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Impianti elettrici nelle gallerie stradali

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Impianti elettrici nelle gallerie stradali
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Michele Mazzaro, Presidente CEI SC 64C

 

Premessa

La Norma CEI 64-20, la cui prima edizione risale al 2015, costituisce uno dei prodotti normativi più importanti messi a punto dal SottoComitato 64C che, come è noto, ha lo scopo di elaborare norme e guide tecniche finalizzate alla protezione delle persone e degli impianti elettrici contro i pericoli di incendio.

Difatti, con la predisposizione di tale norma, per la prima volta, sono stati individuati i criteri di progettazione che devono essere messi in atto nella realizzazione degli impianti tecnologici delle gallerie stradali, anche nel rispetto delle prescrizioni del D.Lgs. 264/06. In particolare, la Norma CEI 64-20 individua le misure integrative e/o alternative rispetto alle norme generali degli impianti affinché gli impianti elettrici e di comunicazione elettronica:

  • non costituiscano causa di innesco e propagazione di un incendio
  • non costituiscano, in caso di incendio, pericolo per gli utenti a causa dei prodotti della combustione
  • garantiscano la continuità di esercizio dei servizi di sicurezza destinati a funzionare in caso di incidente stradale, con o senza sviluppo di incendio, per il periodo previsto nel piano di emergenza e comunque sino ad avvenuto salvataggio delle persone presenti all’interno della galleria
  • non costituiscano pericolo durante le operazioni di estinzione dell’incendio
  • garantiscano la sicurezza degli utenti e del personale di esercizio nell’uso ragionevole degli impianti.

È appena il caso di evidenziare che, nella norma, non sono state prese in considerazione specifiche misure contro il rischio di innesco di atmosfere esplosive in considerazione del fatto che tale rischio è generalmente trascurabile rispetto agli inneschi che possono manifestarsi e diventare efficaci in caso di incidente stradale.

 

Campo di applicazione

La Norma CEI 64-20 si applica, nel suo complesso, alle gallerie stradali e autostradali di lunghezza superiore a 500 m e, in forma semplificata, anche alle gallerie di lunghezza inferiore a 500 m.

Salvo casi espressamente specificati, le norme non sono retroattive e sono di applicazione volontaria (Regolamento UE 1025/2012), lasciando quindi ogni operatore libero di effettuare, sotto la propria responsabilità, una valutazione del rischio atta a individuare soluzioni alternative che consentano di soddisfare il principio della “regola dell’arte”.

La Norma CEI 64-20 non fa eccezione alla regola sopra esposta. In particolare:

  • la norma è valida dal 1° aprile 2023 e non è retroattiva, non avendo effetto sugli impianti realizzati precedentemente
  • i Gestori autostradali possono sempre individuare soluzioni alternative a quelle indicate dalla norma per realizzazioni a “regola d’arte” (ai sensi della Legge 1° marzo 1968, n. 186), cioè in grado di garantire livelli di sicurezza richiesti dalle disposizioni legislative cogenti, facoltà ammessa, peraltro, dalla stessa norma (vedi punti 4.1, 5.1, 5.5, 5.7)
  • le soluzioni alternative si possono applicare anche agli impianti esistenti, per i quali il Gestore ha la responsabilità di effettuare una valutazione del rischio commisurata alle evoluzioni tecniche e normative intervenute dall’epoca della realizzazione ai giorni attuali, tenendo conto anche di eventuali vincoli oggettivi che non consentono la totale implementazione delle indicazioni normative, fermo restando la garanzia dei livelli di sicurezza minimi richiesti dalle disposizioni legislative cogenti (es. D.Lgs 264/06 e DM 20/06/2025).

 

Definizioni

Generalmente, un incidente stradale determina sugli impianti tecnologici di una galleria:

  • una sollecitazione meccanica, schematizzata in Figura 1
  • una sollecitazione termica, schematizzata in Figura 2

mettendo a rischio la continuità delle prestazioni di sicurezza assicurate dagli impianti.

