Riassunto analitico
I tunnel stradali di lunghezza superiore ai 2 km necessitano di sistemi di ventilazione adeguati, atti al controllo della qualità dell'aria in galleria e all'evacuazione dei fumi in caso di evento. Un aspetto di centrale importanza per l'efficacia di tali sistemi è la predizione della velocità dell'aria lungo tutta l'estensione della galleria. Nel presente lavoro si è preso in considerazione il caso del Traforo del Monte Bianco (TMB), già oggetto di diversi studi pregressi. Noti i parametri dimensionali, le caratteristiche delle macchine operatrici installate nel traforo e le costanti fluidodinamiche della galleria, è possibile elaborare dei modelli semplificati che descrivano con ragionevole approssimazione il comportamento del flusso dell’aria all’interno della galleria. Tali modelli debbono essere necessariamente complementati da rilievi puntuali tramite sensori installati in loco. Nell'attuale sistema di controllo della ventilazione del TMB sono installati una serie di anemometri disposti lungo i 12 chilometri del tunnel, ognuno dei quali misura un valore puntuale di velocità dell’aria. Diverse sono le cause che influenzano l'accuratezza di tale sistema, tra i quali la presenza di molteplici fattori di disturbo fluidodinamico che falsano la lettura degli strumenti producendo in uscita valori di velocità che, sottoposti a una verifica incrociata in situ, risultano discrepanti rispetto alla realtà. Il seguente lavoro multidisciplinare ha l'obiettivo di valutare l'efficacia di uno strumento statistico, quale il Filtro di Kalman Esteso (EKF), per la predizione del flusso in galleria. Il filtro in esame combina i risultati di un modello matematico opportunamente tarato, e le rilevazioni sperimentali, allo scopo di fornire una stima della velocità locale che sia più accurata e del modello, e della misura stessa, riducendo così le diverse componenti di errore che agiscono sia sul modello che sulle osservazioni, in base alle relative incertezze. Il risultato è la creazione di un osservatore di stato in grado di bilanciare l’informazione estratta dal modello e quella estratta dalla misura a seconda dell’affidabilità delle informazioni. Il filtro è stato implementato e valutato sulla base dei risultati di campagne sperimentali eseguite in precedenza, confermandone così l'applicabilità al caso in esame.
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