IL FUNZIONAMENTO “CASUALE” DELLE RETI ACQUEDOTTISTICHE DOCUMENTATO DAL CALCOLO DINAMICO DI VERIFICA TRAMITE MODELLO MATEMATICO

IdrostaticaFinale
Profilo di rete ricavata da un testo di primaria importanza. Da notare come le scritte “A”,”B”,”C” che vi figurano rappresentano tutta la dimostrazione idraulica di funzionamento della rete e del serbatoio di estremità

Il calcolo di verifica del unzionamento delle reti acquedottistiche complesse che un tempo era molto difficoltoso perché doveva essere eseguito per iterazioni manuali (metodo di Cross) è oggi facilitato da fantastici programmi per PC che forniscono anche le istruzioni e l’elenco delle molteplici possibilità offerte.  Le ricerche effettuate in questi ultimi tempi ed inoltre quelle in continua evoluzione hanno portato a metodologie di calcolo molto avanzate e di cui chi scrive non è a conoscenza approfondita e pertanto non vi si addentra. Si limita invece a fornire alcune delucidazioni di base ritenute comunque molto utili per far capire alcune caratteristiche e per delineare una rappresentazione del funzionamento reale delle reti.
La verifica più semplice di una rete consiste nel riprodurre al computer il funzionamento istantaneo in una precisa situazione dell’insieme acquedottistico completo di tubazioni e delle apparecchiature annesse come pompe, valvole, serbatoi, surpressori, regolatori di pressione ecc.
Quello che desta maggior interesse è invece il calcolo dinamico cioè l’esecuzione di una serie di verifiche ognuna delle quali utilizza i risultati di quella precedente e, modificati i consumi in funzione del nuovo orario di esame, ricalcola la rete e le apparecchiature fornendo i risultati necessari per continuare più volte nel calcolo e dare quindi la completa evoluzione di esercizio di tutta la rete compresa l’escursione di livello dei serbatoi. Però, mentre per molti elementi si tratta semplicemente di ricalcolare ad ogni nuova verifica la rete introducendo le portate consumate dall’utenza nell’istante considerato e i dati di funzionamento delle pompe e dalle altre apparecchiature nell’istante medesimo, del tutto particolare è invece la situazione dei serbatoi inseriti in rete perché il loro livello, che cambia in continuazione, condiziona pesantemente l’intero comportamento della rete stessa. Ogni serbatoio in realtà rappresenta alternativamente un grossissimo utente che preleva dalla rete, oppure un impianto che invece fornisce alla rete notevoli portate, rappresenta ancora una base altimetrica che fissa la pressione di rete in maniera variabile e casuale ma talvolta limitata dalle quote di fondo e di massimo invaso ed infine potendo provocare l’innalzamento della piezometrica di rete fino ad avvicinarsi al livello idrostatico quando sussiste la valvola di afflusso a galleggiante che si chiude a serbatoio pieno , come indicato con colore rosso nella figura.

LogoUniv
Profilo ricavato da una tesi di laurea. Non vi figura alcuna verifica o spiegazione del comportamento idraulico dettagliato della rete all’infuori delle didascalie indicate nella figura

Se ad esempio si volesse definire l’evoluzione nelle 24 ore di una rete munita di tre serbatoi pensili bisognerebbe iniziare dalle ore zero fissando un livello casuale dei tre serbatoi. Fatta un’intera serie giornaliera di calcoli ad esempio fissando un intervallo temporale di un quarto d’ora tra ciascuno di essi (allo scopo di seguire l’evoluzione in dettaglio), alla successiva mezzanotte della giornata in esame si otterrebbe un livello dei serbatoi pensili diverso da quello casuale fissato per le ore zero. Nelle successive serie di calcoli i livelli, sempre relativi alle ore 24 e con gli stessi consumi ora per ora, andrebbero via via avvicinandosi a quello delle ore zero fino ad arrivare, dopo una  nutrita serie di calcoli fatti in successione, alla perfetta coincidenza tra le coppie di valori. A questo punto il calcolo rappresenta la evoluzione teorica  reale nelle 24 ore della rete e quindi si interrompe fornendo i dati definitivi della giornata esaminata. È allora che si possono ricavare importanti informazioni che però non si ritiene opportuno dettagliare in questa sede. Ci si limita ad affermare come sia dimostrata inconfutabilmente l’impossibilità che i tre serbatoi pensili, qualunque siano le loro caratteristiche ( volume utile e quote altimetriche di fondo e di massimo livello ), possano effettuare una accettabile compensazione giornaliera delle portate. Per maggiori dettagli si rinvia all’articolo “LA RAZIONALIZZAZIONE DELLE RETI DI DISTRIBUZIONE D’ACQUA POTABILE A SOLLEVAMENTO MECCANICO” visibile cliccando sul titolo, mentre una buona soluzione alternativa è proposta nell’articolo “LA REGOLAZIONE DEI SERBATOI DI COMPENSO DEGLI ACQUEDOTTI”  (cliccare sopra)
Le due cose importanti che preme sottolineare come conclusione della nota sono in primo luogo la constatazione che i serbatoi inseriti in rete funzionano in modo casuale e ciò non può essere ammesso nei tempi moderni caratterizzati dalla necessità e dalla facilità con cui si può e si deve regolamentare, programmare o regolare ogni azione importante : non si può certamente dire che il sevizio idropotabile non lo sia prepotentemente e quindi continuare a mantenerne il funzionamento dettato dal caso è assolutamente inammissibile. Un dettaglio darà una idea chiara. Dal calcolo dinamico si riscontra come alcuni dei serbatoi di rete forniscono un loro deciso contributo svuotandosi dell’acqua immagazzinata nelle ore notturne molto prima dell’ora di punta e quindi sprecando una buona parte dell’invaso in un’azione poco utile: solo una riprogrammazione intelligente in sostituzione di quella casuale, garantirebbe lo sfruttamento razionale di tutto il volume d’acqua accumulato.
In secondo luogo fa specie la totale assenza di notizie riguardanti il comportamento reale dei serbatoi di rete da parte dei testi classici di acquedottistica. A mio avviso questa assenza costituisce una mancanza gravissima che non riesco a giustificare in alcun modo. Non si può immaginare che vi si parli diffusamente magnificando strutture definite come “serbatoi di estremità” senza indicare nulla riguardo al loro comportamento reale, alle loro possibili escursioni di livello anzi promuovendo un loro funzionamento totalmente illogico perché del tutto casuale.

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