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Quali difese delle reti elettriche contro gli eventi estremi?

Rendere le reti resilienti e ripristinare l'elettricità in tempi rapidi dopo terremoti, alluvioni ed eventi geomagnetici può evitare ulteriori effetti drammatici sulle popolazioni. Il tema è stato affrontato dal Centro di Ricerca Scientifica della Commissione Europea (JRC) che ha fornito anche alcune raccomandazioni ai gestori di rete.

L’elettricità è come la salute: non ti accorgi di quanto sia importante fino a che non viene improvvisamente a mancare.

Se ne sono accorti drammaticamente a Portorico, per esempio, dove il collasso della rete elettrica dopo il passaggio dell’uragano Maria, nel settembre 2017, sembra aver prodotto indirettamente, secondo un’inchiesta del New York Times, oltre 1000 morti, contro i 64 ufficialmente censiti.

La mancanza di elettricità, infatti, non ha solo lasciato la gente al buio e senza cellulari o Tv, ma anche bloccato i condizionatori, nel clima soffocante dell’isola, gli apparecchi medici degli anziani, la depurazione delle acque fognarie e il pompaggio di quelle potabili, la refrigerazione degli alimenti, e così via, in un crescendo di possibili cause di malattia e morte.

Il caso di Portorico è veramente estremo, se si pensa che al 30 dicembre circa la metà della popolazione non era ancora stata riconnessa alla rete elettrica.

Ma i blackout avvengono continuamente anche in Europa, provocando danni umani e finanziari. L’Italia, paese che non si fa mancare quasi nulla in termini di disastri naturali, è in prima linea: basti pensare al grande blackout in Abruzzo, seguito alla nevicata record di metà gennaio 2017: 300mila persone senza corrente, e quindi spesso senza acqua e riscaldamento, per giorni e giorni.

Uno scenario poi che si ripete a ogni inondazione o terremoto.

Ma, non siamo soli, in questo: i paesi lungo le coste atlantiche dell’Europa, per esempio, ad ogni bufera, si ritrovano con decine di migliaia di famiglie al buio.

È inevitabile tutto questo?

Se lo è chiesto il Centro di Ricerca Scientifica della Commissione Europea, JRC, ad Ispra, producendo uno studio sul tema intitolato “Power grid recovery after natural hazard impact”, liberamente scaricabile da Internet.

Nel rapporto l’ingegnere Georgios Marios Karagiannis e i suoi colleghi hanno analizzato la resistenza e il recupero della rete elettrica dopo 16 terremoti, 20 alluvioni e 15 “eventi spaziali” (cioè tempeste geomagnetiche di origine solare, che influiscono sulle reti elettriche) avvenute in Europa negli ultimi anni, traendone suggerimenti su come rendere la rete più resistente.

Partiamo proprio dagli “eventi spaziali”, che sono certo i meno conosciuti.

«Sono anche i più rari, avvenendo solo quando si verificano ben precise condizioni, come eruzioni di plasma dal Sole, indirizzate proprio verso il nostro pianeta», dicono i ricercatori. «Ma hanno un potenziale distruttivo enorme: le particelle solari interagendo con il campo magnetico terrestre, creano per induzione sovratensioni nei trasformatori elettrici e circuiti elettronici, bloccandoli nel migliore dei casi, distruggendoli nel peggiore».

Se l’«episodio di Carrington», una eruzione solare che nel 1859 mise fuori uso i telegrafi in Usa Europa e Australia, avvenisse oggi, i danni, fra rete elettrica, sistemi elettronici e satelliti messi fuori uso, si conterebbero a centinaia di miliardi.

Un’idea più chiara di cosa avverrebbe ce la dà quanto avvenuto in Quebec nel 1989, quando una eruzione solare, molto meno intensa di quella di 140 anni prima, spense l’intera rete elettrica: ci vollero 9 ore per ripristinarla all’80%, ma poi servirono 10 mesi per sostituire tutti i componenti, come trasformatori e relais, danneggiati e ritornare alla normalità.

Altri eventi simili hanno colpito da allora qua e là nel mondo, per ora risparmiandoci.

