali sono le probabilità e le conseguenze?". Essa riguarda l’identificazione dei pericoli e la stima della probabilità e delle conseguenze di ciascuno di essi. L’analisi dei rischi può essere svolta secondo un approccio qualitativo o quantitativo oppure come combinazione di entrambi. Per le gallerie stradali sono indicate due famiglie di approcci:           
  - un approccio basato sugli scenari, che analizza una serie definita di scenari rilevanti, con un’analisi separata per ognuno; 
  - un approccio basato sul sistema, che esamina il sistema generale in un processo integrato, inclusi tutti gli scenari rilevanti che influenzano il rischio della galleria, producendo così indicatori di rischio per l’intero sistema. 
  Per l’analisi dei rischi basata sul sistema, i metodi quantitativi sono prassi comune. Le probabilità di incidenti e le loro conseguenze per diversi indicatori di danno (ad es. in termini di decessi, lesioni, danni alle cose, interruzione dei servizi) come pure il rischio risultante sono stimati quantitativamente, tenendo conto dei fattori rilevanti del sistema e della loro interazione.

• Valutazione dei rischi: la valutazione dei rischi si occupa dell’aspetto dell’accettabilità, affrontando una discussione esplicita sui criteri di sicurezza. In altre parole, la valutazione dei rischi deve fornire una risposta alla domanda "Il rischio stimato è accettabile?" Ai fini di una valutazione sistematica dei rischi occorre definire i criteri di sicurezza e stabilire se un dato livello di rischio sia o meno accettabile. I criteri di accettazione devono essere scelti in funzione del tipo di analisi dei rischi eseguita. Ad esempio, si possono applicare i criteri basati sugli scenari per valutare i risultati di un’analisi dei rischi basata sugli scenari in termini di rischio individuale (ad es. la probabilità di decesso all’anno per una persona specifica esposta a un rischio) oppure si può utilizzare il rischio sociale (ad es. linea di riferimento in uno schema FN) per un’analisi dei rischi basata sul sistema. Esistono diversi metodi di valutazione dei rischi: tramite confronto relativo, attraverso un approccio basato sull’efficacia rispetto ai costi oppure applicando criteri assoluti di rischio. Tuttavia, nella pratica si applica sovente una combinazione di approcci diversi.

• Pianificazione delle misure di sicurezza: se il rischio stimato è considerato non accettabile, bisogna proporre ulteriori misure di sicurezza. L’efficacia (anche rispetto ai costi) delle ulteriori misure adottate può essere determinata utilizzando l’analisi dei rischi per indagare l’impatto sulla frequenza o sulle conseguenze di scenari diversi. La pianificazione della sicurezza deve rispondere alla domanda "Quali misure sono le più adatte per ottenere un sistema sicuro (ed efficace rispetto ai costi)?".

Il diagramma di flusso semplificato nella Figura 2.4-1 illustra le principali fasi del processo di valutazione dei rischi.

La valutazione dei rischi delle gallerie stradali consente una valutazione dei rischi strutturata, armonizzata e trasparente per una specifica galleria, inclusa la considerazione dei fattori d’influenza rilevanti e delle loro interazioni. I modelli di valutazione dei rischi assicurano una comprensione di gran lunga migliore dei processi relativi ai rischi rispetto ai concetti basati soltanto sull’esperienza. Essi permettono inoltre di valutare le misure di sicurezza aggiuntive migliori in termini di attenuazione dei rischi e di confrontare le varie alternative.Di conseguenza, l’approccio di valutazione dei rischi nel contesto della gestione della sicurezza delle gallerie può essere un utile complemento all’attuazione dei requisiti prescritti negli standard e nelle linee guida. Nella pratica esistono metodi diversi per affrontare tipi diversi di problemi. Si raccomanda di selezionare il metodo migliore disponibile per uno specifico problema.

Benché i modelli dei rischi cerchino di avvicinarsi il più possibile alla realtà e di implementare dati di base realistici, è importante ricordare che i modelli non possono mai prevedere eventi reali e che permane un grado di incertezza e indeterminazione nei risultati. Considerando tale incertezza, i risultati dell’analisi quantitativa dei rischi devono essere ritenuti esatti soltanto in certa misura e devono essere supportati da studi di sensibilità o simili. La valutazione dei rischi tramite confronto relativo (ad es. di uno stato esistente rispetto a uno stato di riferimento di una galleria) può migliorare la solidità delle conclusioni tratte, ma occorre prestare attenzione nella definizione della galleria di riferimento.

I principi di base e i componenti importanti delle metodologie di analisi dei rischi sono presentati nella : Relazione tecnica 2008R02 "Risk analysis for road tunnels".

Tale relazione presenta inoltre un’indagine sui metodi pratici oltre che una raccolta di casi di studio.

I vari approcci alla valutazione dei rischi sono presentati e discussi in una nuova relazione intitolata: "Current practice for risk evaluation for road tunnels". Tale relazione include anche aggiornamenti relativi all’analisi dei rischi ed è attualmente in corso di ultimazione

 

2.5. Principi e strumenti per la sicurezza antincendio

Tra i possibili rischi da considerare nelle gallerie stradali, gli incendi dei veicoli sono quelli che destano maggiori preoccupazioni, in quanto si tratta di eventi tutt’altro che rari e le loro conseguenze possono essere molto più gravi in galleria che non all’aperto se non si adottano misure appropriate. Per questo motivo, diverse relazioni dell’AIPCR si occupano della problematica della sicurezza antincendio nelle gallerie stradali.

Parte del materiale incluso in queste relazioni si riferisce a specifiche caratteristiche delle gallerie e viene trattato nei capitoli corrispondenti del presente manuale, ad esempio:

• rilevamento di fumo e incendi nella Sezione Sistemi di comunicazione
• ventilazione per il controllo del fumo nella Sezione Ventilation
• impianto antincendio per gli utenti e i servizi d’emergenza nella Sezione Impianto antincendio
• sistemi antincendio fissi nella Sezione Sistemi fissi antincendio
• risposta agli incendi in galleria nel Capitolo Resistenza delle gallerie agli incendi.

Tuttavia, prima di poter definire misure di sicurezza antincendio, devono essere disponibili i principi generali, le informazioni di base sugli incendi in galleria e i metodi di studio. Sono questi gli aspetti trattati nella presente sezione.

Sulla base degli obiettivi generali di sicurezza per le gallerie stradali indicati nella Sezione Principi generali precedente, sono stati proposti obiettivi più precisi per il controllo degli incendi e del fumo:

• salvare vite rendendo possibile l’auto-evacuazione da parte degli utenti;
• consentire le operazioni di salvataggio e di lotta antincendio;
• evitare le esplosioni;
• limitare i danni alla struttura e agli impianti della galleria e agli edifici circostanti.

Tali obiettivi sono discussi nella  Sezione I "Objectives of fire and smoke control" della relazione 05.05.B, che comprende una discussione dettagliata sui criteri di sostenibilità in caso di incendio. Orientamenti complementari sono inclusi nella Sezione 2 "Safety concepts for tunnel fires" della relazione 05.16.B.

Per aiutare a valutare il rischio e fornire dati utilizzabili come base per la progettazione, la Sezione II "Fire risk and design fires" della relazione 05.05B. fornisce informazioni sulla frequenza degli incendi, gli incendi di progetto e gli scenari di incendi di progetto. Gli incendi di progetto per le condizioni di sicurezza per la vita sono normalmente specificati come un tasso di rilascio di calore costante o variabile nel tempo, relativo ai veicoli del tipo ipotizzato nell’incendio (ad es. una o più auto passeggeri o un veicolo pesante) e ai carichi trasportati. Orientamenti sulla selezione degli incendi di progetto sono disponibili nella relazione AIPCR "Design Fire Characteristics for Road Tunnels".

La comprensione del comportamento del fumo durante un incendio in galleria è fondamentale per ogni aspetto della progettazione e dell’operativa della galleria. Tale comprensione influenzerà il tipo e le dimensioni del sistema di ventilazione da installare, il suo funzionamento durante un’emergenza e le procedure di risposta che saranno sviluppate per consentire agli operatori e ai servizi d’emergenza di gestire in sicurezza l’evento. Una discussione dettagliata sull’argomento si può trovare nella  Sezione III "Smoke behaviour" della relazione 05.05.B e nella Sezione 1 "Basic principles of smoke and heat progress at the beginning of a fire" della relazione 05.16.B,dove viene analizzata in maniera approfondita l’influenza di diversi parametri (traffico, entità dell’incendio, condizioni di ventilazione, geometria della galleria) nell’evoluzione di un evento.

Per aiutare i ricercatori e i progettisti, una descrizione esauriente delle tecniche di base (risultati sperimentali completi e su piccola scala) e avanzate (simulazione al computer) disponibili per affrontare gli studi sulla sicurezza antincendio è fornita nella Sezione IV "Study methods" della relazione 05.05.B.

