Compatibilità tra linee elettriche di trasmissione HVDC e nuove infrastrutture ferroviarie

Lo sviluppo della rete di trasmissione europea ha un interesse strategico per incrementare la sicurezza dell'alimentazione elettrica e per garantire ai vari operatori un accesso più facile al mercato elettrico paneuropeo. A ciò si aggiunga che le forti opposizioni per la costruzione di nuove linee aeree in altissima tensione spingono verso un uso più razionale delle infrastrutture esistenti. L'articolo esamina la possibilità di utilizzare un tunnel ferroviario di 65 km per installare una linea elettrica di potenza nominale pari a 1000 MW [1]. Lo studio (che rientra in un'analisi più ampia che contempla oltre all'infrastruttura ferroviaria anche quella stradale) ha preso come riferimento il collegamento tra Italia e Francia in quanto, nel caso specifico, il progetto dell'alta velocità ferroviaria prevede la costruzione di due canne separate: conseguentemente il collegamento di potenza dovrebbe trovare collocazione all'interno di uno dei due tunnel ferroviari a differenza di altre casistiche (già esaminate nel caso del tunnel del Brennero [2, 3]) che prevedono invece di installare il collegamento elettrico nel tunnel pilota (o di prospezione) o in un tunnel d'emergenza. Ciò rappresenta una vera e propria sfida ingegneristica per molteplici ragioni: gli spazi disponibili, le problematiche di accesso al tunnel, i vincoli sull'esercizio e la manutenzione dovuti a quelli prioritari dell'esercizio ferroviario, la necessità di garantire condizioni di assoluta sicurezza. Partendo dalle conclusioni dello studio di compatibilità geometrica, che ha indagato sulle varie opzioni tecnologiche (cavi c.a. ad isolamento estruso o gassoso, cavi c.c.) all'interno di un tunnel fortemente sovraccarico di servizi, la soluzione HVDC sembra essere l'unica possibile, soprattutto per gli stringenti vincoli spaziali. Lo studio di fattibilità individua inoltre nella configurazione bipolare con ritorno metallico quella con maggiori margini di disponibilità. Vengono quindi messe in evidenza le scelte tecniche e le problematiche emerse durante lo studio di fattibilità. In particolare:  le due tecnologie scelte per i cavi di polo: una più tradizionale con isolamento in carta impregnata a 500 kV e una più innovativa con isolamento in polietilene a 300 kV;  il cavo di ritorno metallico;  il calcolo delle perdite elettriche del collegamento al fine di valutarne la compatibilità termica all'interno della galleria;  le problematiche legate alla sicurezza in caso di corto circuito su un cavo di polo all'interno della galleria: approccio teorico e validazione sperimentale su spezzoni di cavo a 300 kV e 450 kV;  l'impatto elettromagnetico considerando le due opzioni di un polo per galleria o entrambi in un'unica galleria;  la compatibilità elettromagnetica tra l'alimentazione ferroviaria e il collegamento c.c. considerando la presenza di un certo contenuto armonico sul lato corrente continua e l'effetto schermante fornito dagli schermi metallici dei cavi;  valutazioni teoriche sul comportamento al fuoco dei cavi all'interno del tunnel. La comunità europea ha co-finanziato tale studio nell'ambito del TEN-ENERGY Programme con il titolo "Studies for a new interconnection between France and Italy: Integration of Electricity and Rail Transport in the Lyon-Turin High Speed Railway French-Italian Tunnel".