Telecontrollo nelle strade di Bergamo

Il sistema di telecontrollo della rete viaria provinciale è entrato in esercizio nel settembre 2004 e ha già consentito, grazie alla contemporanea adozione di quadri elettrici dotati di regolatori del flusso luminoso, un risparmio dei costi delle bollette Enel pari al 35 per cento (dato monitorato nel periodo 2004/ 2007, corrispondente a circa 600 mila euro).

Con questo sistema la Provincia di Bergamo tiene sotto sorveglianza tutti gli impianti elettrici più importanti della rete stradale di propria competenza (illuminazione, ventilazione delle gallerie, pompe di sollevamento dell'acqua nei sottopassaggi ecc).

Il costo complessivo dell'opera è stato di circa 300 mila euro (450 mila euro se si considerano gli interventi di manutenzione straordinaria sugli impianti).

Le motivazioni che hanno originato l'esigenza di dotare la Provincia di un sistema avanzato di telecontrollo nascono dopo l'ottobre 2001 quando l'ANAS ha trasferito alle Province tutte le competenze relative alle strade che non sono statali.

La Provincia di Bergamo, nella figura dell'Assessorato alla viabilità e dell'Ufficio tecnico, si è trovato di fronte a un dilemma: come assicurare un miglior servizio agli utenti sulle strade e nel contempo garantire una migliore efficienza gestionale a un insieme di strade e gallerie che ammontano a circa 1350 chilometri con 12 chilometri di gallerie illuminate.

Dall'analisi congiunta effettuata dal geom. Valter Milesi e dall'ing. Renato Stilliti, rispettivamente assessore e dirigente del Settore Viabilità e Protezione Civile della Provincia di Bergamo, sono sorte queste questioni:

• è possibile mantenere la sorveglianza su una rete così vasta in tempo reale?
  
• è possibile individuare le situazioni di guasto e di pericolo anche al loro insorgere, programmando interventi che scongiurano il rischio?
  
• è possibile investire cifre non elevate senza provocare disservizi con cantieri che spesso si protraggono nel tempo?
  
• inoltre si può puntare al risparmio energetico e alla messa a norma degli impianti nella lotta all'inquinamento luminoso secondo la Legge 17/2000 della Regione Lombardia?

Le esigenze sembrano contrastanti, ma con un investimento intelligente tutto ciò è realizzabile. Tra gli interventi proposti ha destato particolare interesse quello dello studio A.B. Progettazioni del PI. Alberto Battistini di Bergamo sfruttando le tecnologie della Reverberi Enetec di Castelnovo Ne' Monti (Re) .

L'impianto

I lavori di installazione sono iniziati nel marzo 2004 e terminati nel settembre 2004.

II sistema di telecontrollo realizzato si basa su 38 quadri elettrici dotati di regolatori di flusso luminoso, 56 punti di telecontrollo e telegestione con modem GSM, 8 punti di telesorveglianza, 2 punti per il rilevamento degli allarmi in galleria, 2 postazioni allarmi pompe e gruppi elettrogeni e 4 punti di controllo semaforico.

Complessivamente il sistema coinvolge (in termini di potenza) il 70% delle utenze elettriche gestite dalla Provincia di Bergamo. Ciascuna utenza telecontrollata è in grado di colloquiare con il Centro di controllo formato da un semplice P.C. di uso comune e di telefoni cellulari a disposizione del responsabile, dei tecnici reperibili e dei manutentori. Qualsiasi condizione di stato e di allarme viene prontamente trasmessa al Centro di controllo che a sua volta trasmette ai singoli telefoni GSM e quindi non è necessaria la presenza continua dell'operatore.

Si sono eliminati quasi totalmente i problemi legati allo spegnimento degli impianti oppure alla presenza di fumo in galleria in quanto le segnalazioni di disfunzioni sono immediate e anche dal Centro di controllo si possono attivare procedure per l'avviamento dei ventilatori e per l'accensione forzata dell'impianto di illuminazione, oltre all'avviamento delle pompe di sollevamento acque del sottopasso. Ogni mattina le varie apparecchiature poste nelle singole postazioni Quadro sparse per il territorio scaricano tutti i dati di funzionamento per la loro analisi, mentre tutti gli allarmi vengono inviati automaticamente al momento dell'insorgere della disfunzione. In questo modo non è più necessario fronteggiare l'emergenza di due sottopassi in gestione alla Provincia di Bergamo posti sull'Asse interurbano (via San Bernardino e Circonvallazione Paltriniano) in quanto in ogni istante si conosce la situazione impiantistica, il livello del gasolio del serbatoio del gruppo elettrogeno, il livello di carica della batteria e l'efficienza delle sonde di rilevamento di allagamento del sottopasso.
Per maggior sicurezza ogni settimana dal Centro di controllo si simula un intervento facendo intervenire tutte le emergenze e verificando in automatico l'efficienza.