2.6. Merci pericolose  

• 2.6.1. Regolamenti relativi al trasporto di merci pericolose nelle gallerie
• 2.6.2. Scelta del regolamento più appropriato per una galleria
• 2.6.3. Misure di riduzione dei rischi

Le merci pericolose sono importanti per la produzione industriale così come nella vita quotidiana e devono essere trasportate. Tuttavia, è risaputo che queste merci possono provocare gravi pericoli se rilasciate in un incidente, su tratti di strada a cielo aperto o nelle gallerie. Gli incidenti che coinvolgono merci pericolose sono rari, ma possono tradursi in un grande numero di vittime e in gravi danni materiali e ambientali. Sono necessarie misure speciali per assicurare un trasporto quanto più sicuro possibile. Per questi motivi, il trasporto di merci pericolose è severamente disciplinato nella maggior parte dei paesi.

Il trasporto di merci pericolose solleva problemi specifici nelle gallerie, in quanto un incidente può avere conseguenze ancora più gravi nell’ambiente ristretto di una galleria. Si devono trattare le seguenti domande:

• I movimenti di merci pericolose devono essere ristretti in alcune gallerie, e su cosa dovrebbero basarsi le decisioni in merito a tali restrizioni?
• Quale tipo di regolamento si deve applicare per limitare i movimenti di merci pericolose nelle gallerie?
• Se le merci pericolose sono consentite, quali misure di riduzione dei rischi devono essere attuate e qual è la loro efficacia?

Dal 1996 al 2001, l’Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economico (OCSE) e l’AIPCR hanno svolto un importante progetto congiunto di ricerca allo scopo di fornire risposte razionali alle domande sopra riportate: OECD. Transport of dangerous goods through road tunnels. Safety in Tunnels, Parigi: Pubblicazione OCSE, 2001 ISBN 92-64-19651-X. I seguenti paragrafi riassumono i risultati di questo progetto e gli ulteriori sviluppi.

2.6.1. Regolamenti relativi al trasporto di merci pericolose nelle gallerie

La prima fase del progetto di ricerca congiunto OCSE/AIPCR è stata un’indagine internazionale sui regolamenti relativi al trasporto su strada di merci pericolose in generale e nelle gallerie.

L’indagine ha mostrato che tutti i paesi esaminati avevano regolamenti coerenti per il trasporto di merci pericolose su strada in generale e che tali regolamenti erano standardizzati in gran parte del mondo. Ad esempio, l’ADR (Accordo europeo relativo al trasporto internazionale su strada delle merci pericolose) trova impiego in Europa e nella parte asiatica della Federazione Russa. La maggior parte degli Stati statunitensi e delle province del Canada adottano codici conformi ai Regolamenti modello delle Nazioni Unite. Australia e Giappone avevano dei codici propri, ma l’Australia si è allineata al sistema delle Nazioni Unite.

L’indagine ha però evidenziato anche una varietà di regolamenti riguardanti il trasporto di merci pericolose nelle gallerie. Le restrizioni applicate nelle gallerie indicano variazioni considerevoli tra i paesi e persino tra le gallerie in uno stesso Stato. L’incoerenza dei regolamenti per le gallerie ha posto problemi in termini di organizzazione del trasporto delle merci pericolose, oltre a comportare la violazione delle restrizioni da parte di diversi veicoli che trasportano merci pericolose.

Nell’ambito del progetto congiunto, l’OCSE e l’AIPCR hanno formulato una proposta per un sistema di regolamentazione armonizzato. Tale proposta è stata ulteriormente sviluppata dalla Commissione economica per l’Europa delle Nazioni Unite (UNECE) e quindi implementata in Europa nel 2007 con ulteriori revisioni dell’ADR.

L’armonizzazione si basa sull’assunto che nelle gallerie vi siano tre pericoli principali che possono causare numerose vittime o gravi danni alla struttura della galleria e che sono classificabili come segue, in ordine di conseguenze decrescenti e di efficacia crescente delle misure di attenuazione: (a) esplosioni; (b) emissioni di gas tossici o liquidi tossici volatili; (c) incendi. La restrizione delle merci pericolose in una galleria avviene attraverso la sua assegnazione a una delle cinque categorie contraddistinte con le lettere maiuscole dalla A alla E. Il principio di queste categorie è il seguente:

Tabella 2.6-1: Elenco delle 5 categorie ADR

Categoria A	Nessuna restrizione per il trasporto di merci pericolose
Categoria B	Restrizione per le merci pericolose che possono provocare un’esplosione molto violenta
Categoria C	Restrizione per le merci pericolose che possono provocare un’esplosione molto violenta, un’esplosione violenta o un considerevole rilascio di sostanze tossiche
Categoria D	Restrizione per le merci pericolose che possono provocare un’esplosione molto violenta, un’esplosione violenta, un considerevole rilascio di sostanze tossiche o un grande incendio
Categoria E	Restrizione per tutte le merci pericolose (eccetto cinque merci con pericolo molto limitato)

Maggiori informazioni su questo argomento sono disponibili nei seguenti siti web:

• sito web delle Nazioni Unite sui documenti ADR 2009
• sito web dei codici ADG australiani
• regolamenti TDG canadesi

2.6.2. Scelta del regolamento più appropriato per una galleria

Bandire le merci pericolose da una galleria non elimina i rischi, bensì li modifica e li sposta in un luogo differente, dove il rischio complessivo potrebbe essere anche maggiore (ad es. deviazione attraverso un’area urbana densamente abitata). Per questo motivo, il progetto di ricerca congiunto OCSE/AIPCR ha raccomandato che le decisioni sull’autorizzazione/restrizione delle merci pericolose in una galleria si basino su un confronto tra le varie alternative e tengano conto del percorso in galleria così come dei possibili percorsi alternativi.

È stato proposto un processo decisionale logico, con la struttura mostrata nella figura seguente. Le prime fasi devono produrre indicatori di rischio oggettivi, basati sull’analisi quantitativa dei rischi (AQR). Le ultime fasi devono invece considerare i dati economici e altri dati, così come le preferenze politiche del responsabile decisionale (ad es. l’avversione ai rischi). Queste ultime fasi si potrebbero basare su un modello di supporto decisionale (MSD).

Il progetto OCSE/AIPCR ha sviluppato sia un modello AQR sia un MSD. Il modello AQR trova attualmente impiego in diversi paesi. Si tratta di un modello di analisi dei rischi basato sul sistema (v. capitolo 2.4 per la definizione), che produce indicatori del rischio sociale (curve F-N per gli utenti della galleria e per la popolazione limitrofa permanente), del rischio individuale (per le persone che vivono in maniera permanente in prossimità della galleria) e dei danni alla galleria e all’ambiente. È applicabile ai percorsi sia in galleria sia a cielo aperto e permette dunque di confrontare i rischi sui vari percorsi alternativi. Il modello si basa su 13 scenari di incidente rappresentativi di ognuna delle cinque categorie di gallerie (benché le categorie D ed E non possano essere distinte in quanto comportano rischi simili). Può essere acquistato presso l’AIPCR ed è descritto più dettagliatamente nel suo sito web.

Ulteriori informazioni ed esempi applicativi si possono trovare nei seguenti riferimenti dell’AIPCR:

• "Quantitative Risk Assessment Model For Dangerous Goods Transport Through Road Tunnels" in Routes/Roads 329 (2006)
• Sezione 4.6 "OECD/PIARC Dangerous goods QRA model" della relazione 2008R02 e Allegato 3.7 "OECD/PIARC DG QRA model" della relazione 2008R02.

2.6.3. Misure di riduzione dei rischi

Il progetto di ricerca congiunto OCSE/AIPCR include inoltre un’indagine sulle misure che potrebbero ridurre la probabilità e/o le conseguenze di un incidente con merci pericolose in una galleria dove tali merci siano consentite.

Per prima cosa è stato definito uno stato dell’arte che ha permesso di individuare e descrivere tutte le misure possibili, la maggior parte delle quali sono descritte nella parte 2 del presente manuale (capitoli 6-9). La seconda fase più impegnativa ha riguardato lo sforzo di valutare l’efficacia rispetto ai costi di tali misure con riferimento ai pericoli delle merci pericolose. I costi non sono stati esaminati in maniera dettagliata, in quanto cambiano in funzione del particolare progetto di una galleria e possono essere studiati per ogni singolo progetto. Ci si è concentrati quindi sull’efficacia delle misure.

Alcune delle possibili misure di riduzione dei rischi sono considerate direttamente nel modello AQR sviluppato nell’ambito del progetto (v. sopra). Queste sono state chiamate misure "originarie". L’efficacia di ciascuna di queste misure, o di ogni combinazione di misure, può essere valutata applicando il modello con o senza le misure e confrontando i risultati. Sono state svolte numerose prove che hanno dimostrato l’impossibilità di giungere a una conclusione generale in merito all’efficacia delle misure, in quanto l’efficacia dipende in larga misura dal caso specifico. La valutazione dell’efficacia deve quindi avvenire di progetto in progetto.

L’efficacia delle altre misure "non originarie" è stata molto più difficile da valutare e sono stati proposti dei metodi per tenerne in considerazione alcune. Maggiori informazioni si possono trovare nel capitolo VII della relazione di progetto dell’OCSE (Risk reduction measures).

