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New Technologies for Tunnelling and Underground Works

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Approccio pionieristico del ciclo di vita per rivoluzionare l’industria della perforazione sotterranea

Un’iniziativa dell’UE ha introdotto degli strumenti tecnologici per rispondere alle crescenti esigenze della società e agli investimenti massicci associati allo sviluppo sotterraneo.

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Il progetto NETTUN, finanziato dall’UE, ha sviluppato sistemi e software per la perforazione e l’esecuzione di lavori sotterranei al fine di ottimizzare la costruzione di gallerie e la relativa gestione e manutenzione. I partner del progetto hanno sviluppato un sistema di previsione per i tunneler (TBM, tunnel boring machies), il che consente un rilevamento veloce, frequente ed efficace nel terreno, a monte dello scavo. Sono stati testati vari sottosistemi presso diversi siti. Tra questi figurano antenne radar, sistemi elettronici, software di elaborazione dati, una sorgente sismica a onda S, software per il riconoscimento automatico di caratteristiche nelle immagini radar e sismiche, oltre che per il monitoraggio di eventi geotecnici, un’interfaccia Web per utenti finali integrata, e un software di controllo che gestisce il processo complessivo del sistema. Il team di ricerca del progetto NETTUN ha costruito un sistema di manutenzione robotico per gli strumenti di taglio TBM, allo scopo di automatizzare attività di routine che rimangono pericolose. Il sistema è dotato di un braccio robotizzato su cui delle pinze dedicate e intercambiabili possono essere montate per gestire dischi rotanti o utensili da perforazione a lame dentate. Questo sistema gestisce in modo affidabile la procedura completa di sostituzione dello strumento. I membri del team hanno progettato nuovi dispositivi di bloccaggio per frese e punte, i quali permettono la movimentazione da parte del robot. Sono stati sviluppati venti diversi materiali per gli utensili da perforazione a lame dentate, e sono stati progettati e costruiti dei tribometri per valutare il loro comportamento. Sei di questi hanno dimostrato un miglioramento del 20 % nella resistenza all’usura. Gli scienziati hanno creato diversi strumenti software. Il primo è un programma software che rileva le situazioni di scavo eccessivo in tempi brevi, offrendo così una possibilità di reazione sufficientemente rapida, impedendo un’ulteriore progressione, ed evitando il verificarsi di conseguenze negative sulle strutture e attrezzature. Un programma software di simulazione calcola in modo probabilistico la distribuzione del tempo di costruzione per progetti di tunnel e i costi relativi alle incertezze di tipo geologico e legate alla costruzione. Sono stati aggiunti database dedicati per fattori di rischio e prestazioni legate all’esecuzione di perforazioni sotterranee, e un sistema per esperti del settore è stato attuato al fine di aiutare gli utenti a generare dati di ingresso imparziali. Il sistema è stato esteso a uno strumento di supporto decisionale completo. Infine, il team ha creato un programma software che supporta la diagnosi del processo decisionale relativo all’esecuzione dei lavori in sotterraneo e assiste gli esperti di manutenzione nella definizione della strategia appropriata, per le dovute ispezioni e le operazioni di manutenzione. I risultati del progetto NETTUN miglioreranno le tecnologie relative ai lavori in sotterraneo ai fini di un’estrazione intelligente, migliorando al contempo l’intero ciclo di vita della perforazione, dalla progettazione alla manutenzione.

Parole chiave

Perforazione sotterranea, NETTUN, opere sotterranee, TBM, scavo

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