Come è fatta una galleria: quali sono i sistemi interni e come funzionano

Le gallerie sono sistemi infrastrutturali complessi che permettono di superare ostacoli orografici, in un tragitto stradale o ferroviario, in territori a sviluppo prevalentemente montuoso. Sono opere di ingegneria capaci letteralmente di sorreggere le montagne sopra di esse e evitare che queste stesse franino al loro interno, permettendo quindi la continuità del passaggio lungo il percorso, limitando i tempi di percorrenza da una data origine per una data destinazione.

Sebbene la loro realizzazione dal punto di vista tecnico riguardi sostanzialmente aspetti strutturali e geotecnici, associati alla stabilità del fronte di scavo e all'interazione che lo scavo ha con gli edifici circostanti presenti, la progettazione di una galleria tocca in realtà aspetti multidisciplinari legati alla progettazione antincendio, la gestione dei fumi di scarico e delle le vie di fuga, la segnaletica, interna e tutto il necessario per gestire eventuali emergenze e/o veicoli in panne. Questo articolo delinea un focus specifico su queste caratteristiche, descrivendo i requisiti principali di queste opere infrastrutturali.

Cosa c'è dentro una galleria

Una galleria è a tutti gli effetti una perforazione a sviluppo prevalentemente orizzontale del suolo, necessaria per il collegamento di due punti rispetto ai quali si interpone una discontinuità orografica. L'asportazione del terreno necessaria per creare la zona di passaggio per autoveicoli o treni ha bisogno dell'inserimento di una struttura di sostegno che permetta di reggere il terreno laterale e sovrastante il foro. Per fare questo, si utilizzano elementi solitamente in calcestruzzo, anche prefabbricato, con forma curva e tali da ricreare un arco interno al foro: questa configurazione geometrica garantisce un buon sfruttamento dei materiali e la definizione di un regime di forze interne favorevole alla stabilità complessiva dell'opera.

Oltre alle opere strutturali di contorno e alle necessarie impermeabilizzazioni per garantire che non ci siano infiltrazioni di acqua all'interno del manufatto, la galleria è dotata di una serie di sistemi impiantistici a servizio principalmente di:

• Illuminazione interna;
• Ventilazione per l'allontanamento dei fumi di scarico;
• Smaltimento delle acque di piattaforma accumulate.

Oltre a questo, all'interno della galleria troviamo la dislocazione di vari punti di uscita di sicurezza, delle vie di fuga, utilizzabili in casi emergenziali ed obbligatorie quando la lunghezza dell'opera è elevata. Vediamo di seguito caso per caso come funzionano queste parti impiantistiche.

Le uscite di emergenza e vie di fuga nelle gallerie

In gallerie ad importante sviluppo longitudinale, devono essere previste esplicitamente delle zone di uscita dalla stessa in caso di emergenza. Possono essere uscite dirette verso l'esterno della galleria o corridoi comunicanti con una galleria parallela (per esempio nel caso autostradale) o con cunicoli di emergenza. Gli stessi portali di ingresso e di uscita della galleria sono classificabili come uscite di emergenza. Nelle gallerie di lunghezza inferiore a 500 m non sono previste uscite di emergenza, salvo alcuni casi particolari (quali ad esempio gli attraversamenti in ambito urbano). Sopra ai 500 m, invece, ogni 300 m sarà necessaria una uscita di emergenza che converge verso una via di fuga. In alcuni casi, le uscite di emergenza convergono dentro una vera e propria galleria di emergenza, una struttura pedonale o eventualmente carrabile separata dalla galleria di esercizio.

La via di fuga può essere, in alcuni casi, un luogo sicuro temporaneo, ovvero un luogo di stazionamento che è separato fisicamente dalla galleria da una opportuna compartimentazione antincendio e con un impianto di ventilazione dedicato che immette aria direttamente dall'esterno della galleria.