2.7. Procedure di sicurezza

• 2.7.1. Documentazione sulla sicurezza nelle gallerie stradali
• 2.7.2. Raccolta e analisi dei dati sugli eventi nelle gallerie stradali
• 2.7.3. Ispezioni di sicurezza delle gallerie stradali

Per garantire la sicurezza nelle gallerie stradali, occorre adottare le necessarie misure strutturali, tecniche e organizzative così da prevenire il più possibile il verificarsi di eventi e ridurne al minimo l’impatto. Il livello di sicurezza nelle gallerie è influenzato in vario grado da una serie di fattori che possono essere riassunti collettivamente in quattro gruppi principali: utenti della strada, infrastruttura, veicoli e operatività.

La maggior parte delle misure richieste per garantire la sicurezza in galleria si basa sui fattori d’influenza sopra indicati e mira a prevenire o ad attenuare il pericolo derivante da comportamenti scorretti degli utenti, da installazioni od operazioni inadeguate in galleria, da difetti tecnici dei veicoli o da altri problemi. Si veda il Capitolo 1 "Why are tools for tunnel safety management needed?" della relazione 2009R08.

Tutte le misure di sicurezza necessarie sopra indicate devono essere combinate nell’ambito di una gestione efficace della sicurezza in galleria. Per garantire la massima efficacia nella gestione della sicurezza delle gallerie, occorrono determinati strumenti finalizzati a sostenere la strategia, guidare le decisioni critiche e mantenere un’attenzione costante e tracciabile su tutte le problematiche legate alla sicurezza per tutto il ciclo di vita della galleria. I tre principali "strumenti" per la gestione della sicurezza delle gallerie sono descritti seguito.

2.7.1. Documentazione sulla sicurezza nelle gallerie stradali

La documentazione sulla sicurezza è un aspetto chiave della gestione della sicurezza e deve essere compilata per ogni galleria. La richiesta di questo genere di informazioni può variare e dipende dalla fase di vita nella quale si trova la galleria: progettazione, messa in servizio od operatività. Nella fase di progettazione, la documentazione sulla sicurezza si concentra sulla descrizione dell’infrastruttura della galleria e sulle previsioni di traffico, mentre nella fase di operatività acquistano importanza gli aspetti operativi, come i piani d’emergenza e le misure per il trasporto di merci pericolose. Il grado di dettaglio delle informazioni aumenta con il progredire del progetto. La documentazione sulla sicurezza deve includere documenti "dinamici" che vengono continuamente sviluppati e aggiornati e che comprendono la specifica delle modifiche all’infrastruttura della galleria, i dati del traffico ecc. così come le scoperte importanti derivanti dall’esperienza operativa (ossia analisi degli eventi significativi, esercitazioni di sicurezza ecc.). Per maggiori informazioni consultare il Capitolo 2 "Road Tunnel Safety Documentation" della relazione 2009R08.

2.7.2. Raccolta e analisi dei dati sugli eventi nelle gallerie stradali

La raccolta e l’analisi dei dati sugli eventi, così come specificato nel Capitolo 3 "Collection and Analysis of Data on Road Tunnel Incidents" della relazione 2009R08 sono essenziali per la valutazione dei rischi di una galleria e per il miglioramento delle sue misure di sicurezza. Esse si articolano in un duplice processo, che comincia a livello della galleria locale per coprire esigenze specifiche come i dati d’inserimento per l’analisi dei rischi e si estende poi fino a soddisfare gli obblighi giuridici come la comunicazione delle statistiche a livello nazionale/internazionale. La valutazione degli accadimenti specifici (incidenti ed eventi) può aiutare a individuare specifici pericoli in una galleria, nonché a ottimizzare le procedure operative e la reazione dei sistemi di sicurezza. Come l’analisi degli incidenti reali, l’analisi dei dati ottenuti dalle esercitazioni di sicurezza può aiutare ad acquisire esperienza nella gestione degli eventi in circostanze realistiche.

2.7.3. Ispezioni di sicurezza delle gallerie stradali

Le ispezioni di sicurezza, come spiegato nel Capitolo 4 della relazione tecnica 2009R08 (Safety Inspections of Road Tunnels), sono uno strumento per valutare il livello attuale di sicurezza della galleria in rapporto a un quadro giuridico (ad es. una direttiva europea) oppure rispetto a un livello accettato di rischio. L’AIPCR ha sviluppato uno schema organizzativo basato sulla direttiva 2004/54/CE per descrivere la catena della responsabilità della sicurezza per ciò che concerne le ispezioni di sicurezza e chiarire le responsabilità delle parti coinvolte. Vengono inoltre proposti i contenuti di un’ispezione di sicurezza (infrastruttura e sistemi, documentazione sulla sicurezza e procedure esistenti, organizzazione della gestione della galleria, formazione e garanzia di qualità) unitamente a una roadmap completa con tutte le fasi necessarie e la preparazione richiesta per eseguire un’ispezione di sicurezza.

2.8. Valutare e migliorare la sicurezza nelle gallerie esistenti

• 2.8.1. Perché riqualificare le gallerie esistenti
• 2.8.2. Metodologia proposta per valutare e migliorare le gallerie esistenti

2.8.1. Perché riqualificare le gallerie esistenti

A seguito delle gravi tragedie verificatesi nelle gallerie (incendio nel traforo del Monte Bianco nel 1999, incendio nel Tauerntunnel nel 1999 o incendio nel traforo del San Gottardo nel 2001), è stata rivolta particolare attenzione agli standard di sicurezza delle gallerie esistenti. Le gallerie esistenti richiedono approcci e strumenti specifici per individuare e valutare l’esigenza di programmi di riqualificazione a livello di sicurezza. A questi gravi incendi in galleria hanno fatto seguito ricerche e studi approfonditi, che hanno dimostrato che la maggior parte delle gallerie esistenti necessitano di mezzi ulteriori e specifici per garantire un ambiente sicuro agli utenti. Anche nei casi in cui siano stati eseguiti precedenti interventi di miglioramento, le gallerie esistenti possono non essere conformi agli attuali standard di sicurezza a causa di successivi aggiornamenti intervenuti nei regolamenti.

Questi eventi e i successivi studi hanno accresciuto la consapevolezza del rischio delle gallerie tra i soggetti coinvolti nelle gallerie stradali, dai progettisti e operatori ai rappresentanti delle autorità. È divenuto chiaro che la riqualificazione ai fini della sicurezza non è soltanto una questione di migliorare la struttura e/o i sistemi, ma che vi è anche, e talvolta soprattutto, una forte esigenza di chiarire l’organizzazione della gestione della sicurezza e di adattare le procedure.

Nella valutazione della sicurezza delle gallerie esistenti, si deve prestare particolare attenzione alle modifiche nell’ambiente della galleria (volume e composizione del traffico, trasporto di merci pericolose, opere di costruzione nell’area circostante ecc.) che possono rendere necessaria un’intensificazione delle misure.

2.8.2. Metodologia proposta per valutare e migliorare le gallerie esistenti

Viene proposto un approccio strutturato per valutare e preparare i programmi di rifacimento con due compiti principali:

• Il primo compito mira a valutare la situazione corrente della galleria, quasi scattandone un’immagine istantanea, allo scopo di individuare il livello attuale di sicurezza. Prima di tutto deve essere definito un livello di sicurezza di riferimento, che è generalmente fornito dai quadri normativi. Successivamente si devono analizzare le attuali funzionalità della galleria e lo stato dei relativi sistemi. Su questa base, si deve valutare se la galleria esistente sia attualmente conforme ai criteri di progettazione rilevanti ai fini della sicurezza. Bisogna inoltre analizzare i rischi specifici tramite un’analisi di sicurezza, che è uno strumento adeguato per valutare l’attuale livello di sicurezza di una galleria in servizio. Partendo da queste analisi iniziali si possono definire azioni e stabilire priorità.
• Il secondo compito mira a definire una situazione futura della galleria dopo le opere di rinnovo che possa essere accettabile in relazione all’obiettivo del livello di sicurezza definito. Ciò può avvenire sviluppando programmi di rinnovo e valutando nuovamente il livello di sicurezza della galleria rinnovata incluse tutte le misure di riqualificazione. Ancora una volta si può applicare l’analisi dei rischi per dimostrare un adeguato livello di sicurezza o per valutare le varie alternative delle misure di riqualificazione, comprendenti anche i criteri di efficacia rispetto ai costi. I programmi di rinnovo dipendono dal contesto specifico di ogni galleria, dalle sue restrizioni e dal suo ambiente. Si può seguire un processo iterativo di analisi dei rischi laddove venga raggiunto un accordo su un livello previsto di sicurezza accettabile per tutte le parti interessate dal progetto.

Il processo multifase per la preparazione di un programma di rinnovo personalizzato per una galleria in servizio può essere riassunto nel diagramma di flusso seguente. Esso descrive i collegamenti funzionali tra le varie fasi e i loro rispettivi output.

Nel dettaglio, il contenuto di ogni fase deve essere adattato alle condizioni specifiche della singola galleria, al suo ambiente e, naturalmente, alla prassi locale specifica.

In base alla situazione della galleria, il processo può essere interrotto dopo la fase 3 con un semplice confronto con lo stato di riferimento, se l’analisi dimostra che il livello di sicurezza richiesto è già stato raggiunto. Infatti, per le gallerie già rinnovate, la fase 3 può rappresentare la fine del processo.

