Con i suoi 57 km di lunghezza il nuovo tunnel del Gottardo è la galleria ferroviaria più lunga al mondo (quello sotto la Manica è lungo 53,9 km).
In costruzione da 15 anni, il nuovo tunnel del Gottardo sarà aperto al traffico regolare nel dicembre 2016. All’interno, tutti i prodotti e le soluzioni devono soddisfare i più alti requisiti e devono funzionare perfettamente anche in condizioni ambientali difficili. Lavorando in collaborazione, Swibox e Pfannenberg hanno sviluppato uno speciale concetto di controllo del clima per applicazioni in galleria.
di Ambra Lazzari (*)
Il nuovo tunnel ferroviario del Gottardo, in costruzione da 15 anni, sarà il più lungo del mondo con i suoi 57 km. I treni passeggeri raggiungeranno una velocità massima di 250 km/h, riducendo il tempo di percorrenza per esempio tra Milano e Zurigo a meno di 3 ore. La galleria quasi raddoppierà la capacità di trasporto sull’asse nord-sud della Svizzera, arrivando a 40 milioni di tonnellate di merci.
La gestione di un tunnel rappresenta una grande sfida per gli ingegneri e gli operatori. Tutti i prodotti e le soluzioni devono soddisfare i più alti requisiti e devono funzionare perfettamente anche in condizioni ambientali difficili. Questo vale in particolare per i quadri elettrici e la loro gestione termica, poiché sono soggetti a sbalzi di pressione estremi, esposti a elevate differenze di temperatura, a polvere e umidità.
UNA STRETTA COLLABORAZIONE
Lavorando in stretta collaborazione, Swibox (www.swibox.ch) e Pfannenberg (www.pfannenberg.com/it) hanno sviluppato uno speciale concetto di controllo del clima per applicazioni in galleria. I suoi componenti sono robusti quadri elettrici Swibox con un corpo anti-pressione (che è stato sviluppato appositamente per proteggere il circuito di raffreddamento) e il condizionatore Pfannenberg a montaggio laterale con controller integrato. Il condizionatore garantisce un elevato uptime dei sistemi posti nei 176 cunicoli trasversali del tunnel e assicura che il carico termico dei componenti elettronici integrati all’interno dei quadri elettrici non superi i livelli di soglia e che tali componenti funzionino in modo sicuro e affidabile per tutto il proprio ciclo di vita.
Obiettivo primario del tunnel è spostare su rotaia gran parte del traffico merci che oggi percorre nei due sensi la dorsale tra il Sud della Germania e il Nord dell’Italia.
RESISTERE A QUALSIASI SBALZO DI PRESSIONE
La principale sfida tecnica è stato l’elevatissimo livello di protezione (IP 65) richiesto per gli armadi elettrici congiuntamente ai consistenti sbalzi di pressione dovuti al passaggio dei treni nel tunnel. Nel momento in cui un convoglio entra nel tunnel, questo spinge l’aria di fronte a sé, causando una sovrapressione fino a quando il treno non supera l’intersezione con il corridoio in cui si trovano gli armadi elettrici. E subito dopo, una volta passato il treno, si origina un’analoga depressione.
Tutti i componenti elettrici interni ai quadri e agli armadi sono quindi esposti al carico di questi sbalzi che giungono fino a ±5 kPa. Pfannenberg ha dovuto assicurarsi che non ci fossero danni per i componenti implementando un sistema di protezione sicuro. L’azienda tedesca ha raggiunto l’obiettivo grazie alla particolare meccanica costruttiva degli armadi, sviluppata congiuntamente con il produttore svizzero Swibox. La struttura dei condizionatori e degli armadi elettrici assicura sia un totale isolamento – senza perdite – dall’ambiente circostante (per quanto riguarda le pareti esterne dell’armadio), sia la protezione dei componenti interni in caso di pressione.
Un elemento fondamentale dei condizionatori è il rubusto case all’interno del quale sono alloggiati i componenti del circuito di raffreddamento interno. Pertanto, non sarebbe stato sufficiente utilizzare un case in lamiera rinforzata: la giusta resistenza alla compressione è stata ottenuta attraverso la selezione di un materiale adatto e a un maggiore spessore del materiale, in combinazione con alcune piastre di sostegno appositamente studiate.
Swibox e Pfannenberg hanno sviluppato uno speciale concetto di controllo del clima per applicazioni in galleria. I suoi componenti sono robusti quadri elettrici Swibox con un corpo antipressione e il condizionatore Pfannenberg a montaggio laterale con controller integrato.
GESTIONE TERMICA DEGLI ARMADI ELETTRICI
La gestione termica degli armadi elettrici non si esaurisce con il semplice raffreddamento. Un’altra sfida per un’applicazione interna a un tunnel è rappresentata dall’aria ambiente. Differenze di temperatura che vanno da -20 °C a +40 °C, picchi di umidità fino al 100%, l’abrasione ferrosa di freni, rotaie e linee di contatto aumentano il rischio di corrosione e mostrano quanto questo tipo di applicazione sia diversa dalle altre.
È quindi necessario ridefinire l’intero concetto di gestione termica nella specificità del caso. Unitamente ai condizionatori, prevalentemente impiegati nella profondità del tunnel (dove la temperatura dell’ambiente arriva fino a +40 °C) si è reso necessario l’impiego di riscaldatori Pfannenberg nei settori adiacenti agli ingressi (dove si scende fino a -20 °C). Il loro scopo è quello di garantire che la temperatura interna agli armadi elettrici non scenda al di sotto del punto di rugiada, al quale comincia a formarsi la condensa. Al punto di rugiada, l’umidità relativa è pari al 100% e l’aria è satura di vapore acqueo.
La principale sfida tecnica è stato l’elevatissimo livello di protezione (IP 65) richiesto per gli armadi elettrici congiuntamente ai consistenti sbalzi di pressione dovuti al passaggio dei treni nel tunnel.
CONTROLLER AD HOC
Sono inoltre stati installati dei controller Pfannenberg, appositamente disegnati per questo progetto. Questa scelta è stata cruciale per prevenire guasti e fermi non programmati, pianificare le attività manutentive e garantire il massimo livello di operatività del sistema. I controller non sono stati installati soltanto all’interno dei condizionatori, ma anche dentro gli oltre 500 armadi elettrici non dotati di condizionamento. Il che ha reso possibile un effettivo monitoraggio delle temperature in grado di comunicare con il sistema di controllo generale del tunnel.
Le prime unità realizzate sono state consegnate a Swibox nel 2010. Da allora sono state prodotte tutte le unità successive, installate una a una congiuntamente al proprio armadio elettrico all’interno dei 176 corridoi di collegamento del tunnel. Hanno quindi già avuto modo di dimostrare la propria affidabilità durante i numerosi test intercorsi dal 2010 a oggi e in quelli che verranno effettuati fino all’apertura del tunnel al traffico regolare, alla fine dell’anno.
(*) Ambra Lazzari è responsabile Marketing Pfannenberg Italia s.r.l.
Pfannenberg offre soluzioni ottimali per il condizionamento degli armadi elettrici adatte a ogni esigenza grazie alla perfetta integrazione tra hardware e software.
