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Ingegneria e Architettura dei Sostegni degli Elettrodotti
Ing. Massimo Rebolini
Presidente CIGRE Italia
TRI- Ingegneria - Resp. Sviluppo Tecnologie
ROMA, 11 Dicembre 2012
Direzione Ingegneria | Sviluppo Tecnologie 1
Ingegneria e Architettura dei Sostegni
Periodo Antecedente alla
Prima Guerra mondiale
4 Periodi Storici Architettura del Novecento e Contemporanea
Periodo Tra le due
guerre
Periodo Tra 1945 e 1989 Periodo dal 1989 a oggi
Sviluppo dei Sostegni per Linee Aeree
Periodo Pionieristico Periodo Tra le
due guerre
Periodo Tra 1945 e 1992 Periodo dal 1992 a oggi
Architettura del Ferro Costruttivismo Razionalismo
Brutalismo Decostruttivismo High tech
Periodo Antecedente alla
Prima Guerra mondiale
Ingegneria e Architettura dei Sostegni degli Elettrodotti
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Periodo Pionieristico
Passaggio dalla invenzione alla ingegnerizzazione della trasmissione dell’energia elettrica
(1826 – 1908) (1830 – 1903) Luigi Cremona
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Guglielmo Mengarini
(1856 – 1927)
Linea el.in c.a Tivoli-Roma 4Luglio1892
Architettura del ferro Ha la sua icona nella torre Eiffel
Periodo Pionieristico
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Periodo Pionieristico
E’ la rivoluzione industriale e le soluzioni ingegneristiche da adottare prevalgono su tutto: materiali per i conduttori ( rame ,bronzo ,alluminio); materiali per i sostegni: legno e putrelle accoppiate; isolatori e loro forma. Aumenta la tensione e con essa problemi di isolamento e uso di primi conduttori di alluminio e acciaio e strutture reticolari per i sostegni: tralicci con aste di ferro (Paderno-Milano 32 km a 13 kV tre terne) Nel 1913 viene realizzata la linea 150 kV di Big Creek (400) km.
Passaggio dalla invenzione alla ingegnerizzazione della trasmissione dell’energia elettrica
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Cedegolo-S.Giovanni 1911
Paderno-Milano 1898
Montaggio Strutture in legno Linea Malnisio-Venezia 1905
1933
C.le di Crego Ossola 1916-19 Arch.Portaluppi (1888-1967
Architettura futurista Centrale elettrica Sant’Elia 1914
Periodo Tra le
due guerre
Periodo Tra le
due guerre
In Europa e in Italia si costruiscono impianti idroelettrici di potenza rilevante e per il trasporto verso centri di carico è necessario aumentare la tensione ; per i conduttori in CH e GE si adottano soluzione di leghe di alluminio silicio e magnesio; la tensione aumenta a 220 kV ( Linea Cardano-Cislago nel 1928 e tocca nel 1936 i 287 kV negli USA ( linea Boulder Dam -L.A.)
