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Metodi e macchine innovative per lo scavo

Il mondo dello scavo meccanizzato di opere sotterranee è ormai un settore tecnico altamente specializzato. I progetti di grandi opere come la galleria del Gottardo (57 km) e la galleria di Base del Brennero (64 km) danno al settore un grande slancio innovativo offrendo la possibilità di utilizzare macchine e metodi innovativi su grandi distanze per mettere alla prova la loro capacità produttiva sul lungo periodo; inoltre, questo tipo di progetti richiede un grande spirito di inventiva e approcci pionieristici nella soluzione dei problemi. Le maggiori innovazioni riguardano la logistica di cantiere e delle tecnologie di scavo.

Le più grandi evoluzioni strategiche si sono sviluppate nell’ambito del trasporto intelligente, nell’indagine non distruttiva, nella digitalizzazione dell’ammasso roccioso e nello scavo meccanizzato. I nuovi “mobile vehicle systems” offrono capacità di carico fino a 100 t, raggi di curvatura di 15 m e sensori multipli, assicurando così un’estrema flessibilità ed efficienza nei trasporti. Queste macchine vengono guidate con una serie di sistemi radar, ad ultrasuoni, con laserscanner e con sensori angolari.

Le attività di prospezione dell’ammasso roccioso possono essere migliorate combinandole con misurazioni sismiche e scan dei fori di sondaggio con tecnologia radar o ultrasuoni. La fotogrammetria digitale in combinazione con le simulazioni numeriche nel progetto della Galleria di Base del Brennero hanno portato un miglioramento del 50% per quanto riguarda il problema del sovrascavo.

La più grande TBM al mondo ha un diametro di 17,5 m e una forza di propulsione di 18.600 kW (cioè 25.000 PS). In futuro, probabilmente si potranno costruire frese meccaniche (TBM) con un diametro di scavo di 20 m. Le TBM di nuova generazione possono anche invertire la direzione di lavoro di 180° (vedasi il progetto della galleria Sparvo sull’A1 tra Bologna e Firenze) e permettono quindi di scavare due canne di galleria con la medesima fresa. Nello scavo meccanizzato si può scegliere tra almeno tre diversi tipi di scudo: lo scudo aperto, lo scudo EPB e lo scudo a pressione di fanghi (cosiddetti Slurry TBM).

Ognuno di questi metodi di scavo offre la possibilità di ricorrere, in base alla geologia riscontrata, sempre alla miglior tecnologia possibile. La tecnologia multi-mode permette dunque di combinare su una sola TBM più tecnologie e commutare tra le varie modalità di scavo senza dover implementare particolari modifiche tecniche. In tal modo è assicurato un elevato grado di flessibilità che permette di reagire prontamente alle condizioni geologiche ed idrogeologiche riscontrate in corso d’opera.

Queste nuove tecnologie in combinazione con la simulazione numerica e la digitalizzazione e soprattutto grazie ai grandi progetti come quello della galleria di Base del Brennero rivoluzioneranno il mondo della costruzione di gallerie.