Gruppo di lavoro
Stima della dimensione delle fasce di rispetto per elettrodotti ad alta e altissima tensione in casi complessi
Firenze, 4 marzo 2008
Il Coordinatore del gruppo di lavoro Dr. Gaetano Licitra
1 Coordinamento gruppo di lavoro
ARPA Toscana Gaetano Licitra, Nicola Colonna
Componenti gruppo di lavoro
APAT Salvatore Curcuruto, Claudio Baratta, Maria Logorelli APPA Bolzano Luca Verdi, Manuela Guidolin, Fiorenzo Bovo
ARPA Liguria Massimo Valle, Andrea Cogorno
ARPA Lombardia Daniela De Bartolo, Mariaelena Zavatti ARPA Piemonte Sara Adda, Flavio Corino
ARPA Sardegna Massimo Cappai
ARPA Sicilia Salvatore Caldara, Marcella De Simone ARPA Umbria Monica Angelucci, Maila Strappini ARPA Veneto Flavio Trotti, Raffaella Ugolini
Premessa
A seguito della consegna da parte dei Gestori di alcune ipotesi semplificate per il calcolo delle fasce di rispetto previste dall’Art. 6 del D.P.C.M. 8.7.2003, nell’ambito di una convenzione esistente tra APAT e Ministero dell’Ambiente, è stato costituito da APAT un gruppo di lavoro, coordinato dall’ARPA Toscana e costituito dall’APAT, dall’APPA Bolzano e dalle Agenzie Regionali di Piemonte, Lombardia, Veneto, Liguria, Umbria, Sicilia e Sardegna.
Il gruppo di lavoro ha avuto come mandato quello di predisporre:
1. Interconfronto tra modelli tridimensionali per il calcolo dell’induzione magnetica generata da elettrodotti
2. Verifica delle ipotesi di semplificazione proposte dai Gestori per il calcolo delle fasce di rispetto nei casi complessi.
Il gruppo di lavoro ha inoltre, sulla base dei risultati ottenuti, inteso proporre nuove ipotesi di semplificazione che approssimassero con maggiore precisione la dimensione delle fasce.
3 1. Interconfronto tra modelli tridimensionali per il calcolo dell’induzione magnetica generata
da elettrodotti
Le ARPA/APPA e l’APAT, hanno realizzato un interconfronto tra i software previsionali in tre dimensioni disponibili sul mercato o da loro sviluppati, che consentono di modellizzare l’andamento nello spazio dei livelli di induzione magnetica generati dagli elettrodotti ad alta tensione.
Il gruppo di lavoro, in primo luogo, ha effettuato una ricognizione dei software esistenti e attualmente usati dalle Agenzie e, successivamente, con un questionario (Allegato 1), predisposto da ARPA Toscana, sono state confrontate nel dettaglio tutte le caratteristiche dei diversi programmi di calcolo.
I quattro modelli utilizzati nell’interconfronto sono stati i seguenti:
• WinEDT modulo WinELF;
• EFC 400;
• PLEIA EMF;
• Campo Magnetico.
I primi due sono prodotti commerciali e molto diffusi, gli altri due invece sono stati sviluppati al proprio interno, rispettivamente dall’ARPA Toscana in collaborazione con IFAC CNR di Firenze e dall’ARPA Veneto.
Gli operatori interessati alle attività sono stati dieci. In alcuni casi le Agenzie (APPA Bolzano e le Agenzie Regionali di Piemonte, Lombardia, Veneto, Liguria, Umbria) hanno anche provveduto a validare con misure sul campo il proprio software in dotazione.
In preparazione dell’interconfronto, sono stati proposti in dettaglio da ARPA Toscana 13 casi complessi, con relativi dati di input, da studiare mediante il proprio software e sono state concordate le specifiche dei risultati oggetto poi del confronto. I 13 casi-studio (vedi Allegato 2) sono costituiti da 3 casi con linee parallele, da 4 casi con cambi di direzione di una linea sul piano orizzontale e da 6 casi di incroci tra due linee.
I dati di output sui vari casi trattati sono risultati essere in buon accordo tra loro, con scostamenti medi del 2% e con scostamenti massimi entro il 6% (da non attribuire al codice di calcolo ma all’errore introdotto dall’operatore) (vedi Allegato 3).
Se ne deduce, quindi, che è possibile utilizzare tali software 3D per calcolare con buona precisione le fasce di rispetto (di 1° e di 2° livello) in tutti quei casi in cui l’approssimazione bidimensionale non può essere adottata (campate a dislivello, angoli, incroci, ecc.).
Conclusione
Sulla base dell’esperienza dell’interconfronto tra le Agenzie, si ritiene che un software che:
• consenta di riprodurre fedelmente la posizione e la forma dei conduttori nello spazio (catenaria),
• fornisca la distanza da terra dei conduttori, in modo che le verifiche sul campo possano confermare quanto descritto dal calcolo,
• calcoli correttamente l’integrale di linea sulla catenaria,
• sia validato da misure,
possa essere adeguato per calcolare le fasce di rispetto con buona precisione, in attesa che venga normata tale procedura di calcolo, come è avvenuto nel caso bidimensionale con la CEI 211-4.
In particolare, i quattro software testati, soddisfano alle caratteristiche descritte, in forma diversa, e possono quindi consentire il calcolo dell’induzione magnetica nella totalità delle situazioni, a condizione di possedere tutte le informazioni tecniche e geometriche necessarie.