E’ il periodo della Grande Depressione e per i sostegni vale ancora il discorso della soluzione economica e ottimale Per la risoluzione di aspetti tecnici più che di aspetti architettonici o estetici
Nel periodo i tempi di costruzione delle linee elettriche erano inferiori a quelli degli impianti di produzione e con lo sviluppo delle infrastrutture si cercava di ovviare alla carenza di energia con le prime interconnessioni
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Palo di trasposizione Linea Isarco 220 kV 1929
Periodo Tra le
due guerre
Nel 1920-21 Italia entra in una profonda crisi una siccità grave crea gravi problemi all’agricoltura e carenze alimentari, dopo la guerra industria siderurgica entra in crisi, 1.500.000 di persone emigrano in soli tre anni , una crisi bancaria colpisce la finanza , la bilancia dei pagamenti è profondamente negativa ; Industria elettrica è divisa in numerose cordate industriali e bancarie e limita grazie ad incentivi ( riduzioni fiscali ,concessioni idriche) le difficoltà ( nel 1927 industria manifatturiera è elettrificata a circa l’80%. Nel periodo per la Rete elettrica si apre un dibattito su linee per integrare sistema alpino con appenninico ( arco alpino : morbide estive,magre invernali ; appennino sett. magre estive,morbide primavera-autunno,portate variabili invernali; problema di previsione meteo era di attualità nell’epoca oggi per eolico ! Tra i fautori della rete magliata e quelli di mantenere la rete regionale ( più facile da gestire ) prevalgono gli interessi delle imprese elettriche questi ultimi mossi da : consolidare i benefici ,prosecuzione delle agevolazioni e alte tariffe Sempre nel periodo viene emesso il TU del 1933: gli elettrodotti vengono esclusi da agevolazioni.Rimane un testo volto comunque a superare frammentazioni legislative ( in particolare sulle acque) . Da ultimo ricordo che alla 2^ Conferenza mondiale dell’Energia a Berlino nel 1930 O.Oliven AD della Loewe e consigliere della Sofina( holding con capitali belgi,tedeschi,francesi,inglesi e americani) propose una rete a 200 kV ( da poi portare a 400 kV) con 3 grandi direttrici :Oslo-Berlino-Genova-Roma,Calais-Parigi-Lisbona,Varsavia-Vienna-Dalmazia e due trasversali : Katowice-Parigi e Lione-Rostov! La guerra sconvolse i piani.
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Anni ‘20 un parallelismo con situazione attuale
Linea Pescara-Napoli 1928
Nel dopoguerra sino agli anni ‘70 l’aumento della Tensione era la priorità sia per ottenere costi ridotti per la trasmissione sia per aumentare la capacità di trasporto. Mentre in altri paesi si arrivano a toccare valori di 735-765 kV ( USA,Canada,URSS) In Europa e così in Italia si sviluppa la rete a 380 kV .Ancora l’Ingegneria la fa da padrona per dare soluzioni ottimali a isolatori,fondazioni,conduttori a fascio,vibrazioni,creep dei materiali, carichi e agenti atmosferici che danno luogo alle prime soluzioni poi infine il traliccio diventa il padrone incontrastato della rete
Disegno della prima linea 380 kV Svezia(1952)
Periodo Tra 1945 e 1992
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SME Montaggio Palo 220 kV 1950
Periodo Tra 1945 e 1992
-Ideazione ing. Ferrando nel 1921 a 132 kV -Studio nel 1936 Dalmine su incarico SGES(sospeso per la guerra) -Inizio Lavoro di Progettazione nel 1945 -Richiesta per la costruzione è del 1947 -Autorizzazione 12 dicembre 1951 e inizio lavori -Entrata in servizio in data 27 dicembre 1955
Il trionfo dell’Ingegneria
Attraversamento Stretto di Messina 220 kV
Vennero inviatati i costruttori , i 6 principali furono: Dalmine con membrature tubolari Savigliano con membrature con profilati collegati con calastrelli chiodati e a sagoma triangolare CIFA in profilati saldati e membrature uniformi Badoni torre circolare membrature diffuse con due varianti una in profilati e altra in tubi con rastremazione parabolica Terni due corpi prismatici triangolari compenetrati quello più alto all’interno perdeva diagonali con montanti in tubi con altre membrature in profilati con calastrrelli saldati SAE struttura troncopiramidale in tubi Vennero presentate anche soluzioni strallate
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Periodo Tra 1945 e 1992 Il trionfo dell’Ingegneria
Dopo una lunga disamina venne formulato un capitolato con avversione ai tubi sul quale i costruttori riproposero un secondo progetto
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Periodo Tra 1945 e 1992
Vinse Premio Aniai 1957 per la migliore Realizzazione dell’ingegneria elettrotecnica italiana
Il trionfo dell’Ingegneria
Venne preferita la soluzione SAE che presentava un minor costo con adozione della doppia terna con altre modifiche per sisma la torre definitiva raggiunse le 500 t
Prove sismiche e prove di parti del sostegno
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Principali caratteristiche attraversamento stretto
Doppia terna aerea a 220 kV
Unica campata di aerea di 3.600 m con due
“Torri” di sospensione aventi altezza 224 m
Doppio terminale di contrappesatura (Torre
Faro – Sicilia, Capo Rafi - Calabria)
Data di entrata in servizio: 1955
Data di dismissione: 1985
2006 - Cina
“Attraversamento del fiume
Yangtze” Linea in DT
Campata unica di 2.300 m
Tensione 500 kV c.a.
