Cablaggio interrato nella
rete ad altissima tensione
Nuove tecnologie nella costruzione delle linee
Per un futuro dell’energia sostenibile in Svizzera servono
la modernizzazione e l’ampliamento dell’infrastruttura.
Vi rientrano in particolare le linee ad altissima tensione
per le quali attualmente prevalgono le linee aeree.
­L’utilizzo di cavi interrati nella rete di trasmissione è
relativamente nuovo. Le linee aeree e i cavi interrati
hanno sia vantaggi sia svantaggi in relazione a proget­
tazione, costruzione ed esercizio e manutenzione.
Di conseguenza, per ogni progetto di costruzione della
rete, Swissgrid deve verificare con attenzione sia la
variante con linee aeree sia quella con cavi interrati. I
risultati di tali verifiche servono agli organi competenti
come base per le decisioni relative ai corridoi e alle
tecnologie.
LA RETE DI TRASMISSIONE
Cavo per l’altissima tensione
6700 km
15 cm
diametro
linee aeree
8 km cavi
­interrati
La percentuale di cavi
interrati nella rete di
trasmissione di Swissgrid
è inferiore all’1 % (situa­
zione al 2016).
Basi per soluzioni ampiamente accettate
Poiché ogni situazione di partenza è diversa, sulla base
dello «Schema di valutazione per le linee di trasmis­
sione» vengono costantemente analizzati i fattori
sviluppo territoriale e ambiente, così come aspetti
tecnici ed economici. I progetti di costruzione delle reti
sono quindi molto impegnativi, complessi e costosi.
La ricerca di soluzioni ampiamente accettate è un gioco
di equilibrio, poiché vanno conciliati molti aspetti e
interessi diversi. Nell’ambito della procedura o
­ rdinaria
vengono tempestivamente coinvolti nel dialogo i
­cantoni e i comuni interessati, le associazioni ambien­
tali e i gruppi di interesse.
La distanza tra
Berna e
Washington D.C.
corrisponde alla lunghezza della rete
svizzera di trasmissione.
Moneta da 5 franchi
3 cm
diametro
Il diametro di un cavo per
l’altissima tensione da 380 kV
(1000 – 2500 mm²) corrispon­
de a 5 volte il diametro di una
moneta da 5 franchi.
60 t
Il peso di una
bobina per cavi
corrisponde a un
camion e mezzo.
40 t
Panoramica sul cablaggio interrato
L’utilizzo e l’esercizio di cavi interrati nella rete di trasmissione
sono complessi e impegnativi.
1
Dimensionamento tecnico
Un ruolo fondamentale in sede di
dimensionamento tecnico è giocato
dalle condizioni quadro (per es.
efficienza di trasmissione, lun­
ghezza dei tracciati, sfruttamento
delle linee, condizioni del terreno,
ecc.), che a loro volta influenzano
il numero di conduttori, il loro dia­
metro o la scelta del materiale degli
stessi. Inoltre è necessario tenere
conto anche dei requisiti relativi alla
disponibilità e alla ridondanza. Come
devono essere dimensionati i cavi
interrati per garantire la sicurezza
dell’approvvigionamento? Ogni
ampliamento della rete di trasmis­
sione richiede accertamenti specifici
e deve essere valutato tenendo
conto della necessità di garantire un
esercizio affidabile.
2
Costruzione
­tracciati
I cavi interrati non si vedono dall’e­
sterno. La loro posa lascia tuttavia
tracce visibili, ad esempio sotto
forma di brecce nel bosco, strade
d’accesso o strutture transitorie.
Prima di prendere decisioni in merito
al tracciato della linea e al tipo
di costruzione del tracciato sono
necessari accertamenti dettagliati.
Vengono ad esempio analizzati la
conformazione geologica del suolo,
le infrastrutture del traffico e di
approvvigionamento esistenti così
come i corsi d’acqua ed eventuali
falde freatiche e i potenziali progetti
edilizi.
Tipi di costruzione
Blocco di tubi
Tunnel
Trivellazione guidata
I blocchi di condotti in cal­
cestruzzo vengono posati
a ca. 1 – 2 metri di pro­
fondità nella costruzione
aperta. La larghezza della
trincea per cavi ammonta
a ca. 5 metri. Per la
costruzione è necessaria
una larghezza minima di
ca. 25 metri.
Per posare cavi interrati
senza trincee, vengono
costruiti tunnel con un
diametro di ca. 3 – 4 metri.
I cavi vengono condotti su
speciali supporti per cavi.
Una punta di trivellazione
orientata scava sotto a
ostacoli superficiali. Affin­
chè questi non crollino,
dietro alla punta di trivel­
lazione viene pompato
un liquido stabilizzante
e inserita una condotta
per il cavo. Questo tipo di
costruzione è adatto per
le brevi distanze come il
sottopassaggio di corsi
d’acqua o strade.
