UN PICCOLO INTERVENTO ACQUEDOTTISTICO DI BUON CONTENUTO TECNICO

1. PREMESSA

La cura impiegata nella risoluzione dei problemi che interessano la moderna società, dipende normalmente non tanto, come sarebbe logico pensare, dalle difficoltà intrinseche che li caratterizzano quanto invece dalla loro importanza economica. Ed ecco, da un lato, grandi opere pubbliche progettate e realizzate con dovizia di mezzi e con una attenzione del tutto particolare mentre dall'altro gli interventi minimali per ammontare di spesa sono totalmente trascurati sia come progettazione che come realizzazione pratica. Non è questo il caso delle opere di cui alla presente nota che, pur essendo di importanza economica assai modesta, possiedono qualità tecnica e coerenza con gli scopi da raggiungere. che le rendono meritevoli, a giudizio di chi scrive, di essere segnalate

2. CARATTERISTICHE GENERALI

Le opere riguardano il potenziamento di un piccolissimo acquedotto alimentante la frazione di Carpen in Comune di Quero (BL) e costituito, come risulta dallo schema allegato di fig. 1, da una sorgente con annessa vasca di raccolta e carico posta a quota 152 m (vasca superiore), da una condotta di adduzione del diametro di 70 mm e da una piccolissima rete di distribuzione. Divenuta insufficiente la portata di cui sopra, occorreva integrarla con quella di una seconda sorgente munita anch'essa di una camera di raccolta (vasca inferiore) che, essendo posta ad una quota di soli 100 m, comportava il sollevamento meccanico dell'acqua tramite un piccolo impianto di pompaggio da ubicare nelle sue vicinanze e tutto ciò senza modificare le preesistenti modalità di distribuzione dell'acqua. La soluzione più semplice, ma non certo la più economica, sarebbe stata quella inerente il collegamento diretto tra le due vasche mediante una condotta di adduzione che, sviluppandosi lungo un pendio montagnoso per circa 300 m, avrebbe consentito alle pompe di ripristinare il livello massimo nella vasca superiore ogni qualvolta esso scendeva, per l'insufficiente portata della sorgente superiore, al di sotto del limite di sicurezza.
La costituzione delle opere effettivamente realizzate, oltre che risultare più economica sia nella costruzione della condotta di adduzione (limitata a soli 140 m di tracciato pianeggiante) che nella gestione, consente anche di immettere in rete una portata maggiore di quella relativa alla soluzione sbrigativa precedentemente indicata.
 

3. SOLUZIONE SCELTA E VERIFICA DEL FUNZIONAMENTO IDRAULICO

Posto come base che la portata massima da fornire all'utenza nell'ora di punta del giorno di massimo consumo fosse pari a 5 l/sec si doveva ricercare quella soluzione che, sfruttando in pieno la producibilità della sorgente superiore, rendesse il meno frequente possibile l'oneroso funzionamento delle pompe della sorgente bassa. Tale risultato è stato raggiunto realizzando un collegamento idraulico tra le pompe e l'adduttrice preesistente lungo il percorso più breve e più agevole (tronco A - B di soli m 140). e ponendo in opera un cavo elettrico aereo tra vasca superiore e pompe per il funzionamento in automatico di queste ultime. Ne è nato uno schema idrico che consente all'acqua sollevata di immettersi sia direttamente nella rete di distribuzione sia, percorrendo a ritroso una parte della condotta preesistente, nella vasca superiore a seconda della portata totale consumata dall'utenza e di quella prodotta in alto.
I casi limite di verifica idraulica dell'insieme sono:
a) il consumo dell'utenza è nullo e pertanto tutta l'acqua della sorgente inferiore è recapitata nella vasca superiore. I dati, per portate variabili da 0 a 5 l/sec e rappresentati nel grafico dalla curva "a", sono quelli della seguente tabella 1.

b) il consumo dell'utenza è massimo (5 l/sec) e viene soddisfatto dalle due sorgenti funzionanti in parallelo. Ognuna di esse varia la propria portata da zero ad un massimo di 5 l/sec in funzione della producibilità della sorgente alta cui è data priorità in quanto il galleggiante che comanda le pompe entra in funzione solo quando il livello in tale vasca scende al di sotto della soglia di sicurezza. I dati, nel caso in esame, rappresentati nel grafico dalla curva "c" sono quelli della tabella 2).

E' chiaro come la fascia di funzionamento contrassegnata con tratteggio nel grafico, essendo delimitata dalle citate curve relative rispettivamente al consumo nullo e al consumo massimo dell'utenza, racchiuda tutte le altre possibili situazioni di esercizio, nessuna esclusa, sia al variare dei consumi totali dell'utenza sia al variare del contributo rispettivo dell'una o dell'altra sorgente. Ad esempio quando la richiesta idrica totale è pari a 2 l/sec, cioè corrispondente pressappoco alla portata media richiesta dall'utenza, si avrà il funzionamento rappresentato dalla curva "b" e dalla seguente tabella 3) nella quale il segno - rappresenta la portata entrante nella vasca superiore.

