Impianti elettrici nelle gallerie stradali: progettazione, realizzazione e verifica

La progettazione, la realizzazione e la verifica degli impianti elettrici asserviti a una galleria stradale devono essere tali da consentire un utilizzo sicuro della stessa, sia in condizioni ordinarie sia di emergenza – come in caso di un incidente stradale. La norma CEI 64-20 costituisce un autorevole riferimento tecnico su cui fondare lo sviluppo del flusso di progettazione.

Il riferimento normativo che fornisce le misure integrati­ve, rispetto alle relative nor­me tecniche di riferimento, per la progettazione, la realizza­zione e la verifica degli impianti elettrici nelle gallerie stradali è la Norma CEI 64-20.

Gli obiettivi dichiarati dalla nor­ma sono:

• non costituire causa di innesco e propagazione di un in­cendio;
• non costituire, in caso di incendio, pericolo per gli utenti a causa dei prodotti della combu­stione;
• garantire la continuità di esercizio dei servizi di sicurezza destinati a funzionare in caso di incidente stradale, con o senza sviluppo di incendi o, per il pe­riodo previsto nel piano di emer­genza e comunque sino ad avve­nuto salvataggio delle persone presenti all’interno della galle­ria;
• non costituire pericolo du­rante le operazioni di estinzione dell’incendio;
• garantire la sicu­rezza degli utenti e del personale di esercizio nell’uso ragionevole degli impianti contro contatti e­lettrici;
• effetti termici, sovracor­renti, correnti di guasto;
• disturbi di tensione e influenze elettro­magnetiche; interruzione dell’a­limentazione.

Il campo di applicazione integra­le della CEI 64-20 comprende gli impianti elettrici e di comu­nicazione elettronica delle galle­rie stradali e autostradali di lun­ghezza superiore a 500 m.

Quelle di lunghezza inferiore, prevedono l’applicazione limita­ta della Norma ad alcuni Articoli: 1, 2, 3, 4, 5 (esclusi 5.4, 5. 5, 5.6, 5.7), 7 (esclusi 7.2, 7.9, 7.10) e 9. Sono escluse le gallerie strada­li in fase di scavo, quelle ad uso esclusivamente militare e quelle minerarie.

Una galleria stradale è definita dalla Norma CEI 64-20 una in­frastruttura stradale destinata al transito ed al la circolazione di veicoli, totalmente coperta o confinata, continuativamente chiusa su quattro lati. Un modulo di galleria è un tratto di galleria stradale di lunghezza non supe­riore a 150 metri.

Le differenti zone di una galleria

Al fine di una corretta scelta e installazione dei componenti de­gli IE e di CE, è necessario indivi­duare gli spazi in cui la CEI 64-20 suddivide una galleria stradale in funzione dell’esposizione termi­ca in caso di incendio e dell’espo­sizione meccanica.

Esposizione termica in caso di incendio

• Zona 0P (non soggetta ad e­sposizione termica): zona di in­stallazione all’interno di allog­giamenti con prestazione “P” di resistenza al fuoco secondo UNI EN 1366 -11:2018;
• Zona 1P (soggetta a bassa e­sposizione termica): parte della galleria ricompresa tra il piano stradale e una quota, rispet­to allo stesso, non inferiore a 180 cm;
• Zona 2P (soggetta ad elevata esposizione termica): tutti gli altri ambienti di installazione che non soddisfano le condizio­ni 0P e 1P;

Esposizione meccanica

• Zona 0M (a bassa esposizione meccanica): posa in opera in­terrata sotto la sede della car­reggiata, posa in opera all’inter­no di alloggiamenti posti dietro profili redirettivi, posa in opera o all’interno di altri locali comu­nicanti con la galleria;
• Zona 1M (a media esposizione meccanica): posa in opera in ca­nalizzazione metallica al di so­pra della sagoma limite defini­ta in fase di progettazione della galleria;

Zona 2M (ad elevata esposi­zione meccanica): posa in ope­ra nello spazio laterale alla sa­goma limite e in ogni altro am­biente diverso dalle Zone 0M e 1M, purché protette da tutte le sollecitazioni ambientali preve­dibili nelle condizioni di eserci­zio ordinario.