5 2. Verifica delle ipotesi di semplificazione proposte dai Gestori per il calcolo delle fasce di
rispetto nei casi complessi.
Il gruppo di lavoro ha eseguito una serie di verifiche per testare l’attendibilità delle approssimazioni proposte dai Gestori (vedi Allegato 4) nei casi di linee parallele, di angoli di deviazione e di incroci.
Vista la disponibilità di software adeguati a valutare situazioni complesse, si è ritenuto fin da subito di utilizzarli, superando l’ipotesi proposta dai Gestori di discretizzare la fascia sui piani longitudinale e trasversale all’asse della linea. Ciò ha consentito di ridurre le incertezze associate alla stima della fascia e quindi di avere riferimenti più precisi con cui confrontare le ipotesi presentate.
Sono di seguito riportate le tabelle di confronto tra i risultati ottenuti dalle Agenzie e le approssimazioni proposte dai Gestori per i 13 casi-studio esaminati. Nei casi di angoli e di incroci viene riportata la larghezza e/o semilarghezza massima riscontrata nei punti in cui è maggiore l’effetto di rinforzo.
LINEE PARALLELE CASO Larghezza totale
(m)
Semilarghezza (m)
Incremento semilargh. (m)
Incremento (%)
Incremento (%) proposto dai Gestori A 160 60 9.1 18 40
B 113 53 a sx 40 a dx
2 a sx 18.5 a dx
4 per linea a 380 kV
86 per linea a 132 kV
30 per linea a 380 kV 60 per linea a 132 kV C 68 23 a sx
25 a dx
3 a sx 3 a dx
14 a sx
14 a dx 40
ANGOLI Incremento
semilargh. ext
Incremento semilargh. int CASO Semilarghezza (m)
esterna (m)
(m) (%)
Semilarghezza interna (m)
(m) (%)
Incremento (%) proposto dai Gestori
solo all’interno
D 46 -5 -9 55 4 8 14 E 29 -22 -43 59 8 15 32 F 19 -2 -9 23 2 7 14 G 12 -9 -43 24 3 12 32
INCROCI CASO Semilarghezza
(m)
Incremento (m)
Incremento (%)
Incremento (%) proposto dai Gestori H 72.7 21.7 42.5 40
I 73.2 22.2 43.5 40 N 29 7.5 35 40 O 27 5.5 26 40
Incremento CASO Semilarghezza
linea 380 kV (m) (m) (%)
Incremento (%) proposto dai Gestori L 61 10 20 30
M 57 6 12 30
Incremento CASO Semilarghezza
linea 132 kV (m) (m) (%)
Incremento (%) proposto dai Gestori L 33 11.5 53 60
M 37 15.5 72 60
Conclusione
I casi complessi studiati evidenziano come, a seconda delle ipotesi di partenza (teste dei sostegni, correnti, disposizione delle fasi, altezza dei conduttori, angoli, ecc.), vi possano essere una molteplicità di risultati diversi, non facilmente schematizzabili con l’uso di parametrizzazioni basate su “percentuali di incremento” (incremento rispetto alla fascia di un singolo elettrodotto rettilineo) e di “lunghezze di influenza” (grandezza introdotta dai Gestori per identificare la parte di fascia soggetta ad incremento).
7 3. Nuove ipotesi di semplificazione proposte dalle Agenzie
Il gruppo di lavoro, nel tentativo di andare incontro all’esigenza dei Gestori di disporre di strumenti operativi che semplifichino i calcoli, ha ritenuto di perseguire, per quanto possibile, l’approccio al problema del calcolo delle fasce di rispetto mediante l’apporto di approssimazioni o di criteri semplificativi. A tale riguardo, il gruppo stesso si è fatto carico di definire e di proporre dei nuovi criteri, che consentano di trattare con maggiore precisione quei casi complessi che sono schematizzabili, o che si posso semplificare (linee parallele - vedi Allegato 5 - e angoli di deviazione - vedi Allegato 6). I casi descritti rappresentano comunque un ampio ventaglio di situazioni ambientali: i casi non trattati possono essere studiati con i modelli tridimensionali testati dalle Agenzie e oggetto del paragrafo 1.
Le nuove ipotesi di semplificazione sono caratterizzate da diversi livelli di accuratezza e da diversi gradi di approssimazione, che dipendono dal fatto di avere a disposizione o meno per ogni singola campata la tipologia della testa dei sostegni ed il tipo di conduttore installato (Portata in Corrente in Servizio Normale della CEI 11-60). Con questi dati a disposizione è possibile con i metodi proposti, come descritto negli allegati, affinare la stima della larghezza della fascia, scegliendo tra vari livelli di approssimazione.
Osservazione a margine
Durante l’attività è emersa con grande evidenza la necessità di disporre delle dimensioni delle teste dei sostegni, poiché dalla geometria di tali teste dipende significativamente sia la larghezza della fascia, che la sua eventuale schematizzazione e dell’altezza da terra dell’attacco del conduttore più basso, per le simulazioni tridimensionali. Si fa presente la necessità, quindi, come già più volte discusso per la definizione del Catasto nazionale, che tali dati vengano forniti dai Gestori.
In particolare ARPAT, che sta popolando il proprio Catasto Regionale, ha riscontrato che il sistema informativo aziendale (SAP) di Terna S.p.A., da cui vengono estratti i dati da fornire alle Agenzie, non contiene tale informazione, che compare invece su altri supporti non digitali come il “Profilo della linea” e la “Tabella di picchettazione” (vedi esempio in Allegato 7).
