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1)
PREMESSA
Nella memoria "LA RAZIONALIZZAZIONE DELLE RETI DI DISTRIBUZIONE
D'ACQUA POTABILE A SOLLEVAMENTO MECCANICO" pubblicata su "l'Acqua" n.3/98
e nel sito Internet http://altratecnica.3000.it si è dimostrato come
la presenza dei serbatoi pensili o di serbatoi in quota di altro
tipo posti in testa alla rete per stabilizzarne la pressione di
partenza, se da un lato conferisce al servizio acquedottistico
quelle caratteristiche di sicurezza tanto conclamate dalla
letteratura tecnica, dall'altro comporta inconvenienti gravi come,
trattandosi di reti a sollevamento meccanico, eccessivi dispendi
energetici e perdite occulte. Per ovviarvi si è proposta una
soluzione che prevede il funzionamento
della rete a pressione variabile descrivendone tutti i vantaggi, non
ultimo quello di rendere superflua la costruzione degli ingombranti
e poco estetici serbatoi pensili. Anche nelle reti funzionanti a
gravità, come illustrato nella memoria "LA RETE DI DISTRIBUZIONE
D'ACQUA POTABILE DEI TERRITORI CON NOTEVOLI DISLIVELLI TOTPOGRAFICI"
visibile nel sito internet citato, la presenza dei serbatoi di
testata, vincolando rigidamente la pressione di esercizio,
provocherebbe inconvenienti gravi per cui è stato proposto il
funzionamento della rete a pressione variabile asservita alle
richieste dell'utenza. Vale, per ambedue i tipi di acquedotti
indicati, la regola in base alla quale i serbatoi in oggetto debbono
essere del tipo a terra meno costosi di quelli pensili ed in grado
di contenere volumi d'acqua ben più consistenti nel mentre la
costruzione di questi ultimi deve essere bandita arrivando alla
conclusione, a tutta prima ritenuta logica, che quelli esistenti
dovrebbero essere demoliti.
Se si esamina poi la situazione reale degli acquedotti delle città
site in territori pianeggianti e dotati di serbatoi pensili di
testata, si constata come molto spesso questi ultimi siano
inutilizzati e ciò per motivazioni che possono esser ricondotte tra
le seguenti. Esiste una prima categoria che comprende serbatoi
relativamente bassi in quanto costruiti negli anni 20-40 quando le
città erano soltanto delle grosse borgate per la cui alimentazione
idropotabile si era ritenuta sufficiente una pressione di partenza
pari a 20-25 m sul suolo. Il grande sviluppo urbanistico avvenuto
negli anni seguenti ha reso in seguito tali strutture
insufficienti per cui sono state poste fuori servizio onde poter
effettuare la distribuzione con la maggior pressione di almeno 35-40
m. sul suolo che le nuove dimensioni ed importanza della città
richiedevano. Una seconda categoria di serbatoi inutilizzati
comprende quelli costruiti negli anni 50-60 quando i costi
energetici di sollevamento dell'acqua non rappresentavano che
un'incidenza di spesa minima. In tale evenienza si sono costruiti
serbatoi arditi con dimensioni che hanno raggiunto spesso i 55 m. di
altezza costringendo a pompare l'acqua a quote notevoli ma in quel
tempo ritenute atte ad un servizio inappuntabile.
Ebbene in questi casi ci si è accorti negli anni recenti che un
semplice abbassamento della pressione di pompaggio può portare ad
economie nella spesa energetica dell'ordine del 40- 50% di quanto
prima necessario, il che ha giustificato la loro messa fuori
servizio che dura ormai da molti anni.
Nella presente nota, nel mentre trova conferma la opportunità di non
costruire nuovi serbatoi pensili, si descrivono quali sono i
provvedimenti da adottare per poter comunque ritrarre dai descritti
monumenti all'inutilità che non si ritenga opportuno demolire,
vantaggi importanti senza rinunciare a far funzionare la rete con
quella pressione che la nuova tecnica acquedottistica consiglia. Da
rilevare come le rgomentazioni che formano l'oggetto della presente
nota riguardino soltanto i serbatoi di testata normalmente ubicati
in corrispondenza dell'impianto di produzione. Analoghi risultati si
possono alle volte conseguire anche per serbatoi pensili inseriti in
rete a seconda delle loro caratteristiche dimensionali, di quelle
funzionamento della rete e del telecontrollo e telecomando. La loro
eventuale utilizzazione, pertanto, và studiata caso per caso.