Figura 1: schematizzazione delle zone della galleria secondo impatto meccanico

 

Figura 2: schematizzazione delle zone della galleria secondo impatto termico

Per una migliore comprensione della logica di progettazione degli impianti secondo la norma, occorre prestare la massima attenzione alle seguenti definizioni:

  • modulo di galleria, ovvero “tratto di galleria stradale di lunghezza non superiore a 150 m” entro il quale devono potersi confinare, per opportuna progettazione degli impianti di mitigazione, tutti i possibili danneggiamenti degli impianti da esposizione termica da incendio ed entro il quale si ipotizza generalmente contenuto il danneggiamento meccanico degli stessi e dove la sopravvivenza degli impianti può essere conseguita solo attraverso opportune misure di protezione termica e meccanica, il tutto sintetizzato in Figura 3.
Figura 3: schematizzazione del modulo di una galleria
  • settore, consistente in una delle due parti in cui viene suddiviso il modulo, di lunghezza pari a 75 m;
  • distribuzione principale, costituita dall’insieme di “circuiti derivati dal quadro elettrico generale per alimentare i quadri di modulo/settore”;
  • distribuzione dorsale (o dorsale), costituita dall’insieme di “circuiti derivati dal quadro di modulo per alimentare le cassette di distribuzione o tratti di circuito di risalita nello stesso modulo”;
  • distribuzione terminale, ovvero l’insieme dei “circuiti derivati dalle cassette di distribuzione per alimentare i componenti elettrici installati nel modulo”;
  • Zona 0P, ovvero zona non soggetta ad esposizione termica in quanto in grado di assicurare una specifica prestazione “P” di resistenza al fuoco secondo UNI EN 1366-11:2018;
  • Zona 1P, ovvero zona soggetta a bassa esposizione termica compresa tra il piano stradale e una quota, rispetto allo stesso, non inferiore a 180 cm all’interno della quale deve essere garantita, attraverso un’opportuna progettazione degli impianti di ventilazione e mitigazione, la pervietà delle vie di esodo a partire da una determinata distanza dal focolaio di incendio;
  • Zona 2P, costituita da tutti gli ambienti di galleria che non soddisfano le prestazioni delle zone 0P e 1P (v. Figura 4)
Figura 4: esempi di zone 0P, 1P, 2P
  • Zona 0M, costituita dagli ambienti a bassa esposizione meccanica, quali gli alloggiamenti interrati sotto la sede della carreggiata oppure posti dietro profili redirettivi, gli ambienti interni all’interno di altri locali comunicanti con la galleria, le parti di galleria “lontane” dall’incidente”;
  • Zona 1M, costituita dagli ambienti a media esposizione meccanica quali gli spazi interni alle canalizzazioni metalliche poste al di sopra della sagoma limite della galleria;
    •  Zona 2M, costituita da tutti gli ambienti di galleria che non soddisfano le prestazioni previste per le Zone 0M e 1M anche se comunque devono rispettare i criteri di protezione contro tutte le sollecitazioni ambientali prevedibili nelle condizioni di esercizio ordinario (v. Figura 5);
      Figura 5: esempi di zone 0M, 1M, 2M

       

Prescrizioni integrative per la sicurezza

In aggiunta alle prescrizioni delle norme generali impianti, la norma prevede specifiche misure sulla qualità dei prodotti per una migliore resistenza dell’impianto alle sollecitazioni ordinarie di galleria e sulla protezione dei servizi di sicurezza per assicurarne la continuità in caso di incidente.

Le richieste più significative riguardano, pertanto,

    • la cabina di trasformazione e i relativi quadri di distribuzione che, se interni alla galleria, dovranno essere installati in un compartimento antincendio dedicato, facilmente accessibile ai mezzi di soccorso e di manutenzione;
    • gli impianti elettrici e di comunicazione elettronica che dovranno essere realizzati secondo quanto previsto dalla Sezione 751 della Norma CEI 64-8 per gli ambienti a maggior rischio in caso d’incendio per l’elevata densità di affollamento e per l’elevato tempo di sfollamento in caso di incendio
    • il modulo di galleria interessato dall’incidente che dovrà essere individuato all’interno del quadro di comando predisposto all’imbocco della galleria;
    • tutti i circuiti di alimentazione degli impianti a servizio dei moduli di galleria sia di sicurezza sia ordinari che dovranno essere sezionati in corrispondenza degli accessi alla galleria e/o da posizione remota. In particolare, se esiste una posizione remota di gestione degli impianti tecnologici in caso di emergenza, il sezionamento degli impianti elettrici a servizio del modulo incidentato può essere fatto anche da posizione remota. In tal caso è opportuno che sul quadro di comando esterno alla galleria sia disponibile, a beneficio delle squadre di soccorso, l’informazione sull’avvenuto sezionamento. In ogni caso, le operazioni di sezionamento devono poter essere svolte anche dal quadro di comando tenendo presente che “I dispositivi di sezionamento/comando posti agli ingressi della galleria devono essere manovrati da personale autorizzato e posti in ambienti non accessibili all’utenza o entro involucri apribili solo con attrezzi.
    • l’individuazione dei sistemi tecnologici da progettare come “servizi di sicurezza” con le relative specifiche che sono sintetizzate in Tabella 1.

