Valutazione del Rischio nello Scavo con TBM in Terreni Misti mediante Ponderazione Soggettiva-Oggettiva Combinata e Analisi Fuzzy delle Coppie di Insiemi

La realizzazione di gallerie con scudo in contesti geologici complessi, in particolare in terreni misti, rappresenta una delle sfide più significative nell’ingegneria delle infrastrutture sotterranee. L’eterogeneità delle formazioni geologiche, unitamente alla variabilità delle condizioni idrogeologiche, introduce un elevato grado di incertezza e rischio che richiede metodologie avanzate per una valutazione precisa e affidabile.

Le Specificità del Tunneling in Terreni Misti

L’impiego di Tunnel Boring Machine (TBM) per lo scavo di gallerie è una pratica diffusa, ma le performance e la sicurezza di queste macchine dipendono criticamente dalle caratteristiche del terreno attraversato. I terreni misti, caratterizzati dall’alternanza imprevedibile di strati coesivi e granulari, di roccia tenera e dura, o dalla presenza di lenti e blocchi isolati, pongono sfide uniche. Questa variabilità può causare instabilità al fronte di scavo, usura accelerata degli utensili di taglio, fenomeni di blocco della TBM o crolli localizzati. Una gestione inadeguata di tali condizioni può comportare rallentamenti significativi, incrementi dei costi e, in casi estremi, gravi incidenti.

Metodologie Avanzate per la Stima del Rischio Geotecnico

Per affrontare le complessità intrinseche alla progettazione e all’esecuzione di opere in sotterraneo, è indispensabile adottare modelli di valutazione del rischio che integrino diverse fonti di informazione e gestiscano l’incertezza. Un approccio efficace prevede l’utilizzo di metodologie che combinano l’assegnazione di pesi soggettivi e oggettivi ai fattori di rischio.

• Ponderazione Soggettiva-Oggettiva Accoppiata: Questo metodo mira a bilanciare il giudizio degli esperti con dati quantitativi. La componente soggettiva deriva dall’esperienza di ingegneri geotecnici e tunnelisti, fondamentale per interpretare scenari complessi e per valutare rischi difficilmente quantificabili. La componente oggettiva, invece, si basa su dati storici, misurazioni in situ, risultati di laboratorio e analisi statistiche. L’accoppiamento di queste due prospettive consente di ottenere una struttura di ponderazione dei fattori di rischio più robusta e rappresentativa, riducendo le distorsioni che potrebbero derivare da un’analisi puramente soggettiva o da una base di dati incompleta.
• Modello di Analisi Fuzzy Set Pair: In contesti dove le informazioni sono intrinsecamente imprecise o vaghe, come spesso accade in geotecnica, i modelli basati sulla logica fuzzy offrono uno strumento potente. L’analisi Fuzzy Set Pair, in particolare, permette di valutare il grado di correlazione, differenza e incertezza tra due insiemi di dati o concetti. Questo approccio è utile per modellare la relazione tra le condizioni geologiche attese e quelle effettivamente incontrate, o per quantificare la prossimità di uno stato operativo a una condizione di rischio. Attraverso funzioni di appartenenza e indici di connessione, il modello fornisce una valutazione del rischio più sfumata e realistica, superando le limitazioni dei modelli booleani tradizionali che richiedono confini netti tra stati diversi.

Implicazioni Pratiche per i Professionisti del Settore

L’applicazione di modelli di valutazione del rischio così sofisticati ha ricadute dirette sulla pratica progettuale ed esecutiva. I progettisti possono beneficiare di una comprensione più approfondita dei potenziali scenari di rischio, consentendo una migliore selezione delle TBM, l’ottimizzazione dei parametri di scavo e la definizione di piani di emergenza più mirati. Durante la fase di costruzione, questi modelli supportano un monitoraggio più efficace e la capacità di adattare rapidamente le strategie operative al variare delle condizioni del terreno, contribuendo a minimizzare i tempi morti, contenere i costi aggiuntivi e, soprattutto, garantire la sicurezza del personale e dell’opera.

L’integrazione di approcci avanzati per la valutazione del rischio, quali la ponderazione soggettiva-oggettiva e i modelli basati sulla logica fuzzy, è fondamentale per affrontare le complessità delle moderne opere infrastrutturali sotterranee. Questi strumenti analitici rappresentano un ausilio indispensabile per gli ingegneri civili e geotecnici, promuovendo decisioni più informate e contribuendo al successo di progetti di tunneling sempre più ambiziosi.