6
4
5
7
2
3
1
3
Passaggio da linea aerea a cavo interrato
Se all’interno di una linea vengono utilizzate tecnologie
diverse, vanno considerati fattori aggiuntivi. Tra questi
c’è il fatto che la gestione dei tracciati sarà più impe­
gnativa. Infatti per connettere i cavi interrati con la linea
aerea è necessaria una stazione di passaggio grande
quanto una pista di hockey. In sede di costruzione
di stazioni di passaggio così come per il ­passaggio dei
tracciati della trincea per cavi, diversi elementi come
l’attraversamento di infrastrutture (del traffico) esistenti
rappresentano sfide importanti per la direzione del pro­
getto e per l’attuazione dello stesso.
Rappresentazione schematica
4
Guasti
La frequenza di disturbi nel caso delle linee aeree è
maggiore rispetto al caso dei cavi interrati perché le
linee aeree sono più esposte agli influssi naturali (per
es. fulmini, ghiaccio, caduta di alberi). C’è tuttavia una
notevole differenza in relazione ai tempi di riparazione,
cosa che influenza la disponibilità. Mentre le linee aeree
tornano a essere disponibili nel giro di poche ore, nel
caso dei cavi interrati ci possono volere settimane o
addirittura mesi. Infatti il guasto di un cavo interrato
generalmente significa che c’è stato un danneggia­
mento. Per individuare il guasto, strumenti di misura­
zione controllano le singole tratte di cavi. La produzione
di un nuovo cavo e la sostituzione richiedono molto
tempo e sono molto costosi.
Materiale
di scavo
1,9 m
Materiale
di scavo
1,1 m
Humus
1,5 m 1,55 m 1,5 m
7m
5m
5m
8m
25 m
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Logistica e infrastruttura della costruzione
La costruzione di linee è molto impegnativa dal punto
di vista logistico. Si devono costruire strade di accesso
per il trasporto e i cantieri vanno dotati dell’infrastrut­
tura necessaria. Nel caso dei cavi interrati, costruzioni
temporanee, il parco macchine e il materiale escavato
richiedono una superficie molto ampia. Durante la fase
costruttiva, la larghezza del tracciato è di circa 25 metri
e si riduce a ca. 5 metri durante la fase di esercizio.
Dal punto di vista logistico, i cavi ad altissima tensione
hanno un peso importante, letteralmente, in ragione
della sezione dei conduttori e dell’isolamento in plastica.
Nel caso delle linee da 380 chilovolt, 1 chilometro di
cavo pesa fino a 60 tonnellate. Per portare in loco il
cavo per il montaggio e per sostituirlo successivamente
devono essere costruite strade adeguate per trasporti
eccezionali.
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Zona ove è vietato
piantare alberi
ad alto fusto o con
radici profonde
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Gestione del suolo
In seguito alla costruzione del tracciato il terreno può essere
nuovamente utilizzato a scopi agricoli oppure riadibito a zona
verde. Poiché le radici possono mettere a rischio i cavi interrati,
si prevede una zona ove è vietato piantare alberi ad alto fusto
o con radici profonde. A seconda del carico elettrico, le perdite
elettriche possono riscaldare il cavo interrato e il sottosuolo
circostante. Con l’aiuto di installazioni di misurazione si misura e
si monitora la temperatura del terreno.
Fase di esercizio
Un tracciato a cavi interrati comprende
opere di passaggio, i cavi stessi e poz­
zetti per manicotti. Questi ultimi vengono
costruiti per la connessione dei tratti di
cavi lunghi ca. 1 chilometro e di norma
rimangono accessibili durante l’intera
fase di esercizio. I manicotti connettono i
singoli pezzi di cavo e, insieme ai termi­
nali dei cavi, sono tra i componenti più
complessi. In base alle stime attuali, la
durata di vita dei cavi interrati è di circa
40 anni. I cavi interrati in un sistema a
corrente alternata aumentano la tensione
lungo la linea. A partire da una determi­
nata lunghezza dei cavi (ca. 20 chilometri)
sono necessari impianti di compensazione
che impediscano un aumento eccessivo
della tensione. Lo svantaggio di questi
impianti risiede nel fatto che le perdite
elettriche aumentano. Vale quanto segue:
più un cavo interrato è lungo, maggiore
è la percentuale di energia elettrica non
utilizzabile.
Uomo, ambiente, paesaggio
Situazione attuale
I cavi interrati sono ampiamente diffusi per la trasmis­
sione dell’energia nelle reti di distribuzione regionali
e vengono sempre più spesso utilizzati nella rete di
distribuzione sovraregionale fino a 150 chilovolt. In
questi ambiti i cavi interrati sono collaudati, dal punto
di vista tecnico come da quello operativo. Nella rete
di trasmissione a 380 chilovolt e 220 chilovolt si utiliz­
zano ancora poco tratti di cavi interrati di lunghezza
superiore a 1 chilometro e di conseguenza mancano
dati empirici relativi all’esercizio pluriennale.
