Transoft AutoTURN® la simulazione di manovre di mezzi eccezionali per il trasporto di aerogeneratori

08-08-2015

Utilizzo del software per la progettazione di adeguamenti alla viabilità esistente, al fine di consentire il transito in sicurezza di mezzi eccezionali per il trasporto di componenti di turbine eoliche.

mezzo eccezionale

Il progetto di ENEL Green Power prevede la costruzione di due parchi eolici, da realizzarsi nelle aree di Piani di Lopa e Campi S.Antonio, nei Comuni di Bagaladi, Montebello Jonico e Motta S.Giovanni, denominati “Piani di Lopa” (14 aerogeneratori di potenza nominale 0.85MW) e “Campi S.Antonio (25 aerogeneratori di potenza nominale 0.85MW).

La particolare posizione dei nuovi parchi eolici di “Piani di Lopa – Campi S. Antonio”, eccellente dal punto di vista eolico e della potenza sviluppabile, comporta inevitabilmente criticità relative alla fase di trasporto dei componenti delle stesse turbine eoliche. La rete infrastrutturale dell’area dell’Aspromonte, ad est della città di Reggio Calabria, è caratterizzata da un numero ridotto di strade pavimentate, per lo più riconducibili a “strade di montagna”, sia per le caratteristiche geometriche della sede stradale sia per la presenza di curve planimetriche di raggio ridotto. Questi elementi hanno reso indispensabile l’adozione di uno specifico software per la simulazione del transito dei mezzi eccezionali, al fine di consentire il trasporto degli aerogeneratori lungo la S.P. 3 e la S.P. 107 dal porto di Reggio Calabria al sito di progetto. L’itinerario descritto si snoda tra i seguenti punti di riferimento: Reggio Calabria–Campo Calabro–Melia–Gambarie–Piani di Lopa–Campi S. Antonio.

Il software adottato per la simulazione è AutoTURN® prodotto dalla ditta canadese Transoft Solutions e distribuito in Italia da OneTeam S.r.l. e Redas Engineering Srl.

L’obiettivo della simulazione di transito lungo la S.P. 3 e la S.P. 107 è stato di verificare le condizioni delle infrastrutture esistenti a priori e senza necessità di “prove al vero” che avrebbero indubbiamente indotto criticità alla circolazione stradale e dilatato le tempistiche. Oltre a ciò è stato possibile individuare eventuali interventi di adeguamento delle stesse infrastrutture al fine di consentire il transito in sicurezza dei trasporti eccezionali. Le alternative a questa verifica preliminare sono riconducibili alla prassi tradizionalmente adottata che prevede il coinvolgimento di esperti in sopralluoghi finalizzati a valutare qualitativamente le condizioni delle infrastrutture, quindi il rilievo topografico in corrispondenza delle curve di maggior criticità ed infine una prova di transito con mezzo eccezionale con semi-rimorchio “scarico”. L’estensione del tragitto (40 km), il numero di punti potenzialmente critici (circa 150) e la presenza di ponti che risultavano di geometria non idonea al transito dei convogli eccezionali, ponevano serie difficoltà nell’adozione dell’approccio “tradizionale” sopra descritto, invece adatto per brevi tratte e di semplice “lettura”. Quindi, a valle di sopralluoghi eseguiti anche con l’ausilio della ditta Melca Trasporti, è stato scelto di concerto con ENEL Green Power di eseguire la simulazione di transito, individuare i punti critici della viabilità e procedere alla progettazione e realizzazione degli interventi di adeguamento. Solo dopo questo processo è stato realizzato con successo un transito di prova a “mezzo scarico” e quindi è stato avviato il transito dei convogli, ad oggi concluso senza alcun ritardo o criticità.

montaggio

FIGURA 2

Dal punto di vista operativo è stato definito il “mezzo tipo” da studiare a partire dalle caratteristiche del carico da trasportare – ciascuna turbina eolica prevede il trasporto di 3 differenti elementi “base” dal sito di produzione al sito di installazione, dove vengono assemblati mediante autogru (FIGURA 2):

  • Pala in vetroresina: lunghezza 26 m; altezza 2,50 m;
  • Singolo tronco aerogeneratore: Larghezza 3,60 m – Altezza 3,60 m – Lunghezza 25 m;
  • Navicella (elemento da installare alla sommità dell’aerogeneratore): Larghezza 2,50 m – Altezza 3,00 m – Lunghezza 7,00 m – Peso 40 t.

 

Gli elementi costituenti gli aerogeneratori sono trasportati nei luoghi di installazione attraverso veicoli stradali gommati che costituiscono “trasporti eccezionali”, ai sensi del Nuovo Codice della Strada. In linea con le indicazioni fornite dai produttori degli aerogeneratori, si sono individuati due “mezzi tipo”:

  1. Autocarro semi-articolato per il trasporto di una speciale struttura metallica (“gabbia”) contenente 3 elementi “pala”;
  2. Autocarro semi-articolato per il trasporto dei “segmenti di torre” (FIGURA 3): si è considerato il segmento critico per geometria, ovvero quello che ospita in sommità la “navicella” atta al movimento rotatorio delle 3 pale in vetroresina.
Autocarro semi-articolato per il trasporto

FIGURA 3

La scelta di due “mezzi tipo” si è resa necessaria in quanto il caso 1) massimizzava gli ingombri legati alla lunghezza del carico, mentre il caso 2) evidenziava le criticità connesse con la larghezza del semi-rimorchio.

