Il colpo d’ariete consiste in un’onda di pressione che si origina a causa dell’inerzia di una colonna d’acqua in movimento che impatta contro la parete ad esempio di una valvola chiusa in maniera improvvisa. E’ un fenomeno che si verifica inevitabilmente negli acquedotti funzionanti in pressione.
La letteratura classica pone rimedio nella maniera più sicura al pericolo che gli impianti di sollevamento possano trasmettere in rete dei pericolosi colpi d’ariete, in quanto impone quasi sempre una netta separazione idrica tra mandata delle pompe e rete di distribuzione, separazione posta in essere dalla vasca di carico.
Nelle varie pagine del sito si è ripetutamente spiegato che, a fronte dei vantaggi così ottenibili, la vasca però priva gli acquedotti della importante possibilità di funzionare a pressione regolata i cui vantaggi sono così rilevanti da metterla assolutamente fuori gioco.
Si deve aggiungere che la moderna tecnica, oltre ad adottare le buone regole di base, offre altri efficaci modi di dotare la rete di funzioni atte a sostituire validamente tutte le citate protezioni, come sarà in seguito spiegato.
I problemi di cui si tratta sono di due tipi:
1) Colpi d’ariete trasmessi in rete all’avviamento delle pompe a causa del collegamento idraulico diretto tra pompa e rete
2) Colpi d’ariete trasmessi in rete, per lo stesso motivo, all’arresto improvviso delle pompe.
A questo punto occorre precisare come la tecnica classica insegni che, in un caso di pompaggio diretto in rete come quello proposto in questo sito, esiste un rimedio ufficiale dato dall’inserimento nella condotta di mandata delle pompe di una cassa d’aria atta ad assorbire gran parte della potenza dei colpi d’ariete evitando che essa abbia a trasmettersi in toto alla rete (vedi fig.1 ).
Senza voler minimamente disconoscere la validità di detta regola classica si vuole qui dimostrare come gli impianti di sollevamento che vengono caldeggiati, essendo basati sull’impiego di pompe a velocità variabile per i molti altri vantaggi di esercizio da esse offerti, l’inconveniente n.1 non sussiste in quanto si tratta di macchine che possono partire, del tutto automaticamente, da una velocità minima per arrivare piano piano a quella di regime e quindi senza pericolo di trasmettere in rete colpi d’ariete se non di entità del tutto trascurabile. Una ancora maggiore sicurezza la si può ottenere facendo partire le pompe a bocca chiusa.
Risolto il problema n. 1 per il secondo, anche senza ricorrere alle casse d’aria, sussistono due accorgimenti sperimentati con esito positivo per lunghi anni in acquedotti piccoli e grandi in normale sevizio che rimediano agevolmente all’inconveniente.
Il primo di essi riguarda la valvola di ritegno posta a valle della pompa la quale non deve essere del tipo a battente che presenta l’inconveniente di ritardare la chiusura al momento dell’inversione di moto della colonna d’acqua che avviene dopo la improvvisa messa fuori servizio della pompa. Bisogna invece utilizzare valvole la cui chiusura sia rapida ed avvenga non appena viene a mancare la pressione della mandata dell’acqua e quindi prima dell’inversione di moto dell’acqua. In pratica si tratta di valvole munite di un proprio sistema di cui esistono almeno due tipi : a contrappeso oppure a membrana elastica. Presentano l’inconveniente di una trascurabile perdita di carico continua ma ambedue garantiscono che alla fermata della pompa non ha luogo alcun impatto della colonna d’acqua proprio perche essa non fa tempo di invertire il suo moto.
Il secondo rimedio importante (vedi fig. n.2) consiste nel dotare la pompa di una condotta di by-pass anch’essa munita di valvola di ritegno e che la colleghi con il bacino di aspirazione. Il by-pass, che grazie alla valvola di ritegno non consente mai il ritorno all’origine dell’acqua pompata, è invece in grado di mantenere il flusso d’acqua nei momenti immediatamente successivi alla panne della pompa in quanto la massa d’acqua, proseguendo per inerzia nel suo moto, fa aprire la valvola del by-pass ed aspira acqua direttamente dalla vasca di origine evitando quasi totalmente la formazione di colpi d’ariete
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