Prescrizioni per la sicurezza

Le principali prescrizioni per la sicurezza, a cui è dedicato il pa­ragrafo 5, sono relative a:

Impianti in media tensione

Le cabine MT/BT con i relativi quadri di distribuzione, quan­do interni alla galleria, vanno installati in un compartimento antincendio dedicato, facilmen­te accessibile ai mezzi di soc­corso e di manutenzione. Il collegamento alla rete MT del Distributore deve essere realiz­zato nelle Zone 0P/0M, quando l’analisi del rischio non condu­ce a soluzioni differenti; men­tre, per i circuiti alimentazione delle cabine si considera adat­ta la condizione di posa 0P/0M oppure, in caso di difficoltà tec­niche, la condizione di posa 0P/1M.

Impianti in bassa tensione

La distribuzione dei circuiti deve garantire l’indipendenza elettrica degli impianti a servizio del singolo modulo di galleria e la separazione fisica dei circuiti di sicurezza da quelli ordinari. È inoltre vietato l’uso dei sistemi di distribuzione TN-C.

Circuiti ordinari (di distribuzione principale, dorsale e terminale)

Sono quelli che alimentano carichi omologhi come:

• illuminazione permanente (3.12.1 UNI EN 11095): parte dell’illuminazione della galleria, a luminanza media costante, che si estende dalla sezione di entrata a quella di uscita;
• illuminazione di rinforzo (3.12.2 UNI EN 11095): parte dell’illuminazione che, per l’illuminazione diurna, integra l’illuminazione permanente, per offrire idonee condizioni visive;
• tutti gli altri carichi diversi da quelli appartenenti ai servizi di sicurezza (Articolo 5.7).

Le condutture e i rispettivi quadri elettrici possono essere installati nelle Zone 2M e 1P. I circuiti di illuminazione permanente e di rinforzo devono essere elettricamente indipendenti e non devono alimentare altre utenze.

Sezionamento e comando

La struttura modulare dell’impianto deve consentire di individuare il modulo interessato dall’incidente nel quadro di comando installato all’inizio della galleria ma anche di sezionare tutti i circuiti, ordinari e di sicurezza, in corrispondenza degli accessi alla galleria e/o da remoto. Infine, deve permettere di realizzare l’alimentazione degli impianti di by-pass e delle vie di fuga con circuiti distinti da quelli di modulo.

Contatti diretti e indiretti

Tutti gli elementi metallici installati nelle Zone 1M e 2M e che, secondo l’analisi del rischio, possono andare in tensione a seguito di incidente stradale e risultano a portata di mano (es. canalizzazioni metalliche, guard-rail) vanno collegati a terra per sfruttare la tecnica dell’interruzione automatica del circuito.

Sorgenti di alimentazione dei servizi di sicurezza

I servizi di sicurezza vanno alimentati con una o più sorgenti di sicurezza, tenendo presenti i riferimenti normativi di impianto. Esse vanno installate in compartimenti antincendio REI 120, dotati di sistema di ventilazione o climatizzazione.

Gli UPS a uso sorgente per i servizi di sicurezza – raccomandati quelli di tipo VFI-SS-111 – devono essere conformi alle norme di prodotto della serie CEI EN IEC 62040 e CEI EN 50171 e installati in conformità alla Norma CEI EN IEC 62485-2.

Circuiti di alimentazione dei servizi di sicurezza

La Norma CEI 64-20 alla Tabella 1 riporta i servizi di sicurezza per l’esercizio e/o in caso di incidente con le relative caratteristiche di alimentazione elettrica; queste riguardano le caratteristiche costruttive dei relativi circuiti elettrici in termini di resistenza al fuoco. In particolare, questi ultimi, in relazione al modulo i-simo:

• vanno installati nelle Zone 0M/0P o, se giustificata dall’analisi dei rischi, in Zona 1M/0P in corrispondenza degli attraversamenti di altri moduli o di altri locali;
• possono essere installati anche all’interno di Zone di tipo 2M/1P/2P del modulo alimentato, impiegando cavi resistenti al fuoco (CEI 20-45) e connessioni degli apparecchi mediante scatole di cui all’Articolo 7.8.

Inoltre, le protezioni vanno installate all’inizio dei circuiti e devono rinviare la segnalazione di intervento al centro di controllo, quando previsto.

