IL POMPAGGIO – ALCUNI APPUNTI DI PRATICA ACQUEDOTTISTICA

Il sollevamento dell’acqua degli acquedotti è ormai una delle tecniche da considerarsi indispensabili e quindi ritengo che tutte le esperienze accumulate in questo settore siano da non trascurare anche se spesso sono discordanti con le le teorie ufficiali classiche .

uNa pompa centrifuga tradizionalke ad asse orizzontale
PPompa centrifuga tradizionalke ad asse orizzontale da utilizzare quando è possibile installarla a quota inferiore al fondo della vasca di aspirazione acqua

Una regola fondamentale consiste nell’evitare quanto più possibile di far lavorare la pompa in aspirazione anche se esistono numerosissimi impianti in servizio con buoni risultati pur avendo un’ altezza di aspirazione che arriva fino ad un massimo di sei metri. Io mi chiedo: ma se esistono delle macchine pensate e costruite proprio per ubicare la girante sotto battente anche quando la sala apparecchiature si trova sopra il bacino di accumulo – pescaggio perché non adottarle?. Si tratta di pompe ad asse verticale con motore situato in alto e con albero di rotazione verticale sia contenuto entro la condotta idrica anch’essa verticale e sia posto all’esterno e indipendentemente dalla tubazione di mandata come risulta dalle due fotografie delle pompe ad asse verticale allegate. I vantaggi sono evidenti. Il motore è posto nella sala macchine, all’asciutto e quindi controllabile anche a vista, l’albero di trasmissione verticale può essere di qualsiasi lunghezza in funzione dell’altezza intercorrente dal fondo vasca di accumulo al piano di posa del motore.

A questo riguardo faccio notare come, in un pozzo a raggera tipo feldmann caratterizzato da una falda molto profonda sotto il piano campagna, sono in servizio da decenni e con ottimi risultati pompe ad asse verticale aventi un albero di trasmissione di trenta

Pompa ad asse verticale con albero di trasmissione interno alla condotta di mandata
Pompa ad asse verticale con albero di trasmissione interno alla condotta di mandata

metri di lunghezza!.

In conclusione l’adozione di pompe con girante immersa ha il grosso vantaggio di liberare da ogni problema compresi quelli di minima importanza e quindi sono da considerare assolutamente insostituibili rispetto a qualsivoglia altro sistema di pompaggio tutte le volte che la sala pompe è posta superiormente al serbatoio di presa dell’acqua.

Un altro problema importante è quello relativo ai dannosissimi colpi d’ariete nelle condotte di mandata e che richiede di adottare tutte le cure per evitarne la formazione e trasmissione in condotta. Una delle regole classiche è quella di munire l’impianto di capaci casse d’aria atte ad attenuare in ogni caso la formazione dei colpi d’ariete.

Prima di parlare in dettaglio di questo accorgimento vorrei far rilevare altri particolari importanti .
Una delle modalità che dà spesso origine ai colpi di cui si discute è la chiusura delle valvole di ritegno poste subito a valle della pompa. Soprattutto in presenza di una pompa singola, al momento del suo arresto la colonna d’acqua tende ad inviare all’indietro, rispetto al moto dell’acqua, un’onda di pressione negativa che andando a sbattere sulla valvola di ritegno dà origine al fenomeno udibilissimo anche da chi si trova nella sala macchine e molto dannoso per la rete. Il rimedio da adottare per evitarlo è duplice. Prima di tutto, evitata la posa di valvole a battente di tipo semplice, adottare invece valvole a membrana elastica, contrappesate o di qualsiasi caratteristica purché in grado di richiudersi per forza e per elasticità proprie e quindi prima che si formi l’ondata di pressione citata ed inoltre prima