Questa situazione si traduce in ulteriori risparmi, poiché evita l'uscita di due operai ogni settimana per le verifiche, poiché è sufficiente un solo sguardo sul monitor del Centro di controllo.
Questo vuol dire fornire sicurezza agli utenti oltre che risparmi a livello manutentivo.

Gli impianti di pubblica illuminazione telecontrollati sono stati dotati di regolatori del flusso luminoso, ossia stabilizzatori di tensione completamente digitali che consentono una regolazione della potenza erogata mediante riduzione lineare della tensione di alimentazione secondo cicli programmabili in valore ed in tempo in funzione dei flussi di traffico stimati o in funzione di un segnale di controllo esterno.
Questa scelta, conforme alla normativa di settore, ha consentito un notevole risparmio energetico che è monitorato dal Centro di controllo.

Un altro avvallo alle scelte fatte è l'aumento di durata delle lampade (e dei corrispondenti ausiliari elettrici) che passa dalle tradizionali 9.000 ore ad oltre 24.000 ore, con un flusso luminoso residuo del 25% rispetto ai dati della lampada di nuova installazione. Questo è dovuto a essenzialmente a:

• ciclo di accensione delle lampade a tensione ridotta (205 Volt), ed incremento della tensione fino al raggiungimento del valore nominale stabilizzato (220 Volt): in tal modo le lampade lavorano in condizioni ideali (la tensione fornita dall'Enel raggiunge valori di 230/ 240 Volt, che determinano un invecchiamento precoce delle lampade);
• minor tensione di alimentazione delle lampade nelle ore notturne, che consente un funzionamento a livelli prestazionali ridotti e quindi un minor affaticamento; questo permette inoltre una diminuzione dell'inquinamento luminoso, considerando che il fenomeno è dovuto principalmente al riflesso della luce sul manto stradale, pur mantenendo uniformità del flusso luminoso (a vantaggio della sicurezza dell'utente stradale).

Monitoraggio 2004/ 2007 del sistema: dati sul risparmio dei costi della gestione del sistema

1. Risparmio dei costi delle bollette di energia elettrica pari al 35, corrispondente  a 600 mila euro.
2. Risparmio sul costo del personale per effettuare verifiche, ispezioni e controlli, pari a 50.000 euro nel periodo 2004/ 2007.
3. Risparmio sul costo della manutenzione di 250.000.
4. E' triplicata la durata delle lampade.
5. E' diminuito del 50% l'inquinamento luminoso con regolatori di flusso a regime.
6. E' stata rilevata una riduzione dell'inquinamento atmosferico: 3.000 tonnellate in meno di anidride carbonica immessa in atmosfera.
7. E' inoltre risultata una maggiore programmazione degli interventi manutentivi (cosiddetta manutenzione predittiva).

 

Altre funzioni del sistema

• Localizzazione del guasto che permette di isolare immediatamente l'apparecchio e far funzionare l'intero impianto in attesa dell'intervento del manutentore.
  
• Individuazione dei fenomeni in itinere, prima del loro insorgere (ad esempio lampade in fase di esaurimento, ausiliari elettrici in avaria), quindi programmazione degli interventi di manutenzione (manutenzione predittiva) al fine di ridurre al minimo la formazione di cantieri che danno origine a disagi specialmente nelle arterie a elevato scorrimento.
• Tracciamento di grafici dei consumi in modo da intervenire sull'accensione e spegnimento sempre dal Personal Computer del "Centro di Controllo" evitando che l'impianto entri in funzione quando le condizioni di visibilità sono ancora buone. Ciò si traduce in ulteriori risparmi d'energia.
• Triplicazione dell'intervallo di ricambio lampade; ad esempio solo per l'Asse interurbano ciò vuol dire evitare la sostituzione di circa 600 lampade in un anno equivalente a un risparmio di circa 25.000 Euro a livello manutentivo.
• Possibilità per l'automobilista in panne all'interno delle gallerie lunghe di richiedere soccorso colloquiando con un interlocutore.
• Possibilità di verificare attraverso le telecamere cosa sta succedendo all'interno della galleria anche in condizioni di opacità della stessa.

Complessivamente il sistema è composto da:

• 38 regolatori di flusso luminoso dotati di modem GSM, batterie back-up, unità di espansione per gestire un'acquisizione di dati digitali di 128 punti (potenza da 15 kW a 75 kW);
• 56 unità di controllo quadri dotati di modem GSM, batterie back- up e unità di espansione;
• 56 moduli palo per la trasmissione di informazioni sul funzionamento delle singole lampade a onde convogliate;
• 18 sonde digitali di luminosità per la corretta luminanza nelle gallerie;
• 4 moduli per la raccolta dati proveniente dal moduli palo a onde convogliate;
• 1 centro di controllo con modem GSM (installato presso la Provincia di Bergamo e presso lo studio del progettista) e con software "Maestro" capace di gestire tutti i quadri elettrici, i moduli a onde convogliate e dotati di tool, per la visualizzazione degli impianti su sinottici e cartine.