Due torri da 346 m 4200 t l’una
Periodo Tra 1945 e 1992 Il trionfo dell’Ingegneria
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Talvolta gli “ecomostri” diventano dei simboli…
Periodo Tra 1945 e 1992 Il trionfo dell’Ingegneria
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Periodo Tra 1945 e 1992 Le serie a traliccio rappresentano l’ottimo dal punto di vista tecnico per flessibilità di impiego, massa ridotta, facilità di montaggio e tesatura, consolidate procedure di manutenzione
Sostegni autoportanti a traliccio a profilati angolari Disposizione verticale catene a V
Rettifilo Angolo
Sostegni autoportanti a traliccio a profilati angolari Disposizione orizzontale catene a V
Rettifilo Angolo
Sostegni autoportanti a traliccio a profilati angolari Semplive e doppia terna disposizione verticale catene a I
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Periodo Tra 1945 e 1992
I sostegni strallati classici, originari del Nord Europa, hanno subito una evoluzione mirata all’inserimento dei conduttori tutti all’interno dei due puntoni
Traliccio con profilati in lamiera piegata in sostituzione di quelli laminati
Altre soluzioni linee compatte vengono dettate sempre da esigenze tecniche e da riduzione spazi
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Piacenza-Verderio380 kV 1966 Brindisi C.le-Brindisi smist.380 kV 1975
Periodo Tra 1945 e 1992
Nel periodo tra il 1980 e il 2000 si introducono nuove esigenze : Nel 1988 si introducono le fibre ottiche nelle funi di guardia dando luogo a una coesistenza tra una rete elettrica e una rete di telecomunicazioni Negli anni ‘90 si mettono a punto procedure di Lavori Sotto Tensione che consentono di aumentare la disponibilità dei circuiti elettrici; Sempre negli anni ‘90 con l’introduzione della VIA e con il rispetto di limiti dei CEM si realizzano soluzioni di sostegni “compatti” e si eseguono studi per un migliore inserimento ambientale dei sostegni
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La consultazione pubblica nella VIA è il trigger che fa emergere una diffusa contrarietà agli elettrodotti aerei non solo in Italia Ma in tutta Europa È il periodo delle maggiori difficoltà per lo sviluppo della rete
Periodo Tra 1945 e 1992
Sostegno a “cavalletto” a mensole isolanti
Periodo dal 1989 a oggi
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Sostegno a “racchetta” Sostegno a traliccio
mensole isolanti
Si cercano nuove soluzioni sempre più compatte : ma non basta
Parco del Pollino 380 kV (2005)
Mincio 220 kV (2009)
Primi esempi di pali tubolari a 220 e 380 kV Impiegati in numero limitato e in aderenza a alle prescrizioni di tipo ambientale
Parco dello Stelvio 380 kV (2005)
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Periodo dal 1989 a oggi
2001 Competizione Internazionale “ Sostegni per l’ambiente “
Agli architetti si chiese quindi di rivisitare il progetto dei sostegni al fine di promuovere rispettando la loro funzionalità il senso estetico - architettonico
Idea sottostante al concorso era che le strutture sinora concepite erano percepite Dal pubblico come “industriali” e volte unicamente alla soluzione dei problemi tecnici
La giuria assegnò ex aequo a Foster&Partners e a Castiglione/De Lucchi la vittoria ;la scelta venne anche confermata da una indagine demoscopica eseguita da ISPO . I modelli di tutti i sostegni vennero esposti nelle Gallerie di Arte Moderna di Roma,Firenze e Milano.