In caso contrario, la fase 3 può porre in evidenza urgenti misure di attenuazione che possono essere attuate immediatamente allo scopo di migliorare il livello di sicurezza della galleria con azioni non sostanziali, come ad esempio barriere di chiusura, segnaletica o misure per il controllo del traffico. In alcuni casi, tali misure possono essere sufficienti per ottenere il livello di sicurezza richiesto.

Se sono richieste opere più sostanziali, le modifiche temporanee delle condizioni operative possono essere uno strumento utile per accrescere temporaneamente il livello di sicurezza della galleria, se necessario.

La preparazione delle opere di rinnovo per una galleria in servizio è un processo iterativo, in quanto si tratta di una combinazione di aspetti tecnici, misure di sicurezza, implicazione dei costi e restrizioni all'avanzamento dei lavori. Questo spiega perché le fasi 4 e 5 possono essere affinate più volte per ottenere un programma di rifacimento adattato che tenga conto di tutti i parametri rilevanti che possono influire sulla decisione. Le attività di progettazione possono iniziare dopo la fase 5.

La nuova relazione "Assessing and improving Safety in Existing Road Tunnels" fornisce le linee guida per ciascuna fase di questo processo, fino alla definizione di un programma di miglioramento.

Sono presentati i punti deboli tipici (carenze di sicurezza) nelle gallerie esistenti. Inoltre, casi di studio delle gallerie esistenti in Europa dimostrano la strategia adottata per le opere di rinnovo e le misure di riqualificazione attuate.

3.1. Utenti

Gli aspetti seguenti sono approfonditi nella  Relazione tecnica 2008R17 "Human factors and road tunnel safety regarding users".

• Modelli che descrivono il processo decisionale umano: per fornire ai professionisti delle gallerie un succinto background teorico per comprendere più da vicino il comportamento umano:  Capitolo 1 "General aspects of human factors" della relazione 2008R17
• Osservazioni del comportamento degli utenti delle gallerie in situazioni sia normali che critiche e discussione, in termini generali, dei principali fattori umani che Capitolo 2 "Human behaviour in road tunnels in normal situations" della relazione 2008R17 e Capitolo 3 "Human behaviour in road tunnels in critical situations" della relazione 2008R17
• Finalità generali delle caratteristiche di sicurezza, seguite da una descrizione delle misure minime richieste dalla direttiva UE: queste misure sono esaminate alla luce dei risultati della ricerca psicologica e delle raccomandazioni provenienti da altre fonti, così da formulare ulteriori misure raccomandate:  Capitolo 4 "Recommended additional measures to improve road tunnel safety in normal traffic conditions" della relazione 2008R17 and Capitolo 5 "Recommended additional measures to prevent escalation of critical traffic conditions in road tunnels" della relazione 2008R17
• Modelli che descrivono il processo decisionale umano: questo aspetto è di interesse per l’interfaccia tra le gallerie e i loro utenti: Capitolo 6 "Future development of ITS and tunnel safety" della relazione 2008R17.

Nello svolgimento di queste indagini, i membri del gruppo di lavoro coinvolti in questi studi hanno spesso dovuto rispondere alla seguente domanda: "Dobbiamo adattare la galleria all’utente o l’utente alla galleria?" Ovviamente si devono usare entrambe le strategie e, al fine di attribuire alle raccomandazioni esistenti la giusta prospettiva, il gruppo di lavoro ha deciso di approfondire la tematica della formazione e informazione dei conducenti.

I seguenti aspetti saranno posti in evidenza nella relazione pianificata "Recommendations regarding road tunnel drivers' education and information". Lo scopo di questa relazione sarà di fornire raccomandazioni a tutti i responsabili delle iniziative di formazione e informazione: organizzazioni e agenzie internazionali, proprietari, operatori e consulenti nel campo della comunicazione. Nel primo capitolo, la relazione fornirà informazioni di carattere generale per i lettori che si suppone abbiano una conoscenza limitata o assente dei dettagli del contesto delle gallerie. Il secondo capitolo tratterà le raccomandazioni generali valide per tutti i lettori e/o le istituzioni. I capitoli 3 e 4 proporranno raccomandazioni all’attenzione delle organizzazioni e delle agenzie, nonché dei proprietari specifici.

3.2. Operatori

Il termine "operatore" descrive l’ente che rappresenta il proprietario in loco e che è responsabile dell’operatività della galleria. Questo attore chiave della sicurezza in galleria lavora a stretto contatto con gli altri attori interessati (proprietario, autorità pubbliche, servizi d’emergenza, subappaltatori, altri operatori, utenti ecc.). Il suo incarico principale è la gestione del traffico, degli aspetti di ingegneria civile e dei sistemi della galleria, insieme alla gestione amministrativa e delle crisi in rapporto ai suoi incarichi. Svolge un ruolo cruciale nell’implementazione ottimale del sistema di gestione della sicurezza in galleria, come dimostrano (incluse le analisi dei rischi) e la definizione dei principi operativi, senza dimenticare il monitoraggio giornaliero dell’operatività della galleria (gestione degli eventi, svolgimento di esercitazioni di sicurezza, feedback basato sull’esperienza, aggiornamento regolare dei documenti operativi, formazione del personale, coordinamento con altri organismi coinvolti ecc.).

Con riferimento a questo attore, la  Relazione tecnica 2008R03 "Management of the operator-emergency teams interface in road tunnels" evidenzia gli aspetti seguenti:

• principali insegnamenti tratti dagli incendi più gravi in galleria degli ultimi decenni:  Capitolo 1 "Lessons learnt" della relazione 2008R03
• informazioni e raccomandazioni per la prassi migliore. Queste si basano sull’esperienza e sugli insegnamenti tratti: Capitolo 2 "Detailed recommendations" della relazione 2008R03

Più in generale, gli insegnamenti tratti dalle esercitazioni e dagli eventi reali hanno mostrato che il comportamento di tutti i soggetti responsabili dell’operatività della galleria è un fattore decisivo per la sicurezza delle persone durante un evento.

Una delle questioni chiave riguardanti questo argomento è la reazione appropriata del personale operativo responsabile del monitoraggio e del controllo delle gallerie. Si tratta dei primi soggetti a essere coinvolti nella gestione delle crisi nelle gallerie stradali e, in quanto tali, assumono notevoli responsabilità per conto dell’operatore in termini di gestione giornaliera della galleria. Il loro compito è tanto più difficile se si considera che in qualunque momento potrebbero trovarsi a gestire eventi potenzialmente gravi la cui probabilità è estremamente bassa. Per reagire in modo appropriato, gli operatori delle gallerie devono essere in grado di comprendere e controllare situazioni talvolta complesse, il che significa che devono avere un’eccellente resistenza allo stress. È quindi fondamentale una formazione appropriata e specifica. I regolamenti europei prevedono che il personale dedicato all’operatività delle gallerie riceva una "formazione iniziale e continua adeguata" (direttiva europea 2004/54/CE Allegato 1 § 3.1 "Mezzi di esercizio").

3.3. Squadre intervento emergenza

deve essere in grado di adattarsi, in tutte le circostanze, ai metodi operativi inizialmente stabiliti, se necessario. Per portare a termine questo compito, è fondamentale un efficace coordinamento del personale della galleria, cosa che richiede una meticolosa preparazione, follow-up e attuazione dei piani di intervento, delle esercitazioni di sicurezza e della formazione alla luce del feedback basato sull’esperienza.

Con riferimento alle squadre di soccorso, i seguenti aspetti sono posti in evidenza nella  Relazione tecnica 2008R03 "Management of the operator-emergency teams interface in road tunnels" :

• principali insegnamenti tratti dagli incendi più gravi in galleria degli ultimi decenni:  Capitolo 1 "Lessons learnt" della relazione 2008R03
• informazioni e raccomandazioni per la prassi migliore. Queste si basano sull’esperienza e sugli insegnamenti tratti: Capitolo 2 "Detailed recommendations" della relazione 2008R03.

 

3.4. Raccomandazioni generali 

Questo paragrafo fornisce raccomandazioni di carattere generale per coloro i quali intendono prestare particolare attenzione ai fattori umani nella progettazione di una nuova galleria o nel rifacimento di una galleria esistente. L’obiettivo non è quello di riassumere le principali raccomandazioni tecniche sviluppate nelle relazioni dell’AIPCR relative all’inclusione dei fattori umani nella considerazione della sicurezza, bensì di riassumere le principali raccomandazioni metodologiche che devono essere attuate quando si intende prestare particolare attenzione a questi aspetti.

In quest’ottica meritano di essere sottolineati tre punti principali:

1. la necessità di intervenire il più a monte possibile nell’ambito degli studi;
2. l’importanza cruciale di considerare l’opera svolta nel campo dell’integrazione dei fattori umani e organizzativi nella sicurezza;
3. i vantaggi delle prove per convalidare le soluzioni innovative da attuare.

