22/05/2025
Quando la costruzione di un tunnel guida la ricerca
Nel settembre 2023 sono iniziati i lavori di costruzione di un nuovo tunnel laterale nell'ambito del progetto FEAR. Questo tunnel si sviluppa parallelo a una zona di faglia naturale, che sarà esaminata da vicino per comprendere meglio come si evolvono e si arrestano i terremoti. I lavori di scavo hanno sostenuto anche un altro progetto di ricerca -PRECODE- incentrato sul comportamento delle rocce cristalline come barriera geologica per lo smaltimento delle scorie nucleari. L'obiettivo di questo progetto è lo studio della risposta della roccia adiacente alle attività di scavo, in particolare in termini di stabilità, e come si evolve nel tempo la Zona di Danno da Scavo (EDZ), ossia le pareti del tunnel e il volume di roccia direttamente interessato dallo scavo. La EDZ è un fattore cruciale nella ricerca di un deposito di scorie nucleari adeguato.
Per rispondere ai quesiti scientifici del progetto PRECODE, il volume di roccia interessato è stato minuziosamente dotato di strumentazione in anticipo con varie tecniche di monitoraggio, quali metodi sismici, idraulici, di deformazione e geofisici. Un'importante incognita riguarda l'impatto dei metodi di scavo sulla EDZ, compreso il confronto tra due tecniche. L'obiettivo è osservare l'evoluzione della EDZ in un periodo di tre-cinque anni.
I primi dieci metri della nuova galleria sono stati scavati con un'esplosione controllata, mentre i restanti undici metri sono stati scavati con una tecnica nota come “Line Drilling and Rock Breaking” (perforazione in linea e rottura della roccia), internamente chiamata “Soft Excavation (scavo morbido)”. Questo metodo prevede la realizzazione di numerosi piccoli fori lungo la circonferenza del tunnel per fungere da punti di ancoraggio per uno spacca roccia, che è utilizzato per frantumare il materiale interno. L'obiettivo dello scavo morbido è quello di ridurre al minimo i danni indotti dallo scavo, consentendo al progetto di valutare l'evoluzione dei danni causati esclusivamente dalla ridistribuzione delle tensioni, a differenza dei danni indotti dallo scavo e dall'esplosione.
I risultati iniziali dimostrano chiaramente lo sviluppo della EDZ intorno al tunnel in risposta allo scavo. L'identificazione delle caratteristiche di questa EDZ a breve termine - in particolare la sua posizione e la sua estensione - ha aperto la strada al team di ricerca PRECODE per concentrarsi sull'area di interesse per il monitoraggio a lungo termine, dove studierà come il danno si evolve nel tempo a causa del cambiamento delle condizioni ambientali.
Dopo questa sezione di prova, lo scavo è proseguito per altri 80 metri circa, utilizzando il metodo di perforazione e brillamento più rapido. Alla fine di aprile, lo scavo della galleria laterale è stato completato. Sono ora in corso le operazioni finali, tra cui la pavimentazione del tunnel con calcestruzzo e l'installazione di una rete metallica sul soffitto per garantire un ambiente di lavoro sicuro. Questo mese è prevista la perforazione dei primi pozzi dal nuovo tunnel laterale per continuare con gli obiettivi di ricerca.
Il progetto PRECODE è guidato da un gruppo di ricerca del RWTH Aachen. I partner del progetto sono il Politecnico di Zurigo, la York University (Canada), la Dalhousie University (Canada) e la BGE Technology GmbH (Germania).