I quadri elettrici di distribuzione principale interni alla galleria devono essere ubicati in un compartimento antincendio anche coincidente con i compartimenti richiesti per le alimentazioni in MT, facilmente accessibile ai mezzi di soccorso e di manutenzione.

Locali tecnici

Quando comunicanti con la galleria, devono 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.

Come scegliere e installare componenti elettrici

Particolare importanza è riservata dalla CEI 64-20 alle indicazioni per la scelta e installazione dei componenti elettrici a cui è dedicato il paragrafo 7.

• Reazione al fuoco delle condutture: tutti i cavi di energia, di segnale e di comunicazione elettronica presenti in galleria devono essere armonizzati secondo il regolamento CPR. All’interno di gallerie con lunghezza superiore ai 500 m, i cavi devono avere classe di reazione al fuoco almeno B2ca -s1a, d1, a1 (condizioni di alto rischio) secondo quanto definito dalla CEI EN 50575, con esclusione di quelli posati in opera secondo le indicazioni riportate rispettivamente nelle Norme CEI 64-8 e CEI 11-17. Sono esclusi dall’applicazione dei requisiti del presente articolo i cavi di alimentazione di ogni singolo apparecchio di illuminazione e i cavi di collegamento tra alimentatore indipendente ed apparecchio, purché di lunghezza inferiore a 2 metri e solo se forniti con l’ap parecchio stesso, per i quali valgonoi soli requisiti delle norme di prodotto.
• Resistenza al fuoco delle condutture: quando non installati in alloggiamenti con prestazione di reazione al fuoco “P”, i cavi che compongono i circuiti di distribuzione principale dei servizi di emergenza e di sicurezza devono avere caratteristiche di resistenza al fuoco secondo quanto previsto dalle Norme di prova per i cavi di energia, per quelli di comunicazione in rame e per i cavi ottici.
• Condutture in transito: le condutture che utilizzano le gallerie stradali esclusivamente come via di transito sono soggette alle prescrizioni relative alla reazione al fuoco a meno che siano installate in Zone 0P (zona non soggetta ad esposizione termica), per cui è ammesso l’utilizzo di cavi con la stessa classe di reazione al fuoco dei cavi provenienti dall’esterno della galleria.
• Canalizzazioni: quelle a vista devono essere realizzate, al minimo, con acciaio AISI 304 e sui tratti orizzontali nelle Zone 1M e 2M sono vietati i coperchi. L’installazione delle canalizzazioni deve essere compatibile con le sollecitazioni ambientali e devono garantire un’adeguata prestazione meccanica a seguito di esposizione termica all’incendio.
• Quadri elettrici: devono essere progettati e costruiti in conformità alla serie di Norme CEI EN 61439. Quando posti all’interno della galleria essere realizzati, al minimo, in acciaio AISI 304 e devono anche avere un grado di protezione meccanica IK10 secondo la Norma CEI EN 62262 (CEI 70-4) oltre a un grado di protezione pari almeno a IP55.
• Derivazioni: devono essere realizzate in modo tale da ridurre al minimo i guasti e i conseguenti interventi di manutenzione e garantire le eventuali operazioni di ispezione e manutenzione sulle connessioni, i cablaggi, ed eventuali protezioni elettriche previste al loro interno (derivazioni in cassetta). Tutti i componenti impiegati per le derivazioni devono verificare le prove di comportamento al fuoco previste dalle relative norme di prodotto, o in assenza, dalle norme di prova di cui al Capitolo 422 della Norma CEI 64-8. Le cassette di derivazione installate in galleria devono quindi avere grado di protezione minimo IP55 (IP67 se ubicate al di sotto del piano di calpestio), essere posizionate in Zona 0M o 1M, in alternativa, avere grado di protezione IK07 e, nel caso di involucro metallico, essere protette con rivestimento superficiale anticorrosione
• Derivazioni della distribuzione principale: devono essere realizzate all’interno di una cassetta di derivazione completa di protezione elettrica. L’intervento della protezione e il sezionamento delle dorsali vanno garantiti anche in caso di incendio e la derivazione deve essere installata in Zona 0M. Infine, le derivazioni devono essere resistenti al fuoco secondo la Norma CEI EN IEC 60331-1 per una durata non inferiore a 120 minuti.