In generale, in realtà tutte queste uscite devono garantire una opportuna compartimentazione, quindi devono impedire la propagazione dei fumi e di eventuali incendi dai punti della galleria "incidentati". Pertanto, i dispositivi di chiusura devono avere una predeterminata caratteristica tecnologica e progettuale antincendio. Questa caratteristica si esprime con la sigla REI e con un numero ad essa abbinata. La sigla è rappresentativa di un acronimo: stabilità (R), tenuta (E) e isolamento termico (I) in caso di incendio. Il numero rappresenta invece la quantificazione dei minuti per cui questo elemento è certificato a garantire questi tre requisiti. Nel caso di gallerie si parla di una compartimentazione almeno pari a REI 120.

Il sistema di illuminazione interno delle gallerie

L'illuminazione della galleria si distingue in tre tipologie:

• Illuminazione ordinaria, cioè quella permanente, che è attiva sia nelle ore diurne che notturne e permette la percorrenza della galleria in sicurezza, in quanto ne delinea gli spazi e ne identifica la carreggiata e le corsie;
• Illuminazione di emergenza, cioè quella che si attiva quando viene meno l'erogazione di energia elettrica. La stessa è progettata in maniera tale che resti in funzione per un tempo minimo di almeno 30 minuti;
• Illuminazione di sicurezza, cioè quella parte che consente l'indicazione delle vie di fuga e della posizione di eventuali estintori e zone SOS, sempre presenti all'interno del tratto di galleria.

Il sistema di ventilazione

Il sistema di ventilazione rappresenta un tassello fondamentale del progetto impiantistico di una galleria. La sua realizzazione deve tener conto di diversi parametri, tra cui in primis la lunghezza della galleria e l'area della sezione di percorrenza, l'andamento altimetrico della galleria e la stima del volume di traffico che percorre l'infrastruttura durante le ore notturne e diurne, per i vari periodi dell'anno. Il sistema deve essere progettato per garantire:

• Ventilazione sanitaria: cioè l'allontanamento dei fumi di scarico dei mezzi che percorrono il tratto durante le condizioni di esercizio della galleria. In sostanza, la ventilazione sanitaria garantisce che la concentrazione di inquinanti all'interno della galleria si mantenga a livelli tali da non compromettere la visibilità e la salute degli utenti.
• Ventilazione di emergenza: cioè la gestione e il controllo dei fumi in caso di incidenti rilevanti che si possono sviluppare in qualsiasi punto del tratto di tunnel. Deve inoltre garantire l'esodo in sicurezza degli utenti e prevenire la formazione di eventuali miscele esplosive generabili durante uno sversamento involontario.

Sebbene la ventilazione sia naturalmente effettuata dal ricircolo di aria generato dalla zona di ingresso e di uscita per il tramite delle naturali correnti che si sviluppano, in molti casi può essere necessario fare ausilio di una ventilazione meccanica, cioè dotare la galleria di veri e propri elementi di ventilazione che permettono la movimentazione dell'aria nelle aree interne del condotto. La ventilazione meccanica in galleria è obbligatoria se questa supera una lunghezza di 1000 m. Nei casi di lunghezza inferiore, la necessità di installazione del sistema di ventilazione viene fuori da una analisi preliminare delle condizioni strutturali e di traffico della galleria. Questo può accadere, ad esempio, quando si ha a che fare con aree di percorrenza (l'area del foro per capirci) ridotte e grossi volumi di traffico.

Il sistema di drenaggio

Sebbene possa in prima battuta sembrare superfluo, il sistema di drenaggio è anche in galleria una parte impiantistica fondamentale per il corretto funzionamento dell'opera e l'incremento delle condizioni di sicurezza nel caso di eventi estremi. Infatti, il sistema di drenaggio in questi casi deve essere ancor più efficiente che nelle parti di tracciato aperte: il sistema di drenaggio funge anche da impianto di sicurezza all'interno di un tunnel, in quanto è esplicitamente dimensionato per garantire anche l'allontanamento di fluidi infiammabili, accidentalmente sversati sulla piattaforma stradale ad esempio a seguito di un incidente! Le condotte afferenti al sistema di drenaggio corrono parallelamente all'asse stradale e sono posizionate nelle zone laterali alla carreggiata, opportunamente protette ma ispezionabili con periodicità, per evitare eventuali problematiche relative ad involontarie otturazioni.

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