Monitoraggio geotecnico di un tunnel

Hortus ha fornito a Tre Esse Engineering un servizio di consulenza, progettazione e fornitura

per la realizzazione di un complesso sistema di monitoraggio geotecnico e strutturale finalizzato al controllo in fase di esercizio della galleria e del pozzo all’interno dei quali si sviluppa un importante struttura di convoglio energetico.

Il tunnel, lungo circa 3 km, e il pozzo, profondo più di 300 m, sono attraversati da una condotta elettrica in AAT (380 kV): al suo interno sono presenti diciotto sezioni strumentate collegate all’unità centrale con un anello di trasmissione in fibra ottica.

La progettazione preliminare ha avuto una fondamentale importanza, soprattutto durante la fase di individuazione della componentistica più adatta a lavorare all’interno di un infrastruttura di questo tipo, caratterizzata da campi elettromagnetici intensi, temperature elevate e aria satura di umidità.

Per tali ragioni Hortus e Tre Esse Engineering hanno sviluppato uno specifico sistema integrato in grado di offrire le migliori prestazioni in termini di affidabilità e precisione, in linea con i requisiti di un applicazione così delicata.

Le attività di manutenzione previste sono annuali e una volta attivato l’impianto di distribuzione elettrica non è più possibile accedere alla galleria: questo fatto contribuisce a rendere ancora più stringenti le specifiche di affidabilità richieste.

Per realizzare il nodo master, è stato scelto il datalogger Campbell Scientific CR6, caratterizzato da una elevata potenza computazionale e da un ADC a 24 bit. Questo dispositivo interroga periodicamente i nodi installati all’interno della galleria utilizzando un sistema di comunicazione in fibra ottica che assicura la completa raggiungibilità di tutte le sezioni strumentate in ogni momento.

 

In seguito è presente la configurazione della rete:

 

Utilizzando questa configurazione ad anello è stato possibile assicurare la disponibilità dei dati anche in caso di eventuali malfunzionamenti dei dispositivi ottici installati in corrispondenza di ogni sezione strumentata, infatti nonostante risulti interrotta la dorsale primaria, è possibile utilizzare quella secondaria per raggiungere i nodi successivi a quello guasto.

Ogni centralina corrispondente alla singola sezione è basata su un interfaccia in corda vibrante (CS AVW200) che acquisisce le sedici barrette estensimetriche tramite un multiplexer (CS AM16/32B),

la cui programmazione prevede una riduzione significativa dei consumi durante le fasi di attesa (<1mA) e permettendo quindi di alimentare il sistema con un UPS di minuscole dimensioni che garantisce la disponibilità dei dati per alcuni giorni anche in mancanza dell’alimentazione primaria.     

Le barrette estensimetriche, precedentemente affogate nella struttura della galleria, vengono compensate in temperatura grazie ad un termistore installato al loro interno, in modo da assicurare una elevata accuratezza nella misura di strain. Inoltre, nelle sezioni strumentate della parte orizzontale sono stati installati alcuni piezometri per valutare la pressione interstiziale.

L’intero sistema di monitoraggio, installato da tecnici specializzati del Cliente, ha superato in maniera eccellente la fase di collaudo in opera ed ora sta funzionando a regime.