Tabella 1 – Caratteristiche di alimentazione elettrica dei servizi di sicurezza

  • le sorgenti di alimentazione che, ferme restando le specifiche disposizioni di prevenzione incendi applicabili, ove sia richiesta la protezione dal fuoco, dovranno essere installate in compartimenti antincendio almeno REI 120, con sistema di ventilazione/climatizzazione in grado di garantire le temperature di progetto delle apparecchiature installate, oppure in fabbricati indipendenti esterni alle gallerie;
  • le caratteristiche costruttive dei circuiti dei servizi di sicurezza (resistenza al fuoco e protezione meccanica) e delle relative alimentazioni che dovranno essere tali da garantire la continuità di esercizio degli impianti di sicurezza in funzione della prestazione richiesta (sicurezza del traffico stradale e/o sicurezza in caso di incidente stradale) e per l’autonomia di funzionamento prevista;
  • i locali tecnici comunicanti con la galleria che dovranno essere realizzati con elementi aventi prestazione di resistenza al fuoco non inferiore a EI 120 e porte di comunicazione con prestazioni di resistenza al fuoco EI-M 120.

Particolarmente significative risultano le novità introdotte in termini di qualità dei prodotti. Tra queste si segnalano:

  • l’uso di materiali compatibili con la presenza di inquinanti in modo da garantire un tempo di vita utile dell’apparecchiatura non inferiore a 5 anni,
  • le caratteristiche dell’impianto di pressurizzazione dei locali tecnologici e la loro messa in sicurezza in caso di incendio.

 

Prestazioni dei servizi di sicurezza

La Norma CEI 64-20 integra le prescrizioni delle norme tecniche di sistema di riferimento applicabili per gli aspetti non disciplinati e individua le prestazioni per gli altri impianti.

A titolo esemplificativo:

  • l’illuminazione di evacuazione (sistema di illuminazione finalizzato a garantire l’evacuazione della galleria in caso di incidente, n.d.r.) dovrà essere realizzata mediante apparecchi di illuminazione del singolo modulo che devono essere distribuiti su almeno 2 circuiti in modo da garantire l’alimentazione di almeno il 50% degli apparecchi, uniformemente distribuiti, in caso di guasto di un circuito;
  • per l‘impianto di ventilazione, ove richiesto, sono stati fissati i seguenti obbiettivi:
  • controllo degli inquinanti emessi dagli autoveicoli nel caso di flusso di traffico fluido, congestionato o bloccato,
  • controllo degli inquinanti emessi dagli autoveicoli in caso di arresto del traffico per incidenti,
  • controllo del calore e del fumo in caso di incendio;
  • i ventilatori per il controllo del fumo e del calore, in caso d’incendio lungo la galleria, devono garantire la continuità di esercizio e la portata di ventilazione sino al raggiungimento di una temperatura media dei fumi di almeno 400°C e per un tempo di esposizione di 120 minuti (Classificazione F400120 secondo la UNI EN 12101-3);
  • per la rilevazione dell’incendio è stata prevista la possibilità di impiegare, in aggiunta ai sensori conformi alle norme di prodotto della serie EN 54, altri dispositivi per la rilevazione degli incendi quali, ad esempio, opacimetri, sensori di rilevazione degli inquinanti e sistemi di rilevazione fumi mediante digitalizzazione e analisi delle immagini;
  • laddove richiesto dalla legislazione vigente, al centro di controllo devono essere riportati tutti i segnali sullo stato di funzionamento dei sistemi di sicurezza della galleria. Nel caso di gallerie dotate di centro di controllo, la rottura di un vetro, l’apertura di uno sportello o il prelievo di un estintore/manichetta dalle stazioni di emergenza deve attivare un allarme locale temporizzato, ottico e acustico, e rinviare lo stesso al centro di controllo. L’allarme deve essere attivato anche in caso di intervento della protezione del circuito per guasto elettrico;
  • per l’impianto di diffusione sonora sono state definite le prescrizioni dell’intero sistema, vista l’inapplicabilità delle norme tecniche di riferimento per l’elevato rumore di fondo.

 

Scelta ed installazione dei componenti elettrici

Come richiamato in premessa, è ovvio che una delle novità riguarda l’aggiornamento delle prestazioni di reazione al fuoco dei cavi di energia, di segnale e di comunicazione secondo regolamento CPR e delle relative modalità di posa in opera.