2)
DESCRIZIONE DEL PROBLEMA E DEI PROVVEDIMENTI DA ADOTTARE
L'inconveniente che si riscontra in una rete a pressione variabile
dotata di serbatoio pensile di testa, consiste nel fatto che non
esiste compatibilità tra la escursione della linea piezometrica di
inizio rete che può arrivare a più decine di metri a seconda delle
necessità di esercizio e quella di livello dei serbatoi pensili che
non supera invece i cinque/sei metri. Qualora però il serbatoio
fosse disconnesso dalla rete tramite apposite apparecchiature
idrauliche che gli consentissero il ripristino della connessione in
caso di bisogno, esso potrebbe comunque costituire una riserva
d'acqua utile per coprire eventuali panne di funzionamento e per
attenuare i colpi d'ariete conseguenti a particolari manovre o fuori
servizio delle apparecchiature.
Lo schema idraulico atto a realizzare tali funzionalità e illustrato
nella fig. 1, presenta alcune particolari caratteristiche. La vasca
deve innanzitutto essere collegata alla rete mediante condotta di
entrata/uscita derivata dal fondo serbatoio e munita di valvola
motorizzata, che chiameremo di intercettazione, comandata
dall'impianto di telecontrollo che la mantiene costantemente chiusa
fatta eccezione soltanto per i brevi periodi di utilizzazione che
saranno in seguito descritti.
Il
dispositivo di telecomando è in grado anche di attuare la
regolazione della valvola in modo da modularne le perdite di carico
a seconda delle necessità.
La vavola di cui sopra èbay-passata da una condotta munita di due
apparecchiature idrauliche, poste in serie, la prima delle quali,
costituita da una valvola motorizzata e che chiameremo di
regolazione, ha due sole possibili posizioni automaticamente imposte
dal sistema di telecontrollo: completamente aperta tutte le volte
che la pressione di rete è superiore al serbatoio pensile, strozzata
negli altri casi. La seconda apparecchiatura del by-pass è una
valvola che chiameremo di ritegno e che tenderebbe naturalmente ad
aprirsi per effetto della colonna d'acqua che la sovrasta se tale
condizione non fosse impedita dall'automatismo che provvede a
mantenerla, invece, sempre chiusa. Quest'ultima, in altri termini, è
una apparecchiatura che si apre da sola ogni qualvolta viene a
mancare, per un qualsiasi motivo, la corrente elettrica nella vicina
centrale di sollevamento.
Il funzionamento dell'impianto così modificato è il seguente.
L'automatismo provvede dapprima al riempimento del serbatoio e
quindi chiude la valvola di intercettazione. Anche la valvola di
ritegno, durante il normale esercizio, è mantenuta chiusa nel mentre
quella di regolazione si trova in una delle due posizioni descritte
a seconda della condizione di pressione nel funzionamento del
momento. Il serbatoio si trova, in tali condizioni, con l'invaso al
massimo livello e totalmente disconnesso dalla rete la quale,
pertanto può funzionare con qualsivoglia pressione di esercizio e
quindi anche "a pressione variabile asservita alle richieste
dell'utenza".
Il provvidenziale intervento del serbatoio ha luogo in due casi.
Quello di primo tipo è relativo alle reti a sollevamento meccanico,
e si verifica quando viene a mancare la corrente elettrica che
alimenta le pompe. L'apertura della valvola di ritegno, non più
mantenuta artificiosamente chiusa, ristabilisce allora la
connessione tra volume di invaso e condotte stradali con la
provvidenziale conseguenza che il rifornimento idropotabile non
subisce alcuna interruzione ma prosegue per tutta la durata
consentita dal volume proprio del serbatoio. Possono allora
verificarsi due casi. Se la pressione di esercizio nell'istante
che precede la panne era superiore al livello del serbatoio, essa si
abbassa fino a coincidere con il livello stesso con conseguente
leggera diminuzione della portata assorbita dall'utenza che torna a
tutto vantaggio della durata del possibile intervento del serbatoio.
