Il problema del miglioramento della sicurezza strutturale del sistema di trasporto e distribuzione dell’energia elettrica per quanto riguarda il malfunzionamento di macchine e apparati che possono dar luogo ad incendi ed esplosioni rappresenta un tema a cui costruttori e gestori di impianti hanno sempre dedicato attenzione in ragione degli effetti che tali eventi, per quanto relativamente rari, possono produrre sulle persone e sulle cose. Le apparecchiature elettriche (macchine, componenti) possono essere soggette durante l’esercizio a guasti di varia natura. Gli scenari incidentali associabili a tali eventi sono determinati dall’inserimento di queste tipologie di macchine e apparecchiature in contesti urbani e/o industriali dove l’evento incidentale può avere effetti gravi sulle persone, sugli impianti e sulle infrastrutture. Il grado di sicurezza di un’apparecchiatura elettrica è legato alla probabilità associata all’evento di guasto interno ed alla probabilità del verificarsi, in conseguenza del guasto stesso, di un incendio o di uno scoppio; la sicurezza dell’intero impianto è legata all’insieme dei provvedimenti messi in atto per controllare o comunque mitigare gli effetti di tali eventi. Il problema della sicurezza può essere affrontato aumentando l’affidabilità della macchina dal punto di vista elettrico, riducendo i tempi di intervento delle protezioni in rete, migliorando le prestazioni delle apparecchiature dal punto di vista strutturale. L’obiettivo del presente Sottoprogetto SESAP "Valutazione e mitigazione degli effetti prodotti da esplosione di apparecchiature elettriche" del Progetto SISIGEN "Sicurezza del Sistema Elettrico" è lo sviluppo di una metodologia per la mitigazione degli effetti del guasto sull’ambiente circostante, sia in caso di incendio che di scoppio. In particolare, il Sottoprogetto si propone di definire delle linee guida da adottare per l’inserimento ottimale delle sottostazioni e delle cabine primarie negli ambienti urbani, in prossimità di infrastrutture (ad es. vie di comunicazione) o di insediamenti industriali e per la progettazione di interventi di mitigazione del rischio da scoppio e incendio nelle centrali in caverna.. Il Sottoprogetto è stato suddiviso in due filoni di attività: − ATTIVITA’ A – Modellazione numerica di processi di combustione in regime transitorio Obiettivo di questa attività è il miglioramento delle conoscenze mediante la conduzione di esperienze di simulazione numerica di processi di combustione in regime transitorio, con riferimento ai fenomeni di combustione rapida dei prodotti gassosi della pirolisi dell’olio minerale (fenomeno conseguente al malfunzionamento di apparecchiature elettriche isolate in olio, quali tipicamente i trasformatori di potenza). − ATTIVITA’ B – Sviluppo e implementazione di un legame costitutivo con formulazione esplicita per analisi di strutture in cemento armato tridimensionali soggette a storie di carico qualsiasi Obiettivo di questa attività è lo sviluppo e l’implementazione di un legame costitutivo adatto all’analisi di strutture in cemento armato tridimensionali per la verifica di strutture esistenti e la progettazione di nuove opere di protezione dal rischio di scoppio. In particolare il legame costitutivo dovrà essere in grado di rappresentare il comportamento strutturale sotto storie di carico qualsiasi (non radiali, con inversione di carico, ciclici). Il presente rapporto raccoglie i risultati degli studi svolti nel periodo ottobre/dicembre relativamente all’Attività B.

Il campo di applicazione di riferimento è quello delle strutture in conglomerato cementizio normalmente armate, per le quali il problema della dipendenza dei risultati dal reticolo di calcolo in presenza di localizzazione delle deformazioni è mitigato dalla presenza delle barre di armatura; non è quindi previsto l’utilizzo di tecniche di regolarizzazione. Il legame costituitivo è stato dapprima implementato e validato in un programma ad hoc per l’integrazione dei percorsi di carico del punto materiale; successivamente è stato inserito in un codice di calcolo commerciale a formulazione esplicita (ABAQUS/Explicit) mediante lo sviluppo di una user- subroutine. Per validare tale modello sono state eseguite diverse elaborazioni numeriche a partire da semplici prove sul punto materiale fino ad arrivare a strutture reali. Particolare attenzione è stata rivolta al problema del taglio, studiando sia semplici pannelli che pareti in calcestruzzo armato.