L’analisi delle manovre veicolari è stata condotta in parallelo, ipotizzando in entrambi i casi la non compresenza del traffico pubblico ed il transito dei convogli a velocità ridotta. Al fine di conservare un margine di sicurezza tra simulazione e transito reale, si sono considerati semi-rimorchi con assi sterzanti ma non dotati di telecontrollo a distanza dell’angolo di sterzatura di ciascun asse. La scelta di non includere questa variabile nella simulazione di transito è legata ad una maggiore flessibilità di scelta del veicolo da parte della ditta incaricata per l’esecuzione dei trasporti.

Definizione-veicolo

FIGURA 4

 

FIGURA 5

Il software AutoTURN® permette di scegliere tra una vasta gamma di veicoli predefiniti ed ordinati in librerie internazionali, consentendo la simulazione delle manovre elementari sia di “semplici” autoveicoli leggeri sia di autotreni o veicoli speciali, quest’ultimi maggiormente diffusi in ambito australiano e statunitense (cosiddetti “road train”, combinazioni formate da trattore stradale e 2 o più semirimorchi). Fattore importante per questa progettazione è stata la possibilità di personalizzazione integrale delle librerie del software AutoTURN®, che ha permesso di definire i “mezzi tipo” individuati e creare quindi dei profili di simulazione “ad-hoc”. Sono state riprodotte le dimensioni geometriche in pianta dei mezzi eccezionali e le caratteristiche di sterzatura dei singoli componenti, fino alla definizione della legge che regola la sterzatura automatica degli assi posteriori dei semi-rimorchi in funzione di quelli anteriori del trattore (FIGURA 4).

 

Questi parametri hanno permesso di ottenere delle simulazioni di traiettorie pari al vero, implementando anche il fattore “velocità” ed iterando le simulazioni in un range di velocità da 5 km/h a 20 km/h (FIGURA 5).

L’output del programma è rappresentato da entità gestibili in ambiente CAD e quindi estremamente versatili per le successive operazioni di editing degli elaborati grafici di progetto. In questo senso si è dimostrato utile la possibilità del software AutoTURN® di personalizzare le entità oggetto di disegno, consentendo la rappresentazione grafica di più ingombri simultanei:

  1. posizione del trattore stradale e del semi-rimorchio durante la manovra;
  2. traccia “a terra” del convoglio con distinzione delle singole traiettorie degli pneumatici anteriori e posteriori;
  3. area di ingombro dell’intero veicolo, comprese sporgenze del carico trasportato.

Dopo specifico rilievo topografico, è stato possibile simulare l’intero trasporto da Reggio Calabria al futuro parco eolico, per un totale di 40 km, individuando quali punti necessitavano di adeguamento (FIGURE 6 e 7).

Confronto-interventi

FIGURA 6

FIGURA 7

Le potenzialità di AutoTURN® hanno permesso di simulare il transito dei mezzi eccezionali, lasciando completa libertà al progettista di impostare le manovre reputate più idonee per il transito, evitando però che l’eventuale non esperienza del progettista nella guida di un autocarro semi-articolato portasse alla definizione di traiettorie non realmente percorribili. Infatti l’analisi delle traiettorie senza AutoTURN® si sarebbe sviluppata in modo qualitativo, deducendo da valori dei raggi di curvatura noti, gli ingombri planimetrici, sovrapponendo poi, ai rilievi topografici, le corone circolari che identificano il comportamento in curva del mezzo eccezionale. Quest’ultimo approccio non contempla la possibilità di un’analisi a livello “di sistema”: infatti se si pensa al caso tipico della “curva e contro-curva” (cosiddetta “S”), è facile capire che l’adozione del metodo geometrico speditivo può portare erroneamente ad una verifica positiva in quanto ogni singola criticità è analizzata in modo indipendente dal sistema planimetrico in cui è collocato. La distanza ravvicinata tra due curve in successione implica nella realtà un comportamento del mezzo di trasporto difficilmente individuabile con le sole “corone circolari”. In questo senso AutoTURN® risolve tali problematiche poichè la traiettoria che il progettista imposta con l’ausilio del software è condizionata dalle eventuali manovre precedenti.

A valle della simulazione delle traiettorie dei due “mezzi tipo”, è stato possibile progettare gli interventi di adeguamento della viabilità esistente, per un totale di circa 100 mini-progetti “ad-hoc”, tra i quali scavi in roccia per allargamento della sede stradale, realizzazione di paratie di micropali (FIGURA 8) e piazzole di manovra, rimozione e riposizionamento di barriere di sicurezza e segnaletica stradali, abbattimento di alberature interferenti con i lavori. Di particolare importanza, anche economica, sono risultati gli interventi di adeguamento delle opere strutturali (FIGURA 9) e la risoluzione delle interferenze con i sostegni dell’illuminazione pubblica e/o reti elettriche e telefoniche. In questo senso l’adozione del software AutoTURN® ha permesso di individuare a priori e con estrema precisione le interferenze di progetto, accelerando i processi autorizzativi necessari per lo spostamento e ricollocazione delle interferenze.

intervento con paratia di micropali

FIGURA 8

Intervento ponte

FIGURA 9

Il transito dei convogli eccezionali lungo i 40 km oggetto di adeguamento non ha evidenziato, negli oltre 100 passaggi, nessuna criticità o interruzione legata ad interferenze con la geometria del tracciato (FIGURA 10 e 11), mostrando quindi l’affidabilità della simulazione con AUTOTURN®.

particolare manovre su ponte

FIGURA 10

transito mezzo

FIGURA 11

AUTORE: Ing. Alessio Gori – Collaboratore presso POLITECNICA INGEGNERIA ED ARCHITETTURA SOC. COOP. (settore Infrastrutture – sede di Firenze)