Tunnel sotterranei, come verranno costruite le metropolitane del futuro?

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Tunnel

Nuova frontiera per l’industria degli scavi. In sperimentazione mini-robot, costruttori di tunnel sotterranei

Oggigiorno, il tema della sostenibilità ambientale sembra non escludere alcun settore, passando dalla più chiacchierata industria, fino allo sviluppo e costruzione dei cantieri sotterranei. Come sono state realizzate le gallerie fino a oggi e come prevediamo di realizzarle? Quale sarà l’innovazione che renderà quest’industria più sostenibile e d’impatto positivo sull’ambiente?

Negli ultimi decenni, gli ingegneri che costruivano tunnel sotterranei si sono affidati a enormi macchine perforatrici, chiamate alesatrici o tunnel-boring-machine (TBM). Sono simili a giganteschi tubi armati, caratterizzate da enormi e spaventose ruote taglienti all’estremità. Ebbene sì, possiamo notare che Transformers non è poi così lontano dalla realtà.

Purtroppo però, il problema di questi colossi, oltre all’enorme impatto che hanno sui costi, è dovuto al fatto che spesso vengono costruiti su misura per ogni progetto. Come per esempio le TBM utilizzate per la costruzione dell’Elizabeth Line di Londra, ognuna delle quali pesava oltre 1.000 tonnellate e tagliava tunnel di oltre 7 metri di diametro.

Per comprendere l’enorme dispendio di questi mezzi, basti pensare che per costruire una linea metropolitana di circa 9 km, sono necessarie almeno 4 TBM dello stesso peso e diametro di quelle utilizzate per la nuova linea dedicata all’iconica Regina.

 

Chi si sta occupando di risolvere questo problema

La startup britannica hyperTunnel prevede un futuro in cui robot molto più piccoli, di una lunghezza di circa 3 metri, sfrecciano sottoterra costruendo gallerie tramite tubi perforati.

Questi “mini-robot” sarebbero caratterizzati da una forma semicilindrica di circa 250 mm di diametro che, a confronto dei 7 metri delle TBM, mostrano caratteristiche di risparmio, in costi di costruzione e smaltimento dei materiali.

«Stiamo parlando di migliaia, proprio come una colonia di formiche o una colonia di termiti, la logica è come quella degli sciami». Questo è il commento di Patrick Lane-Nott, direttore del’ingegneria di hyperTunnel.

Nel precedente scenario serviva un solo macchinario, mentre adesso ne servono migliaia, ma qual è la differenza tra averne 1 e 1.000? Il vantaggio primario è dato sicuramente dalla mobilità dei macchinari. Mentre nel caso delle TBM il macchinario doveva essere costruito e smaltito, con la tecnologia hyperTunnel possiamo riutilizzare gli stessi robot per tunnel differenti, senza necessità di smaltimento di materiali ingombranti e altamente inquinanti.

 

Come funzionano i mini-robot di hyperTunnel

Le macchine utilizzate da hyperTunnel, sono dotate di un braccio robotico dal vertice fresato. Il braccio è necessario per penetrare negli strati di terra circostante ed effettuare piccoli fori che serviranno alla macchina per riempire i vuoti con cemento o altro materiale resistente.

In questo modo, pezzo dopo pezzo, la struttura del nuovo tunnel si andrà a unire, creando la base per eliminare l’eccesso di terreno e dare vita alla nuova galleria.

«Sarebbe come costruire un tunnel al contrario» dice Lane-Nott. «Con una TBM, prima scavi la buca e poi aggiungi supporti o muri per tenere a bada la terra rimanente. Con i robot di hyperTunnel invece metti prima il tunnel nel terreno e poi scavi la buca».

 

Oltre il trasporto, oltre hyperTunnel

HyperTunnel non è la sola in questo settore, altre società come Boring Company, di Elon Musk, ed EarthGrid, sperimentano altri metodi ad alte temperature, per far esplodere le rocce più dure della Terra. La tecnologia in questione viene chiamata “torcia al plasma”.

I tunnel però, non sono solo per il trasporto. Infatti Troy Helming, fondatore e Ceo della startup EarthGrid, punta a creare spazi per poter inserire sottoterra le linee elettriche.

«Negli Usa e nel resto del mondo, la maggioranza dei cavi di trasmissione si trova fuori dalla terra» osserva Helming. «In questo modo vengono esposti a uragani, tempeste e altre calamità come gli incendi boschivi». Proprio per questo motivo, il piano della EarthGrid è quello di creare una super-rete presente in tutto il Nord America.

La società inoltre, ha dichiarato di avere un piano che potrebbe aiutare a collegare la rete frammentata degli Usa e potenzialmente, estendersi fino in Europa.

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