4. LA SCELTA DELLA POMPA DA INSTALLARE

Nel grafico di fig. 2 è tracciata la curva caratteristica della pompa installata, curva che interseca l'area tratteggiata di funzionamento delle condotte mantenendo, nel corrispondente intervallo, buoni rendimenti meccanici del gruppo..
I dati principali di funzionamento sono i seguenti:
- con consumi di rete nulli l'intera portata della pompa pari, in tale ipotesi, a 3.5 l/sec, viene addotta alla vasca superiore e il dislivello da vincere è pari a m. 62 (Punto A del grafico);
- con un consumo massimo dell'utenza pari a 5 l/sec la pompa solleva (Punto D) una portata di 4.3 l/sec con una prevalenza di m.58. La restante portata di 0.7 l/sec è fornita dalla sorgente superiore;
- con consumi intermedi dell'utenza le portate e prevalenze della pompa variano entro i limiti sopra descritti ma con la pregiudiziale di pompa ferma se la sorgente superiore è in grado da sola di far fronte al fabbisogno del momento. Ad esempio per consumi di 2 l/sec cioè per la portata media di consumo e se il livello della vasca superiore fosse sceso al di sotto della soglia, la pompa solleverebbe (Punto C) una portata di 4 l/sec dei quali 2 l/sec destinati alla rete ed i restanti 2 l/sec alla vasca superiore per ripristinarne il livello massimo. Nel caso la sorgente superiore avesse una portata pari o superiore a 2 l/sec la pompa rimarrebbe, ovviamente, ferma.

Da rilevare come l'installazione consenta alla sorgente inferiore di far fronte da sola alla quasi totalità dei consumi massimi (ben 4.3 l/sec contro i 5 l/sec), nel mentre in tutti gli altri casi l'acqua sollevata venga in buona parte immessa direttamente nella rete di distribuzione con perdite di carico contenute grazie alla esigua estesa della condotta di collegamento.

Se si fosse invece adottato l'altro schema idraulico consistente, come precedentemente indicato, in una condotta di collegamento diretto tra sollevamento e vasca superiore, la medesima pompa avrebbe avuto un funzionamento (Punto B) di 3.7 l/sec con prevalenza fissa di m 61, essendo allora il funzionamento totalmente indipendente dai consumi. I risultati salienti, paragonati a quelli della soluzione effettivamente realizzata, sarebbero stati, con tale soluzione, i seguenti,.
- una inferiore portata massima della pompa ( 3.7 invece di 4,3 l/sec)
- con un consumo medio dell'utenza ( 2 l/sec), che è quello che si verifica statisticamente con maggior frequenza, la pompa funzionerebbe con una prevalenza di 61 m contro i m 59.5 reali e quindi con un maggior consumo energetico del 2.5 %;
- si otterrebbero risultati migliori solo con consumi dell'utenza prossimi allo zero e pompa che manda tutta la portata nella vasca superiore, ma tali condizioni, nella realtà, non si verificano mai in quanto, in tutti i casi di consumi bassi e bassissimi, la pompa non entra in funzione essendo sufficiente la sola sorgente superiore per coprire il fabbisogno. Sono evidenti i vantaggi ottenuti con lo schema idraulico adottato.

Non resta che da accennare al pericolo, insito in un pompaggio diretto in condotta come quello in argomento, della trasmissione in rete di pericolosi colpi d'ariete. Tale eventualità è stata quasi completamente scongiurata grazie alla installazione, effettuata subito a valle della pompa, di una valvola di ritegno a membrana la quale, chiudendosi rapidamente per effetto della propria elasticità, impedisce che, all'arresto della pompa, il moto dell'acqua abbia da invertirsi.

5. CONCLUSIONI

Si è descritto un intervento di potenziamento, mediante installazione di pompe di sollevamento, di un piccolissimo acquedotto un tempo funzionante a gravità. La soluzione scelta ha consentito di realizzare consistenti economie di spesa non solo grazie alla minor estesa della nuova condotta di adduzione ma anche alla sua ubicazione nella sede stradale che ne ha migliorato notevolmente la fattibilità. Ulteriori economie si sono ottenute nelle spese di esercizio a seguito dell'ottimo rendimento meccanico delle apparecchiature installate, confermato da un esercizio durato ininterrottamente per decenni.
Interessante anche la modalità di calcolo idraulico adottata per la definizione delle caratteristiche delle nuove opere.
 

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