Dal 2001 a oggi inizia in Italia il periodo del Beauty Contest che non si limita alla sola premiazione dei migliori progetti archittetonici primo esempio al mondo Terna procede alla ingegnerizzazione dei nuovi sostegni , alla realizzazione dei prototipi , esecuzione delle prove di carico,alla fabbricazione industriale e alla loro installazione
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Periodo dal 1989 a oggi
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Periodo dal 1989 a oggi
Foster Castiglioni – De Lucchi
Giugiaro Terzi Wilmotte Aymonino
Sostegni 380kV Foster realizzati sulla S.
Barbara –Tavarnuzze (2009) La tipologia di sostegno, ingegnerizzata, prototipata e sottoposta a prove in vera grandezza a partire dal 2004, è stata utilizzata nella realizzazione di una tratta della linea “Tavarnuzze - Casellina”, in cui sono stati installati 8 sostegni.
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Periodo dal 1989 a oggi
Sostegni tubolari monostelo 380 kV
Ingegnerizzazione,Prototipo,Prove,Installazione
Sono state sviluppate le serie 132–150kV (sia a tiro ridotto che a tiro pieno) e 380 kV
Linea Chignolo Po- Maleo ( 2011)
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Periodo dal 1989 a oggi
Linea Chignolo Po- Maleo ( 2011)
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Periodo dal 1989 a oggi
2007 :Concorso di progettazione per nuove serie di
sostegni 380 kV
Frigerio Design Group
Progettato da Arch.Hugh Dutton Dutton – Capogruppo Progetto Arch. Rosental
Giugiaro
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Periodo dal 1989 a oggi
“Germoglio “
Dicembre 2009 : Assegnazione premi 1° HughDutton -Rosental 2° Frigerio 3°Giugiaro
Road Map dello sviluppo Nuovo Sostegno
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Periodo dal 1989 a oggi
Maggio 2011 : Contratto di Ingegnerizzazione,
Prototipo,Prove sui Nuovi Sostegni
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Modello in scala 1:10
Febbraio 2012
Progetto esecutivo
Maggio 2011 - Dicembre 2011
Progetto architettonico
Gennaio 2010 - Dicembre 2010
Periodo dal 1989 a oggi
Evoluzione del progetto Dutton–Rosental
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Prova Doppia Terna
Luglio 2012
Sistema di scalata
Luglio 2012
Prova Semplice Terna
Ottobre 2012
Periodo dal 1989 a oggi
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Periodo dal 1989 a oggi L’architettura è esterna , ma all’interno c’è l’ingegneria
Montaggio sulla linea 380kV doppia terna Trino–Lacchiarella (2013)
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Periodo dal 1989 a oggi
Esposizione modello in scala 1:10 alla Biennale di Milano
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Periodo dal 1989 a oggi
L’Italia ha dato l’esempio e ora anche altri seguono
2011 Concorso National Grid U.K. 6 finalisti
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Conclusione Anche in onore della società Anglo Romana Una nuova fase si è aperta per le linee aeree : Il futuro è caratterizzato dai sostegni d’autore e da nuove soluzioni che coniugano Architettura e Ingegneria
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Bibliografia
The History of CIGRE ed. Ottobre 2011
C. Pramaggiore Conduttori nudi e Linee Elettriche aeree Ed. Alluminio spa 1956
The Swedish 380 kV System , Stockholm Ed.1960
CX Anniversario Linea Elettrica Tivoli- Roma 1892-2002 a cura U. Ratti, Esagrafica Roma Ed 2002
Berardi,Posati,Rebolini,Rendina -Terna Innovazione nelle linee elettriche aeree Rivista Energia Elettrican.4-vol.88 luglio/agosto 2011
Ingegneria e Architettura dei Sostegni degli Elettrodotti
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Il Gruppo Edison 1883-2003 AA.VV. Ed. Il Mulino 2003
Storia dell’Industria elettrica in Italia AA.VV. 5 Volumi Ed. Laterza 1992
Architetto Piero Portaluppi – Wikipedia Architettura del Novecento - Wikipedia
F.Boni,B.A.Cauzillo, E.Cecchetti, P.Paoli, A.Porrino,L.Sartore – Soluzioni compatte per le linee Di Alta tensione dell’ENEL –Prospettive di impiego AEI 1989