Il primo punto riguarda in particolare la progettazione delle nuove gallerie per le quali è fondamentale intervenire il più a monte possibile durante gli studi. Questo serve a consentire una migliore considerazione dei principali fattori che governano il comportamento degli utenti nelle gallerie stradali. Tra i fattori principali si possono menzionare in particolare:

• dati relativi al contesto locale, ad esempio il tipo di traffico e quindi gli utenti interessati (locali, professionisti, abbonati ecc.);
• elementi contestuali relativi alle infrastrutture esistenti a monte e a valle della galleria pianificata (logica di continuità del percorso);
• altre gallerie sul percorso o nelle vicinanze della galleria;
• gallerie transfrontaliere per le quali si deve prestare particolare attenzione alle strategie e ai mezzi attuati per comunicare con gli utenti.

Il secondo punto riguarda la considerazione dell’opera svolta nel campo dell’integrazione dei fattori umani e organizzativi con riferimento alla sicurezza, in particolare allo scopo di sfruttare al meglio le conoscenze fino ad oggi accumulate nel campo della sicurezza stradale in generale e dell’evacuazione nelle situazioni di crisi in particolare. Ciò può avvenire in due modi: tramite il riferimento agli insegnamenti generali tratti dall’opera svolta in questo campo (ad esempio le raccomandazioni dell’AIPCR) oppure tramite il coinvolgimento nel progetto di specialisti delle scienze umane (psicologi, esperti). L’opportunità di coinvolgere specialisti delle scienze umane merita di essere considerata sia per la progettazione di nuove gallerie che per il rifacimento di quelle esistenti. Ovviamente vale soltanto per i progetti più importanti caratterizzati da problematiche particolari (gallerie transfrontaliere e/o particolarmente lunghe, gallerie di dimensioni limitate ecc.)

In questo campo e come già accade per le infrastrutture a cielo aperto, è necessario mantenere un atteggiamento molto prudente prima di attuare una soluzione tecnica che sembrerebbe a prima vista soddisfacente. Gli insegnamenti tratti dagli eventi reali o da numerose esercitazioni tenute nelle gallerie mostrano infatti che le scelte tecniche effettuate dagli ingegneri specializzati nei campi degli impianti e della sicurezza nelle gallerie non sempre sono le più adatte dal punto di vista del comportamento degli utenti.

Indipendentemente dal possibile coinvolgimento degli specialisti in scienze umane, è ovviamente necessario provvedere affinché sia assicurata un’ampia consultazione di tutti gli attori interessati in qualsiasi momento. In particolare, i servizi di intervento devono essere sentiti nell’ambito della progettazione del sistema di sicurezza (prestando particolare attenzione alle caratteristiche definite per l’auto-soccorso ai fini dell’evacuazione degli utenti).

La terza raccomandazione riguarda le prove e i test necessari per convalidare le scelte innovative che dovessero rivelarsi auspicabili. È già stato imparato molto riguardo alla considerazione del comportamento umano nelle gallerie. I progettisti sono invitati a prestare attenzione a questi fattori quando definiscono tutte le misure di sicurezza da adottare nelle gallerie. Laddove si rivelasse necessario sviluppare mezzi innovativi, le fasi delle prove preliminari non devono essere saltate (ad esempio le prove indoor), né devono esserlo i test sul posto. Questi test possono rivelarsi molto utili, specie con il supporto degli esperti nel campo delle scienze umane. Il loro obiettivo sarà quello di convalidare le misure innovative proposte prima dell’impiego nelle gallerie.

In conclusione, e in via generale, non possiamo fare a meno di richiamare l’esigenza di mostrare più pragmatismo e umiltà in questo campo. Un principio base è quello di preferire soluzioni semplici e intuitive ogniqualvolta possibile, in linea con la prassi abituale in condizioni non ristrette. Questi tipi di approccio garantiscono che le misure attuate siano ben comprese e adottate dagli utenti.

4.1 Compiti operativi

In generale, benché le gallerie siano considerate parti della rete stradale in grado di garantire un livello di sicurezza idoneo se non superiore, le potenziali conseguenze di eventi specifici (guasti, incidenti o incendi) possono essere molto più serie nelle gallerie che non all’aperto. Inoltre, essendo le gallerie molto spesso punti di passaggio obbligato nonché colli di bottiglia della rete, ogni chiusura totale o parziale può portare a gravi fastidi per il traffico oppure obbligare gli utenti a viaggiare per lunghi tratti su strade alternative.

Per questi motivi, gli operatori e le autorità stradali hanno l’obbligo di assicurare la continuità operativa e la sicurezza delle gallerie stradali. Essi devono quindi garantire agli utenti che attraversano la galleria un livello di qualità del servizio e di sicurezza che soddisfi i severi requisiti normativi in vigore.

Secondo i regolamenti nazionali, gli operatori delle gallerie e la polizia stradale devono gestire il traffico nelle gallerie (e sul percorso sul quale si trova la galleria). Nello specifico, devono provvedere alla sicurezza all’interno delle gallerie per gli utenti e per le persone che vi lavorano (personale operativo, subappaltatori ecc.). In diversi paesi la polizia stradale ha la responsabilità generale della gestione del traffico e del pattugliamento dello stesso, mentre l’operatore ha la responsabilità dei compiti operativi quali la manutenzione, l’operatività dei sistemi, la sorveglianza del traffico e l’assistenza dello stesso.

In via generale, i compiti tipici degli operatori sono:

• Sorveglianza del traffico e operatività dei sistemi della galleria      
  Le principali gallerie (in termini di lunghezza, densità del traffico e complessità della galleria) sono solitamente gestite da un Centro di controllo del traffico. Molto spesso, il Centro di controllo è dotato di sistemi di telesorveglianza (ad es. telecamere a circuito chiuso, rilevamento automatico degli eventi) e può controllare a distanza determinati sistemi (ventilazione, segnaletica, chiusura della galleria ecc.).
• Pattugliamento tecnico
  In determinati casi, l’operatore può anche avvalersi di servizi di pattuglia che possono provvedere a una sorveglianza diretta degli utenti attraverso il pattugliamento delle gallerie. Queste pattuglie possono intervenire molto rapidamente in caso di necessità.
• Gestione delle opere di ingegneria civile        
  Si tratta di una sorveglianza permanente delle opere di ingegneria civile della galleria per mezzo di regolari indagini e ispezioni. La gestione delle opere di ingegneria civile comporta inoltre la regolare manutenzione di sistemi quali sistemi di drenaggio, canali di scolo e strutture secondarie (locali all’interno della galleria, locali tecnici ecc.).
• Gestione dei sistemi     
  Nelle principali gallerie, l’operatore utilizza diversi tipi di sistemi che nella fase operativa sono sottoposti al suo controllo. A tal fine, le gallerie sono anche dotate di apparati che consentono all’operatore di monitorare lo stato dei sistemi. L’operatore deve inoltre provvedere alla manutenzione dei sistemi installati nella galleria. Anche in questo caso, è possibile avere accesso a strumenti computerizzati che forniscono assistenza nello svolgimento di questo compito.
• Gestione delle situazioni d’emergenza           
  Qualunque sia la natura dell’incidente, che si tratti di un problema legato al traffico (incidente, incidenti collegati tra loro, incendio ecc.) o ai sistemi (mancanza di alimentazione elettrica, malfunzionamento della rete di trasmissione dei dati ecc.), intervenire o informare/attivare il servizio/l’autorità competente è il compito standard dell’operatore responsabile della sorveglianza.
• Gestione tecnica e amministrativa     
  Oltre ai compiti direttamente associati all’operatività della galleria, l’operatore fornisce anche i servizi tecnici e amministrativi che supportano la gestione dell’infrastruttura e, naturalmente, del personale. L’operatore si occupa della progettazione di qualsiasi riqualificazione dei sistemi, della direzione dei lavori, dei budget d’investimento e operativi per il corretto funzionamento della galleria. Infine, l’operatore sviluppa anche le statistiche e monitora il raggiungimento dei propri obiettivi preparando relazioni periodiche sull’operatività della galleria/del percorso (indicatori finanziari, indicatori di traffico ecc.).

La Relazione tecnica 05.13.B "Good Practice for the Operation and Maintenance of Road Tunnels" tratta questo argomento nelle parti 2 e 4.

4.2 Attori nell’operatività delle gallerie e loro cooperazione

La gestione del processo dei trasporti stradali è un compito molto complesso. Ancora più complesso se si considera il trasporto stradale in una galleria. Parte della complessità è dovuta anche al fatto che le capacità e le competenze richieste per la gestione delle gallerie sono divise tra diversi servizi. A tal fine, la cooperazione tra le diverse parti interessate è chiaramente un requisito essenziale per una collaborazione equa ed efficace che assicuri una valida gestione del traffico e degli eventi. Il coordinamento si svolge normalmente sotto l’egida delle autorità locali o centrali che coordinano il processo e registrano infine i risultati dei programmi così come approvati dalle commissioni inter-organizzative.

Le principali parti interessate che devono cooperare in quest’ambito sono:

• l’operatore della galleria;
• gli operatori di parti diverse della rete stradale che devono essere avvisati in caso di chiusura della galleria o di restrizioni del traffico, nel quadro di una gestione comune del traffico sul percorso / sulla rete;
• le autorità amministrative nazionali e locali cui devono essere sottoposte le relazioni previste dai regolamenti;
• il proprietario della galleria (se non coincide con l’operatore della galleria), che deve essere tenuto informato;
• i servizi pubblici (servizi antincendio e di salvataggio, polizia stradale, servizi medici…) con i quali si devono predisporre piani d’intervento coordinati di modo che possano intervenire in maniera efficace e coordinata in risposta a qualsiasi tipo di evento;
• altri subappaltatori (servizi di pulizia, manutenzione, assistenza stradale per gli utenti ecc.)