All’interno di gallerie con lunghezza superiore ai 500 m, i cavi devono avere classe di reazione al fuoco almeno B2ca-s1a, d1, a1 secondo quanto definito dalla CEI EN 50575, fatti salvi quelli posati secondo specifiche indicazioni riportate dalla norma.

Le condutture che utilizzano le gallerie stradali esclusivamente come via di transito, cioè che non sono in alcun modo asservite o utilizzate per servizi o funzionalità specifiche della galleria, sono soggette alle prescrizioni previste per i cavi a servizio della galleria a meno che siano installate in Zone 0P (zona non soggetta ad esposizione termica), condizione di posa per cui è ammesso l’utilizzo di cavi conformi al regolamento CPR, con la stessa classe di reazione al fuoco dei cavi provenienti dall’esterno della galleria.

Un altro aspetto da segnalare riguarda la logica di protezione dei circuiti dall’esposizione termica da incendio (resistenza al fuoco): in particolare, la distribuzione principale dei servizi di emergenza e di sicurezza, se non realizzata all’interno di alloggiamenti con prestazione di resistenza al fuoco “P” deve essere realizzata con cavi resistenti al fuoco, mentre per la distribuzione dorsale e per quella terminale, eccezion fatta per i ventilatori, non è richiesta la protezione dal fuoco. Il tutto sintetizzato nello schema di Figura 6.

Figura 6: schema tipo per la distribuzione elettrica di sicurezza della galleria

Per le canalizzazioni è stata posta particolare attenzione alle caratteristiche che influiscono sulla durabilità, prevedendo l’impiego di acciaio inossidabile di caratteristica almeno X5CrNi 18-10 (1.4301) secondo UNI EN 10088-1 e, per garantire la stabilità meccanica in caso di incendio, il possibile riferimento alle prove di cui alla Norma EN 1366-11 o della Norma DIN 4102-12.

Per le prese a spina dei ventilatori è stata prevista, ai fini della verifica della continuità della prestazione, l’esecuzione delle prove previste dalla Norma CEI EN 60331-1.

Per gli apparecchi di illuminazione è stato previsto che tutte le parti dell’involucro esterno dell’apparecchio, inclusi gli elementi di fissaggio, montaggio o ancoraggio, siano tali da resistere alle sollecitazioni ambientali prevedibili potendosi fare riferimento, allo scopo, alla prova “Ka” di nebbia salina in accordo alla norma CEI EN 60068-2-11 con un grado di severità di 672h. Inoltre, al fine di agevolare le operazioni di manutenzione, l’apparecchio di illuminazione deve essere dotato di dispositivi che consentano lo sgancio e l’aggancio rapido senza l’utilizzo di attrezzi specifici.

Per le derivazioni installate sulla distribuzione principale è richiesta l’installazione di dispositivi a perforazione di isolante a garanzia della continuità elettrica nel tempo, da installarsi all’interno di cassette di derivazione complete di protezione elettrica e verificate al fuoco secondo la CEI EN 60331-1. Tutti i componenti impiegati per le derivazioni devono verificare le prove di comportamento al fuoco previste dalle norme di prodotto, o in assenza, dalle norme di prova di cui al Capitolo 422 della Norma CEI 64-8.

 

Prescrizioni per la rete di comunicazione

Per la parte di rete di comunicazione che deve assicurare funzioni essenziali per la sicurezza delle persone, quali:

  • la trasmissione dati per il monitoraggio ed il controllo dei sistemi di sicurezza
  • la trasmissione dati multimediali (audio, video, alfanumerici) per assicurare le comunicazioni audio, video e mediante pannelli luminosi a messaggio variabile
  • lo scambio di dati con l’esterno

è stata richiesto il livello di integrità alla sicurezza SIL 2 secondo la serie CEI EN 61511 e la serie CEI EN 61508 o equivalente.

Inoltre, per la distribuzione principale è stata richiesta una configurazione del tipo ad anello in fibra ottica posta in zona 0M o, in caso di impedimenti tecnici, in zona 1M.

Le installazioni da monitorare sono le seguenti:

  • tutte le protezioni elettriche, fornendo, in caso di guasto, gli eventi di scatto delle protezioni intervenute
  • il quadro MT
  • il quadro BT di distribuzione principale
  • il quadro BT di ventilazione
  • il quadro BT di alimentazione di modulo
  • il gruppo di continuità
  • il gruppo elettrogeno.

 

Ringraziamenti

Si ringrazia l’ing. Calogero Turturici, past president del SC 64C per l’autorevole e fattivo contributo fornito per la redazione di questo articolo.