Cavo interrato
Linea aerea
8 km
6 750 km
2031 km
7 158 km
Media tensione:
1 kV a 36 kV
33 544 km
10 914 km
Bassa tensione:
0.4 kV a 1 kV
76 311 km
9 719 km
Altissima tensione:
380 kV e 220 kV
Alta tensione:
36 kV a 150 kV
Fonte: Rapporto d’attività della ElCom 2015
Aspetto paesaggistico
Per quanto riguarda l’assetto paesaggistico, di norma
i cavi interrati danno risultati migliori rispetto alle linee
aeree. Mentre nel terreno aperto il tracciato dei cavi
non è visibile, nelle aree boschive risulta chiaramente
riconoscibile in ragione dei requisiti relativi all’area da
tenere libera da alberi con radici profonde e ad alto
fusto. Nelle zone paludose di rilevanza nazionale, nelle
zone ove ci sono acque freatiche protette, prati lungo
i fiumi o biotopi le direttive cantonali vietano la posa
di cavi interrati. Ove possibile si utilizzano linee aeree
oppure il tracciato aggira queste aree.
Campi elettrici e magnetici
Il campo magnetico dipende dall’intensità di corrente
(ampere) e dalla disposizione geometrica dei con­
duttori. Il campo elettrico è dato dalla tensione. Nel
caso dei cavi interrati i campi dipendono dalla cor­
rente determinante, dalla profondità di posa e dalla
disposizione dei cavi. L’estensione spaziale del campo
magnetico è inferiore rispetto alle linee aeree, ma la
relativa potenza direttamente sopra al cavo interrato è
nettamente superiore rispetto a quanto non sia sotto
alla linea aerea. Il limite soglia di 1 microtesla risulta
rispettato già a una distanza di ca. 6 – 8 metri dall’asse
della linea del cavo interrato; la corrispondente distanza
per la linea aerea ammonta a ca. 60 – 80 metri.
60 – 80 m
6–8 m
6–8 m
1 µT
100 µT
Basi decisionali
Ogni progetto di costruzione della rete viene elaborato
in una procedura di pianificazione e autorizzazione a
più fasi, nella quale sono coinvolti gli uffici federali, le
autorità cantonali, le associazioni ambientali, i gestori
di rete e i diretti interessati. Mentre nella procedura del
piano settoriale la tecnologia e il corridoio di pianifi­
cazione vengono stabiliti dalle autorità, nella procedura
di approvazione dei piani i diretti interessati possono
­ resentare le loro richieste. Per le decisioni viene
p
utilizzato lo «Schema di valutazione per le linee di
trasmissione» che è stato elaborato dagli Uffici fede­
rali dell’energia (UFE), dell’ambiente (UFAM) e dello
sviluppo territoriale (ARE) e dalla Commissione federale
dell’energia elettrica (ElCom). L’obiettivo è garantire
soluzioni ampiamente accettate.
Schema di valutazione per le linee di trasmissione
Tutte e quattro le categorie di valutazione, di pari peso, confluiscono nella decisione relativa alla tecnologia.
Sviluppo territoriale
Aspetti tecnici
1. Tutelare le risorse
collegandosi ad altre infrastrutture
1. Esercizio della rete
Aumento della sicurezza (n-1)
2. Proteggere le aree abitate
2. Affidabilità e sicurezza
3. Tenere conto degli obiettivi
di pianificazione dello sviluppo
territoriale
3. Ciclo di vita
Perdite di energia e bilancio ecologico
Ambiente
Aspetti economici
1. Protezione dall’immissione
di radiazioni elettromagnetiche e rumore
1. Costi di investimento
e di esercizio
2. Tutela del paesaggio
2. Analisi costi-benefici
3. Bosco e biotopo
4. Falda freatica/suolo
Comparazione dei costi
L’elemento costi fa parte delle basi decisionali. Si tiene conto dei costi dell’intero ciclo di vita che comprendono costruzione, esercizio,
manutenzione e perdite di energia elettrica per tutta la durata di vita. A seconda della tecnologia e della situazione locale, i costi di
un cablaggio interrato sono superiori rispetto a quelli di una linea aerea. Nei casi con condizioni favorevoli per il cablaggio interrato e
condizioni sfavorevoli per le linee aeree, i costi per la prima soluzione possono attestarsi a circa il doppio. Nella situazione opposta il
fattore può ammontare fino a dieci o più.
Ogni progetto di rete di Swissgrid, che sia per una linea aerea o per un cavo interrato, deve essere valutato dal punto di vista economico
dal regolatore ElCom poiché i costi verranno trasferiti sulla bolletta dei consumatori.
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BRO5010_i1701 / gennaio 2017
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