La Relazione tecnica 2007R04 "Guide for organizing, recruiting and training road tunnel operating staff" definisce i compiti organizzativi in modo più preciso.

4.3 Organizzazione delle operazioni  

I compiti operativi (operatività, manutenzione ecc.) possono essere considerati simili per un’ampia gamma di gallerie, anche se l’organizzazione interna degli organismi responsabili può essere molto diversa in funzione del paese e del fatto che i diversi compiti siano svolti dall’operatore o forniti da altri organismi. In alcuni casi, una singola organizzazione può provvedere a tutto il personale richiesto. In altri casi, i compiti operativi possono essere spartiti tra diverse organizzazioni pubbliche e private. Ad esempio, il proprietario della galleria o l’amministrazione stradale possono incaricare diverse organizzazioni pubbliche o private di assumere l’intera responsabilità della costruzione e dell’operatività della galleria e/o specifici compiti organizzativi (ad es. i compiti di manutenzione possono essere affidati ad appaltatori).

Le misure pianificate per la gestione degli eventi possono essere varie, a seconda dei regolamenti nazionali e anche dei requisiti locali specifici per ogni galleria. Di conseguenza, l’organizzazione dell’operatore e della polizia stradale possono essere differenti, in base al contesto locale.

Sebbene il contesto vari considerevolmente da un paese all’altro, in linea generale la struttura operativa è organizzata in quattro gruppi principali:

• il personale operativo, responsabile della gestione operativa e dell’assistenza al traffico;
• il personale tecnico, responsabile della costruzione e gestione della galleria (ingegneria civile e sistemi);
• il personale amministrativo;
• i servizi di soccorso d’emergenza (che in alcuni casi fanno parte anche del personale operativo).

La relazione tecnica 2007R04 definisce più dettagliatamente l’organizzazione operativa nel suo capitolo 4 "Operating staff: tasks and facilities"

4.4 Istruzioni operative, condizioni operative minime, piani d’emergenza

Ogni operatore delle gallerie redige e aggiorna procedure scritte (talvolta chiamate "istruzioni operative") che definiscono gli obiettivi e i criteri delle possibili azioni da intraprendere in base ai diversi fornitori di servizi interni, che possono influire sulla galleria o sulla strada. Le procedure devono prendere in considerazione tutti i tipi di eventi operativi, compresi gli eventi ordinari, gli incidenti gravi e le emergenze. Le "istruzioni operative" contengono le azioni di base che devono essere intraprese, insieme alle procedure associate e alle limitazioni esistenti.

Il personale dell’operatore necessita inoltre di un piano d’emergenza sia per l’intervento dopo un incidente stradale sia in caso di guasto tecnico dei sistemi in galleria. Questo piano è generalmente conforme ai requisiti normativi e include le procedure operative e le istruzioni che coinvolgono come minimo gli operatori delle gallerie e il personale d’intervento in caso di evento o di guasto tecnico. Le procedure d’intervento d’emergenza devono essere coordinate con quelle applicate dai servizi d’emergenza e di soccorso. Il contenuto dettagliato di questo piano può essere definito sulla base delle istruzioni o delle direttive nazionali specifiche di ogni paese e deve essere adattato al quadro tecnico e organizzativo della galleria.

La relazione tecnica 2007R04 definisce più dettagliatamente l’organizzazione operativa nel suo capitolo 4 "Operating staff: tasks and facilities"

4.5 Operational costs

L’esperienza mostra che un chilometro in galleria è sempre più costoso di un chilometro sulla stessa strada all’esterno. Nel caso di una struttura sotterranea, possiamo trovare diversi sistemi e componenti che sono utilizzati per assicurare operazioni sicure in condizioni operative standard oppure per consentire la protezione ed evacuazione degli utenti e l’intervento dei servizi di soccorso in caso di evento, incidente o incendio. Queste misure non rappresentano soltanto considerevoli costi di investimento, ma determinano anche costi particolarmente elevati per l’operatività e la manutenzione. Il ruolo dell’operatore è quindi quello di assicurare la continuità e la sicurezza dell’operatività in un contesto di costi controllati.

In ogni caso, neppure uno standard elevato di operatività della galleria può consentire un’ottimizzazione dei costi operativi se la progettazione e la costruzione della galleria presentano un basso livello di qualità. I costi operativi devono pertanto essere un argomento di rilievo durante le diverse fasi del progetto e l’esecuzione dell’opera, considerando che la soluzione va trovata molto prima che diventi un problema nella fase operativa.

L’attività operativa deve essere progettata a un livello adeguato allo scopo di assicurare che non si accorci il ciclo di vita previsto dei sistemi. Il ciclo di vita dei sistemi nelle gallerie è normalmente più breve che in altri ambienti, poiché l’atmosfera nelle gallerie è particolarmente corrosiva.

La relazione tecnica 05.06.B "Road Tunnels: reduction of Operating Costs" è interamente dedicata ai costi operativi e in particolare alla loro riduzione.

4.6 Reclutamento, formazione ed esercitazione del personale

I compiti affidati al personale operativo sono molto importanti nell’ottica di operazioni sicure ed efficienti. Si assiste inoltre a un contesto in evoluzione in quanto, da un lato, i problemi operativi assumono maggiore importanza rispetto ai problemi puramente tecnici e, dall’altro lato, i sistemi operativi diventano più numerosi e complessi.

Il personale responsabile dell’operatività devono dunque soddisfare i seguenti requisiti:

• Deve essere selezionato con cura attraverso un processo di reclutamento
• Deve essere adeguatamente formato prima che assuma le proprie funzioni
• Deve seguire corsi di aggiornamento per tutta la durata della carriera
• Deve partecipare a esercitazioni, possibilmente organizzate in cooperazione con i servizi esterni.

Durante le fasi di reclutamento occorre definire le qualifiche richieste per i futuri operatori conformemente alla natura dei compiti operativi. Si tenga presente che anche se i compiti sono simili ovunque, le persone responsabili della loro esecuzione non appartengono necessariamente allo stesso tipo di organizzazione in ogni paese. Nondimeno, le competenze e le attitudini richieste devono essere simili.

Nel concepire la formazione del personale (iniziale o permanente), ci si deve concentrare sui due aspetti seguenti:

• Che tipo di formazione bisogna fornire al personale operativo (o quale deve essere la formazione obbligatoria)?
• Quali criteri devono essere applicati dal manager operativo per la convalida della qualità della formazione e dei risultati ottenuti?

In assenza di norme nazionali sul contenuto della formazione, l’operatore deve adattare il suo programma di formazione alle caratteristiche specifiche e ai requisiti della sua galleria.

La relazione tecnica 2007R04 "Guide for organizing, recruiting and training road tunnel operating staff" illustra in modo particolareggiato il reclutamento e la formazione del personale nei capitoli 7 "Recruitment of operation staff" and 8 "Training operating staff" .

L’operatore deve verificare regolarmente l’efficienza del personale e delle procedure che ha predisposto. Deve quindi assicurarsi che il personale abbia familiarità con i diversi sistemi installati nella galleria, così da poter rilevare qualsiasi possibile mancanza nell’esecuzione dei compiti specifici.

Oltre alle esercitazioni interne, l’operatore e i servizi d’emergenza devono organizzare esercitazioni congiunte di soccorso con la partecipazione della polizia stradale, dell’operatore, dei servizi medici e dei servizi di soccorso e antincendio. Occorre analizzare i risultati di ogni esercitazione. Se gli insegnamenti tratti da un’esercitazione evidenziano delle lacune, le strategie d’intervento devono essere riviste.

Una nuova relazione tecnica sulla "Good practice for road tunnel Emergency exercises" sarà presto disponibile nella  PIARC Virtual Library.

4.7 Feedback dalle operazioni e dagli eventi

La raccolta dei dati relativi agli eventi e agli incidenti e la loro analisi sono essenziali sia per la valutazione dei criteri operativi sia per la valutazione dei rischi nella galleria. Tutto questo è importante nell’ottica di un miglioramento continuo della sicurezza delle gallerie. I dati raccolti consentono, in particolare, di valutare la frequenza degli eventi scatenanti. I dati forniscono inoltre un riscontro sulle conseguenze degli eventi, come pure sull’efficacia delle misure e dei sistemi di sicurezza, oltre a offrire informazioni aggiuntive sul reale comportamento degli utenti delle gallerie.

La raccolta e l’analisi dei dati relativi agli eventi e agli incidenti servono a realizzare i due obiettivi seguenti:

• a livello locale (ossia al livello di ogni singola galleria): costituiscono una base importante per la definizione e la valutazione del miglioramento da decidere da parte del proprietario della galleria. Sono anche un aiuto alle decisioni per il miglioramento generale della sicurezza in una data rete stradale;
• a livello nazionale e internazionale: costituiscono una base fondamentale per il quadro di riferimento che consente alle autorità di formulare e adattare le politiche generali in materia di sicurezza delle gallerie. In particolare, permettono di quantificare l’entità (in termini di frequenza e gravità) degli eventi critici che possono provocare un pericolo per la vita degli utenti. Consentono inoltre di misurare l’efficacia delle installazioni di sicurezza e, in determinati casi, di confrontare il livello di sicurezza in una determinata galleria con i dati sulla sicurezza nazionali o internazionali.

