Le tempeste di ghiaccio innescano blackout prolungati, mentre ghiaccio e vento si combinano sovraccaricando le linee elettriche

Le tempeste di ghiaccio sono tristemente note per innescare blackout diffusi e di lunga durata — non per via di un singolo punto di guasto, ma perché più sollecitazioni colpiscono simultaneamente le linee aeree. Quando la pioggia gelata riveste un conduttore, l’accumulo non si limita ad aggiungere peso al conduttore stesso. Il ghiaccio si deposita su accessori, isolatori e strutture di supporto, aumentando il carico complessivo che il sistema deve sostenere. Allo stesso tempo, quel profilo ingrandito e ricoperto di ghiaccio offre al vento una superficie maggiore su cui spingere, amplificando le forze laterali che possono piegare o spezzare i componenti.

Il problema peggiora quando ghiaccio e vento interagiscono con il paesaggio attorno alla linea. Alberi e rami possono flettersi sotto il carico aggiuntivo del ghiaccio e urtare i conduttori, generando impatti e forze irregolari che le linee non sono progettate per assorbire in modo uniforme. Questi carichi disomogenei possono modificare i profili di tensione lungo le campate e sulla ferramenta. In determinate condizioni, i conduttori possono anche iniziare a “galloppare” (“galloping”) — un’oscillazione di grande ampiezza indotta dal vento, che può ridurre la distanza di sicurezza tra linee in tensione e oggetti vicini o altre fasi. Questa perdita di franco aumenta la probabilità di guasti, danni e interruzioni a cascata.

Un argomento centrale del paper è che questo tipo di danni da tempesta non può essere compreso — né prevenuto — valutando i singoli elementi in isolamento. Concentrarsi solo su un componente, come il conduttore, un palo o un accessorio, fa perdere di vista il comportamento del sistema quando più carichi si presentano contemporaneamente. Gli autori, invece, sottolineano la necessità di valutare l’intera linea come una struttura integrata: conduttori, ferramenta, strutture, geometria delle campate, prossimità della vegetazione e condizioni ambientali che possono sommarsi tra loro durante il maltempo invernale intenso.

Per ancorare questo approccio di sistema alle evidenze, il paper passa in rassegna una prova sul campo invernale in cui tre diversi sistemi di conduttori sono stati monitorati in condizioni reali. Osservando queste configurazioni durante l’esposizione invernale, lo studio mette in luce come le prestazioni dipendano dal comportamento combinato della linea, e non soltanto dalle specifiche dei materiali. Accanto a questo test monitorato, gli autori attingono anche agli archivi di una utility relativi a una grande tempesta di ghiaccio regionale, utilizzando dati operativi per illustrare schemi reali di danno e le sfide del ripristino.

Oltre alla diagnosi, il paper delinea passi pratici che le utility possono adottare per ridurre il rischio e ripristinare più rapidamente. Ciò include la selezione e la gestione dei corridoi di linea tenendo presenti i pericoli invernali, la pianificazione di strategie di ripristino che considerino i vincoli di accesso e le modalità di danno più probabili, e la definizione di procedure per proteggere sia le squadre sia il pubblico. Un’attenzione particolare è dedicata alla sicurezza in prossimità di conduttori che possono essere ricoperti di ghiaccio, dove i rischi legati a visibilità, movimentazione e distanze di sicurezza possono cambiare rapidamente durante le operazioni di ripristino.

L’articolo compare su IEEE Spectrum Magazine, la pubblicazione di punta di IEEE che tratta tecnologie emergenti e i loro impatti nel mondo reale, ed è presentato attraverso un hub che richiede agli utenti la registrazione e l’accesso con login per la consultazione completa.

Perché è importante

Con il diventare delle tempeste di ghiaccio una minaccia ricorrente per l’affidabilità in molte regioni, le utility affrontano una pressione crescente per irrobustire le reti aeree contro guasti complessi e multifattoriali. Una visione a livello di sistema — che integri carichi da ghiaccio, forze del vento, impatti della vegetazione e il moto dinamico dei conduttori — può cambiare il modo in cui le linee vengono progettate, dove vengono collocati i corridoi e come viene gestito il ripristino del servizio. Ciò che accadrà in seguito dipenderà dalla capacità delle utility di tradurre le lezioni delle tempeste e il monitoraggio sul campo in pratiche ingegneristiche aggiornate e in protocolli di sicurezza.