In tale situazione, onde evitare maggiori perdite di carico, la
valvola di regolazione è totalmente aperta. Diversamente, qualora la
pressione fosse stata inferiore a quella dell'invaso, la fuoriuscita
dell'acqua dal soprastante serbatoio avrebbe trovato la valvola di
regolazione strozzata il che avrebbe consentito di ridurre il nuovo
carico ed evitato quindi un ingiustificato aumento di pressione
assicurando, anche in questo caso, una maggior durata
dell'alimentazione di soccorso.
L'intervento del serbatoio di secondo tipo, propria sia degli
acquedotti a sollevamento meccanico sia di quelli funzionanti a
gravità, ha invece luogo quando l'alimentazione della rete si
interrompe per un qualche disservizio come può essere la rottura di
una condotta di adduzione o delle apparecchiature idrauliche annesse
oppure di una pompa di sollevamento. In tale caso, venendo a mancare
la pressione alla mandata ha luogo l'immediato intervento del
sistema di telecontrollo che, constata l'anomalia emette l'allarme,
attua la connessione del serbatoio mediante apertura e regolazione
della valvola di intercettazione con conseguente immissione in rete
dell'acqua in esso contenuta.
In
ambedue i casi descritti, una volta cessata l'emergenza, ha luogo il
ripristino automatico delle normali condizioni di esercizio con
immediato riempimento del serbatoio che torna ad essere pronto per
eventuali nuove necessità.
In
definitiva il nuovo ruolo che in questa nota si propone di affidare
ai serbatoi pensili che esistono in testa a molte reti di
distribuzione d'acqua potabile, consiste nel mantenerlo sempre pieno
ma disconnesso dalla rete e pronto ad intervenire sia quando esso si
trova ad una quota inferiore alla linea piezometrica di
funzionamento (serbatoio "basso") nel qual caso costituisce una
utilissima riserva atta a far fronte alla emergenza sia pure con una
pressione leggermente inferiore a quella normale, sia quando è ad
una quota superiore (serbatoio "alto") nel qual caso è atto a
sostituirsi alla normale alimentazione mettendo in gioco un
importante volume d'acqua posto ad una quota
esuberante ma con possibilità di regolarne la pressione di
alimentazione tramite la valvola di riduzione asservita al sistema
automatico di telecontrollo.
Una ultima particolarità dell'impianto acquedottistico che si
descrive riguarda la necessità di evitare che, in caso di prolungato
mancato intervento del serbatoio, l'acqua che permane ferma per
lungo tempo al suo interno abbia a perdere i necessari requisiti di
potabilità. A tale scopo il dispositivo di telecontrollo e
telecomando sarà organizzato in modo che, ogni qualvolta la
piezometrica di rete si trova a coincidere con il livello del
baricentro dell'invaso, abbia da essere ripristinato a mezzo
apertura della valvola di intercettazione e per un certo periodo, ad
esempio per mezzora, il collegamento rete/invaso con funzionamento
forzato del serbatoio e conseguente ricambio dell'acqua in esso
contenuta. Tale operazione ha necessariamente luogo come minimo una
volta ogni 24 ore in quanto tale è l'intervallo minimo che
intercorre tra funzionamento ad alta pressione (consumi di punta
giornalieri) e quello a bassa che, normalmente, si verifica nel
periodo notturno.
3)CONCLUSIONI
La presenza dei serbatoi pensili posti in testa alle reti di
distribuzione è assolutamente sconsigliabile in quanto, vincolando
la piezometrica di rete entro limiti ristretti, non è consentono il
funzionamento a pressione variabile asservita alle richieste
dell'utenza considerato essenziale per un razionale servizio
di rifornimento idropotabile. Confermano tale stato di cose i
numerosi casi di messa fuori servizio o addirittura di demolizione
di tali strutture attuata in molte realtà acquedottistiche allo
scopo di realizzare notevoli economie nelle spese energetiche di
sollevamento ed un miglior servizio all'utenza.
Nella nota si èdimostrato come tale loro caratteristica negativa
possa essere superata sconnettendoli dalla rete tramite appropriate
apparecchiature automatiche che provvedono a mantenerli pieni
d'acqua e pronti ad alimentare la rete in caso di disservizi vari.
Tale prerogativa non giustifica la costruzione ex novo di nuovi
serbatoi pensili che devono comunque considerarsi un cattivo
investimento ma, quando preesistenti, ne consente l'utilizzazione
con buoni risultati di esercizio.
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