Secondo il documento una tempesta geomagnetica che colpisse l’Europa potrebbe, con il solo sbalzo di voltaggio, lasciare senza elettricità più paesi contemporaneamente, complicando il ripristino.

Un ritorno parziale dell’elettricità potrebbe avvenire in qualche ora, ma i danni richiederebbero mesi per essere completamente riparati.

Per questo si raccomanda di predisporre le reti per questa eventualità e istituire un servizio di allarme che, usando i dati dei satelliti posizionati intorno al Sole, diano almeno un preavviso sufficiente a creare blackout controllati nel periodo della tempesta geomagnetica, preservando i sistemi da danni maggiori.

Più conosciuti sono i rischi prodotti da terremoti e alluvioni.

Esaminando gli effetti di 16 sismi in tutto il mondo, gli esperti hanno concluso che i punti più vulnerabili alle scosse sono i tralicci, che possono cadere o deformarsi, e gli isolanti in ceramica nelle centrali di trasformazione e distribuzione, che possono persino sbriciolarsi. Anche gli armadi con batterie e relais, se non fissati ai muri, si possono facilmente rovesciare.

Particolarmente vulnerabili sono poi edifici e attrezzature poste su terreni che possono liquefarsi con le scosse, facendo inclinare e sprofondare le fondamenta.

Quasi sempre, dopo un terremoto la corrente viene ripristinata nelle aree più raggiungibili, spesso usando dispositivi temporanei, come generatori diesel o tralicci di fortuna, fra 1 e 4 giorni dal sisma, ammesso che le strade restino percorribili ai mezzi pesanti. Le aree più isolate possono aspettare però anche settimane o mesi per “rivedere la luce”.

Per questo le vulnerabilità delle attrezzature al sisma dovrebbero essere previste e risolte, da chi opera in aree soggette a terremoti.

Per determinare i danni da alluvione, invece, i ricercatori hanno considerato 20 di questi eventi, constatando che, a secondo della gravità, il ripristino della corrente può andare da sole 24 ore fino a ben tre settimane.

Le alluvioni, infatti, non danneggiano solo direttamente le reti elettriche, per esempio erodendo il suolo sotto i tralicci fino a farli cadere e innescando corti circuiti, ma spesso portano anche acqua e fango all’interno dei dispositivi elettronici ed elettromeccanici, distruggendoli.

Il “vantaggio” delle alluvioni, però, è che si può prevedere sia dove avverranno che essere avvertiti alcune ore prima dell’evento: così le attrezzature nelle aree critiche dovrebbero essere tutte a prova di acqua ed elevate da terra, mentre la corrente può essere staccata prima dell’esondazione, per evitare folgorazioni, corti circuiti, incendi ed esplosioni.

Se questa è la situazione, allora, che fare?

I ricercatori fanno 8 raccomandazioni ai politici e agli amministratori di società elettriche e di distribuzione, che in gran parte si possono riassumere in una: siate preparati a queste evenienze, che oggi sono largamente prevedibili, se non nel tempo, almeno nella conoscenza delle zone a rischio.

Quindi, si raccomanda, di creare piani di intervento, addestramento del personale, rinforzare e rendere resilienti le reti ai possibili danni, accumulare mezzi e pezzi di ricambio nelle aree e rischio e rendere ridondanti gli equipaggiamenti nei nodi cruciali della rete.

Quando l’uragano Sandy colpì New York, alcune aree della città mantennero l’elettricità, solo perché si erano attrezzate con generatori locali.

Se salta la rete elettrica, saltano anche la sanità, le telecomunicazioni, la fornitura di acqua e tanti altri servizi, la cui mancanza può trasformare un’emergenza in una catastrofe.

E in Italia come siamo messi con la preparazione della rete elettrica ai grandi disastri naturali? Lo abbiamo chiesto a Terna, che si occupa della rete ad alta tensione, e ad Enel, che si occupa della distribuzione a media e bassa tensione in buona parte del paese.

Le loro risposte le riporteremo in un articolo che pubblicheremo nei prossimi giorni.