Infine, forniscono informazioni (statistiche nazionali in base al tipo di galleria) utili per l’analisi dei rischi relativi alle gallerie in progettazione o alle gallerie in funzione che non hanno ancora una banca dati adeguata.

Gli insegnamenti tratti dall’operatività, in particolare durante gli eventi e gli incidenti, devono essere analizzati. Infatti, se i risultati di queste analisi rivelano delle carenze, esiste la possibilità di intervenire migliorando le strategie e/o le istruzioni operative.

La relazione tecnica 2009R08 "Tools for road tunnel safety management" definisce in modo dettagliato le condizioni per l’analisi dei dati sugli eventi e/o incidenti nel capitolo 3  "Collection and analysis of data on road tunnel incidents".

4.8 Manutenzione dei sistemi  

Per tutto il ciclo di vita della galleria, l’operatore deve eseguire la manutenzione delle opere di ingegneria civile e dei sistemi presenti in galleria. La manutenzione delle strutture di ingegneria civile non è descritta in questo paragrafo.

Le operazioni di manutenzione dei sistemi possono essere classificate in due gruppi:

• Le misure preventive che sono eseguite a intervalli fissi con l’obiettivo di preservare i sistemi in buone condizioni operative. La manutenzione preventiva offre il vantaggio di prevenire per quanto possibile i problemi imprevedibili e, tra le altre cose, è facile da pianificare in anticipo. Può tuttavia comportare costi elevati se gli interventi sono troppo frequenti: tali interventi devono dunque essere adeguatamente ottimizzati.
• Le azioni correttive che sono eseguite in caso di guasto o danno a un sistema o a una parte di un sistema. La manutenzione correttiva offre il vantaggio di poter utilizzare un sistema sfruttando al massimo la sua durata di servizio. Lo svantaggio consiste tuttavia nel fatto che non può essere pianificata e che quindi le riparazioni d’emergenza sono eseguite normalmente con costi aggiuntivi considerevoli.

Si raccomanda di ricorrere alla manutenzione preventiva quando possibile e per i sistemi che non sono ridondanti e che interessano la sicurezza. La manutenzione preventiva consente la pianificazione congiunta di diversi compiti di manutenzione in occasione di ogni chiusura al traffico della galleria. Inoltre, aiuta a conservare i sistemi in buone condizioni di funzionamento. Si può osservare tuttavia che anche quando la manutenzione preventiva viene eseguita a regola d’arte, l’operatore non può evitare interventi correttivi.

Di solito il personale dell’operatore non esegue tutti i compiti di manutenzione; l’operatore incarica normalmente degli appaltatori e sono dunque disponibili diverse opzioni:

• È possibile appaltare soltanto i compiti di manutenzione relativi a uno specifico livello tecnico. L’operatore può quindi appaltare i compiti che non presentano complessità tecniche (pulizia, lavaggio ecc.) oppure può appaltare solo i compiti molto complessi (sistema di supervisione, sistema di ritrasmissione radio ecc.)
• È possibile appaltare tutti i compiti relativi a uno o più gruppi di sistemi (tutti i sistemi di ventilazione, tutte le installazioni di telesorveglianza ecc.).

La relazione tecnica 05.06.B nel suo capitolo 7 "Cost of maintenance", la relazione tecnica 05.13.B nel suo capitolo 4 "Maintenance and operation" e la relazione tecnica 2007R04 nel suo capitolo 6 "Organising operating staff", forniscono informazioni più complete sul tema della manutenzione.

4.9 Operatività durante i lavori di manutenzione e di rifacimento  

I compiti di manutenzione non sono molto diversi da una galleria all’altra in presenza di sistemi simili. Tuttavia, alcune gallerie presentano caratteristiche specifiche (traffico intenso e senza interruzioni, deviazioni stradali molto lunghe ecc.) che rendono molto difficili le chiusure totali o anche parziali della galleria. In questo caso, l’operatore potrebbe dover mantenere un certo livello di operatività durante lo svolgimento degli interventi di manutenzione. Ciò è possibile solo applicando misure speciali che devono tenere conto non solo della sicurezza offerta all’utente, ma anche della sicurezza per il personale addetto alla manutenzione.

La relazione tecnica 2008R15 nel suo capitolo 2  "Operation of existing urban road tunnels" definisce le condizioni per eseguire la manutenzione quando la galleria è operativa.

Difficoltà uguali a quelle sopra menzionate si incontreranno probabilmente durante un rifacimento sistemi in una galleria che non può essere chiusa facilmente. Con riferimento agli interventi di manutenzione, questo tipo di lavori può richiedere diverse settimane o addirittura diversi mesi prima di giungere a completamento. Di conseguenza, devono essere pianificate misure più elaborate (e spesso più costose).

La relazione tecnica 05.13.B discute gli aspetti relativi al rifacimento nel suo capitolo 6 "Renovation of tunnels" .

4.10. Gallerie corte e/o gallerie con traffico molto ridotto

Le raccomandazioni presentate nelle sezioni precedenti da 4.1 a 4.9 non sono sempre rilevanti (o difficili da attuare) per le gallerie corte, o per le gallerie con traffico molto ridotto, o per le gallerie isolate situate in aree con scarsa densità di popolazione.

Per queste particolari gallerie, si raccomanda di eseguire per ogni galleria (o gruppo di gallerie posizionate sulla stessa rete stradale) una specifica analisi dettagliata che tenga in considerazione:

• le condizioni geografiche e climatiche;
• le risorse locali o regionali disponibili nelle vicinanze: autorità, operatore, servizi d’emergenza ecc.;
• il contesto economico;
• l’esposizione al rischio e il livello di rischio.

Questa analisi consentirà quindi di organizzare e attuare il sistema operativo più idoneo, in conformità alle condizioni specifiche di tali gallerie.

5.1. Impatto della galleria sulla qualità dell’aria esterna

Nel campo delle gallerie stradali, la qualità dell’aria è tradizionalmente considerata in relazione al livello di concentrazioni degli scarichi dei veicoli all’interno di una galleria. Ma anche le concentrazioni di inquinanti al di fuori di una galleria possono essere nocive o creare disturbi alle persone. Tali concentrazioni di inquinanti calano rapidamente man mano che ci si allontana da un imbocco o da un condotto di scarico verso l’ambiente circostante, sulla base di meccanismi complessi come la velocità e la direzione del vento o la topografia circostante. Ne consegue che la qualità dell’aria in prossimità degli imbocchi delle gallerie o di altri punti di scarico riveste interesse quando aumenta l’intensità del traffico e quando le gallerie sono costruite in un ambiente urbano.

Sopra una galleria, la qualità dell’aria è generalmente migliore che non se nello stesso luogo vi fosse una sezione stradale a cielo aperto. L’aria inquinata viene però rilasciata in corrispondenza degli imbocchi e dei condotti, dove un flusso d’aria longitudinale o trasversale viene scaricato dall’effetto pistone del traffico e/o dai sistemi di ventilazione. In base alle concentrazioni di base e ad altre fonti localizzate in prossimità di un imbocco o di un condotto di una galleria, i livelli di concentrazione degli inquinanti possono superare i livelli massimi stabiliti dalle autorità. In tal caso occorre adottare delle misure per migliorare la qualità dell’aria in prossimità della galleria. Le misure possono includere opere civili o meccaniche, la pianificazione dell’utilizzo del territorio attorno alla galleria ecc. Il più delle volte è possibile ridurre le concentrazioni di inquinanti grazie a misure operative quali modifiche nel regime di ventilazione.

L’AIPCR ha pubblicato la  relazione tecnica 2008 R04 "Road Tunnels: A Guide to Optimizing the Air Quality Impact upon the Environment",che si concentra sulla qualità dell’aria esterna legata alle gallerie e serve come guida per migliorare l’ambiente urbano modificando le emissioni dei veicoli e cambiandone la distribuzione spaziale nello spazio circostante una galleria. La guida considera un’ampia gamma di possibilità di progettazione e funzionamento per attenuare l’impatto delle gallerie sull’aria esterna: selezione della posizione ottimale di una galleria, pendenze, tipo di ventilazione, gestione dello scarico dell’aria, gestione del traffico, manutenzione della galleria e infine (se utili) le tecniche di rimozione dei contaminanti.

5.2. Rumore e vibrazioni

Il rumore è generalmente considerato come uno dei maggiori fastidi percepiti dagli esseri umani, che può influire in misura considerevole sulle aree urbane. Deve quindi essere tenuto in considerazione nella progettazione delle gallerie, in particolare delle gallerie urbane che presentano un’elevata concentrazione di ricettori acustici nelle immediate vicinanze degli imbocchi e dei condotti.