Le apparecchiature così installate per aree vanno a controllare le seguenti postazioni:

• 68 quadri elettrici di distribuzione;
• 4460 punti luce singoli;
• 8 pompe sommerse per il sollevamento acque in prossimità dei sottopassi che in futuro aumenteranno a  14 unità;
• 14 ventilatori per estrazione aria in galleria (aumenteranno a 22 con la presa in carico della galleria di San Pellegrino);
• 3 gruppi elettrogeni di elevata potenza per le pompe sollevamento acque;
• 96 circuiti elettrici di illuminazione in galleria;
• 8 gruppi elettrogeni posti agli ingressi delle gallerie;
• 2 cabine di trasformazione a 15.000 V / 400kVA
• 4 impianti semaforici;
• 8 stazioni di TV-CC poste nelle gallerie più lunghe;
• 2 centraline di rilevazione fumi e ossido di carbonio poste nelle gallerie più lunghe (diventeranno tre con l'acquisizione della Galleria di San Pellegrino);

L'intervento non si è limitato solo alla gestione degli impianti elettrici, ma i progettisti hanno operato a 360° sempre nell'ottica della sicurezza dell'utente per cui è stata effettuata una campagna dell'analisi della qualità dell'aria nelle gallerie al fine di determinare l'efficienza delle apparecchiature acquisite dall'ANAS nell'ottobre 2001 e di individuare le cause della frequente presenza di fumo in galleria.

Tale analisi ha comportato la sostituzione di alcune apparecchiature in campo destinate al rilevamento di ossidi di carbonio e opacità, mentre per altre si è proceduto alla ritaratura degli elementi sensibili. Questi interventi, in ultima analisi, hanno consentito di accertare che i livelli di inquinamento non raggiungono nemmeno l'1/10 delle soglie minime di allarme e che tali valori saranno costantemente monitorati dal sistema di telecontrollo.

Si è effettuata la manutenzione straordinaria di tutte le 14 macchine ventilanti destinate a ripulire la galleria da fumi e ossidi di carbonio, intervento che ha comportato lo smontaggio delle macchine di notevole ingombro (2,20 x 1,75 m) e il loro trasferimento in un'officina specializzata per il ricondizionamento, al fine di ripristinare l'efficienza e ridurre la rumorosità.

Tale verifica predittiva ha comportato l'accertamento delle vibrazioni nel normale intervallo di funzionamento, individuando eventuali anomalie di fissaggio ed evitando quindi la possibilità di caduta delle macchine ventilanti.
Si sono verificati tutti i sistemi di sicurezza installati che sono stati adattati al nuovo sistema di telecontrollo; ciò ha comportato la sostituzione di molte apparecchiature ormai datate e con funzionamento incerto.

I plus della realizzazione:

• il sistema è stato messo in servizio molto rapidamente e senza l'ausilio di apparecchiature particolari;
• i tempi di risposta del sistema a un allarme sono assolutamente compatibili con i dati di progetto, considerato che in pratica sono immediati;
• vi è la possibilità di comandare a distanza l'accensione o la funzionalità di un apparato ed è possibile agire anche attraverso un comune telefono GSM;
• vi è la possibilità di verificare quanto sta succedendo in galleria attraverso telecamere a circuito chiuso che presto saranno inserite su sito internet e che quindi saranno accessibili anche alla stazione dei Carabinieri e alla Polizia di Stato;
• i risparmi ottenuti sono sensibilmente migliori di quanto previsto in fase di progetto:
  il progetto aveva come obiettivo il 30% mentre si sta ottenendo un risparmio del 33,7%;
• la riduzione dei costi derivanti dalla manutenzione è dell'ordine del 40% come previsto dagli obiettivi del Progetto;
• vi è la possibilità di conoscere e gestire correttamente gli impianti in uso alle strade e gallerie al fine di fornire sicurezza ai cittadini;
• Si otterrà un rapido ritorno dell'investimento in quanto a fronte di un costo di realizzazione di 300.000 Euro si avrà un minor costo (considerando solo i risparmi energetici) di 100.000 Euro all'anno.

Il sistema è stato fornito dalla Reverberi Enetec - Gruppo MPES e installato dalla ditta Alfieri Impianti s.a.s. di Torchiara (SA)

Articolo tratto dalla rivista: L'Impianto Elettrico editore Tecniche Nuove S.p.a.