Il rumore generato dal traffico non è specifico delle gallerie. Si ritiene generalmente che le infrastrutture sotterranee abbiano un’influenza positiva sull’ambiente acustico; tuttavia alcune configurazioni possono presentare problematiche specifiche in prossimità degli imbocchi. Nei paesi più sviluppati si conducono studi sull’impatto del rumore per ogni nuovo progetto infrastrutturale (o modifica significativa); in questa fase si deve tenere conto naturalmente dell’esistenza di gallerie.

La principale fonte di rumore per l’ambiente circostante le gallerie è il traffico. Parte del rumore dei veicoli che circolano all’interno delle gallerie è riflesso dal rivestimento e raggiunge l’imbocco che diventa esso stesso una fonte di rumore. In determinate condizioni il livello di rumore vicino all’imbocco di una galleria può essere maggiore del livello di rumore di una sezione correlata a cielo aperto. Tuttavia, questo tipo di effetto è significativo soltanto per i recettori acustici che si trovano nelle immediate vicinanze dell’imbocco della galleria: allontanandosi dall’imbocco, i livelli di rumore diminuiscono rapidamente in quanto il rumore proveniente dalla galleria è attenuato dall’effetto prevalente del rumore generato dai veicoli nelle sezioni a cielo aperto.

Vi sono anche fonti di rumore che sono associate all’infrastruttura della galleria, tra cui la principale è il sistema di ventilazione. Nel caso di ventilazione trasversale o di ventilazione longitudinale con condotti di estrazione, i ventilatori e gli ingressi e le uscite per il flusso dell’aria possono generare un forte rumore e in alcuni casi devono funzionare anche di notte quando gli standard ambientali sono fissati su obiettivi inferiori. Una soluzione potrebbe essere quella di ridurre l’impiego del sistema di ventilazione ottimizzandone il controllo, ma questo può avvenire solo in misura limitata.

La soluzione più efficace è quella di tenere in considerazione questi problemi nella fase di progettazione. Poiché gli effetti più evidenti del rumore sono geograficamente limitati, gli ingressi e le uscite dell’aria possono essere posizionati il più lontano possibile dagli edifici circostanti, cosa che può tuttavia comportare un considerevole incremento dei costi. La velocità dell’aria deve essere mantenuta a valori relativamente bassi in corrispondenza degli ingressi/uscite dell’aria allo scopo di ridurre la generazione di rumore attraverso aperture sufficientemente larghe. Inoltre, molto spesso sono necessari dei silenziatori per impedire che il rumore generato dai ventilatori fuoriesca dall’impianto di ventilazione.

Nel caso di ventilazione longitudinale, l’impatto del rumore dei ventilatori sull’ambiente è di solito moderato perché, da un lato, i ventilatori a impulso non devono essere posizionati troppo vicino agli imbocchi per avere la massima efficienza (di conseguenza il rumore dei ventilatori è "diluito" dal rumore del traffico) e, dall’altro lato, i silenziatori sono di solito fissati ai ventilatori per mantenere un livello accettabile di rumore all’interno della galleria. Tuttavia, nel caso di configurazioni particolarmente sensibili potrebbe rendersi necessario selezionare progetti o misure operative specifiche.

Le vibrazioni generate dal traffico sono raramente un problema significativo nella fase operativa di una galleria stradale (diversamente dalle gallerie ferroviarie, perché i treni generano molte più vibrazioni rispetto ai veicoli stradali). Qualora si verifichi tale problema, in genere c’è ben poco da fare se non vietare l’accesso ai veicoli più pesanti. Un’altra fonte di vibrazioni sono i ventilatori. Questi devono essere attentamente bilanciati per evitare vibrazioni eccessive. Le vibrazioni dei ventilatori non sono generalmente percepite nell’ambiente, ma influiscono soprattutto sul macchinario stesso con il rischio di comprometterne la durata. Le vibrazioni possono anche diventare un problema per la sicurezza perché i ventilatori a impulso, ad esempio, possono perdere pezzi o addirittura staccarsi dal soffitto della galleria a causa di vibrazioni eccessive. Il monitoraggio delle vibrazioni è cruciale per l’affidabilità e la sicurezza dei ventilatori a impulso.

Le vibrazioni sono molto più problematiche durante la fase di costruzione, in particolare quando si usano esplosivi. La costruzione delle gallerie e le relative misure ambientali non rientrano nell’ambito del comitato AIPCR per gli interventi nelle gallerie stradali; specifiche raccomandazioni sono pubblicate dall’ITA.

5.3. Impatto sull’acqua

L’impatto dell’infrastruttura stradale sulla qualità dell’acqua può essere molto importante sia durante il funzionamento normale (perdita di idrocarburi, usura degli pneumatici ecc.) sia in situazioni di incidenti (fuoriuscita di grandi quantità di inquinanti).

L’esistenza di una galleria non cambia molto il problema. Come per ogni strada, è necessario trattare le acque (decantazione, rimozione degli inquinanti) prima di rilasciarle nell’ambiente. Occorre tuttavia tenere in considerazione alcuni elementi specifici delle gallerie quando si progettano i sistemi di gestione delle acque. Per prima cosa le gallerie devono essere pulite regolarmente, ogni mese nel caso di gallerie urbane molto trafficate. Questo genera grosse quantità di acqua inquinata contenente prodotti per la pulizia. In secondo luogo, le gallerie nelle quali è consentito il trasporto di sostanze pericolose sono generalmente dotate di canali di scolo specifici per limitare il diffondersi di liquidi infiammabili sulla pavimentazione. Se si verifica una perdita accidentale, la portata del liquido inquinante in questi canali di scolo può essere superiore a quella che si troverebbe su una superficie stradale regolare e il sistema di gestione delle acque deve essere in grado di fronteggiare simili portate.

Durante la fase di costruzione in ambienti sensibili si possono incontrare problemi molto complessi relativi all’acqua, ad esempio per quanto concerne la torbidezza dell’effluente dal sito di costruzione. Si devono quindi adottare misure adeguate. In alcuni casi tali misure rappresentano importanti limitazioni e costi per le opere di costruzione. La costruzione delle gallerie e le relative problematiche non rientrano nell’ambito del comitato AIPCR per gli interventi nelle gallerie stradali. Il lettore è quindi invitato a consultare le raccomandazioni dell’ITA per maggiori dettagli.

L’impatto sull’acqua è un altro aspetto che deve essere analizzato durante il ciclo di vita di un’infrastruttura come una galleria.

La maggior parte degli impatti delle gallerie sull’acqua (e dell’acqua sulle gallerie) si verifica durante la costruzione, ma alcuni impatti permangono nel tempo e possono diventare un impedimento all’operatività della galleria e alla sua manutenzione. Si deve prestare la debita attenzione a questi processi durante le fasi di pianificazione e progettazione delle gallerie, così da evitare conseguenze negative e costose. Prima e durante la costruzione deve essere effettuata un’indagine dettagliata dell’idrologia superficiale e del sottosuolo. Bisogna scegliere il percorso (e gli elementi stradali) meno dannosi in modo da avere un’interruzione e alterazione minima dei modelli e dei processi idrologici.

In teoria le gallerie possono essere impermeabili (non consentono l’ingresso dell’acqua e sviluppano l’intera pressione d’acqua sul rivestimento) e permeabili o semipermeabili (consentono l’ingresso di una minima quantità d’acqua ed evitano lo sviluppo dell’intera pressione d’acqua sul rivestimento). In pratica, la maggior parte delle gallerie sono permeabili durante la fase costruttiva e semipermeabili durante la fase operativa. La Fig. 5.3.1 mostra l’ingresso dell’acqua in una galleria costruita a conci e progettata per essere impermeabile.

Nelle gallerie non rivestite (o con rivestimento permeabile) l’ingresso dell’acqua può costituire un fattore importante. La Fig. 5.3.2 mostra l’acqua che scorre attraverso uno strato di basalto permeabile in Canada.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Il drenaggio dei livelli di acqua freatica risultante dalla modalità di costruzione dell’infrastruttura è un argomento che sta acquisendo sempre più importanza. L’effetto di solito non si esaurisce con l’operatività della galleria e i livelli originari di acqua freatica continuano invariabilmente a calare, con un impatto irreversibile sui pozzi di rifornimento dell’acqua.

L’acqua che entra in una galleria può dissolvere l’idrossido di calcio nel rivestimento di cemento, rendendolo più alcalino e rilasciando depositi solidi nei sistemi di drenaggio. Questo effetto è più frequente nelle vecchie gallerie con sistemi di drenaggio obsoleti. La Fig. 5.3.3 mostra l’acqua di scarico che scorre e gli idrossidi di calcio che precipitano in una galleria rivestita in cemento. La Fig. 5.3.4 mostra un effetto simile in un giunto di costruzione.

5.4. Operatività sostenibile delle gallerie

L’attuale tendenza internazionale è quella di richiedere agli operatori e alle autorità stradali di promuovere un utilizzo efficiente dell’energia e di adottare metodi sostenibili per la costruzione e l’operatività delle strade pubbliche.

Nel corso della sua storia l’AIPCR ha pubblicato diverse relazioni che mirano a migliorare l’efficienza dell’operatività delle gallerie, ridurre i costi operativi e attenuare gli impatti ambientali.

L’"operatività sostenibile delle gallerie" nel suo complesso sarà un argomento chiave da trattare nel prossimo ciclo (2012-2015) dell’AIPCR.