 Pompa
Pompa ad asse verticale con albero di trasmissione esterno alla condotta di mandata

che il moto dell’acqua tenda ad invertire all’indietro la propria direzione. In secondo luogo è molto importante dotare la struttura idrica di una condotta by pass munita di valvola di ritegno ed in parallelo con la condotta di aspirazione delle pompe. Il suo compito, veramente importante per il servizio idropotabile, è quello di evitare l’arresto rapido della colonna d’acqua al momento del fermo pompa. Infatti nel preciso istante in cui la pompa si arresta, si instaura immediatamente attraverso detto by pass l’apertura della valvola di ritegno e l’aspirazione di una portata corrispondente a quella precedentemente provocata dal pompaggio, aspirazione che farà proseguire il moto della colonna d’acqua assicurandone un rallentamento graduale di velocità senza il pericolo dello stacco di vena che si sarebbe potuto formare senza il by pass.
Un altro particolare importante è rappresentato dalle modalità di funzionamento delle pompe. Basilare resta l’adozione di macchine a velocità variabile le quali iniziano il loro funzionamento a portata minima per poi aumentare gradualmente fino ad arrivare a quella richiesta. Durante il normale esercizio la variazione di portata che normalmente ha luogo tramite avviamento od arresto alternato di pompe a giri fissi che sono sempre origine di colpi d’ariete sia pure di minima entità, nel nostro caso la variazione è invece ottenuta con gradualità grazie alla variazione di velocità. Nel caso di variazioni più rilevanti, diventa necessario il cambiamento della pompa in esercizio con altra di caratteristiche diverse oppure l’avviamento di una nuova pompa in sostituzione o in parallelo con quelle già in esercizio. Ebbene anche questa funzione ha luogo con gradualità grazie alla variazione del numero di giri della pompa al secondo che offre i vantaggi citati..

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CassaAria1
Cassa d’aria per attenuazione dei colpi d’ariete

In definitiva queste sono le buone modalità di esercizio che si segnalano:
– l’utilizzazione di pompe ad asse verticale con girante sempre immersa
– l’abbinamento ad ogni pompa di valvole autoregolanti
– la costituzione di efficienti by pass in parallelo ad ogni gruppo di pompe
– l’adozione generalizzata di pompe a velocità variabile
Una volta adottate tali iniziative, i problemi devono essere considerati risolti anche senza l’ausilio delle casse d’aria. Resta da aggiungere una ulteriore considerazione che chi scrive ha potuto constatare in impianti in servizio reale e cioè che la rete di condotte nella quale si va a pompare in diretta è di per sé munita di mille piccoli accorgimenti atti a fugare pericoli dati da residui cambiamenti di pressione provocati da eventuali colpi d’ariete di piccola entità. Tali accorgimenti, anche se in realtà costituiscono la parte negativa degli impianti, sono di due ordini. Il primo è costituito dalla immancabile presenza di aria disciolta nell’acqua la quale costituisce in effetti una cassa d’aria di enorme volume se paragonata alle casse d’aria che si usa installare a fianco delle pompe, enorme cassa d’aria che provvede ad attenuare in maniera notevole le anomalie di pressione. Questa mia considerazione, dovuta soltanto alla intuizione non essendo nemmeno citata in nessun trattato tecnico, l’ho potuta anche constatare nell’esercizio reale. Infatti per un fortuito caso di inceppamento della valvola di ritegno di una grossa pompa che alimentava ad alta pressione una condotta di 500 mm di diametro lunga 45 km ed alimentante delle reti prive di disconnessione idraulica, si è verificato l’improvviso ed imprevisto  arresto della pompa stessa con conseguente crisi di tutto ilo servizio idrico. Ebbene in quel momento si è verificato, in mia presenza, un fenomeno assai indicativo: il ritorno all’indietro di una rilevante portata d’acqua sospinta dalla pressione residua e propria della rete di valle e che ha comportato un fenomenale vorticoso riavviamento in folle della pompa ma con senso di rotazione invertito rispetto a quello normale a chiara dimostrazione del fenomeno cui facevo accenno della presenza di grandi quantitativi d’aria in condotta, aria che prima si trovava in stato di compressione e che si stava poi scaricando e respingendo all’indietro tutta la enorme colonna d’acqua.

L’azione di secondo ordine riguarda lo stragrande numero di perdite occulte che ogni rete accusa e che, oltre a rappresentare una caratteristica molto negativa, costituiscono anche una miriade di piccole valvole di sfogo degli eccessi improvvisi di pressione svolgendo in questo caso un’azione benefica di attenuazione dei colpi d’ariete. Anche qui sono da segnalare alcune particolarità in quanto le fessure delle perdite sono spesso costituite da difetti formatesi nel tempo nei giunti o in parti elastiche delle tubazioni di rete che hanno la caratteristica di non dare alcuna perdita d’acqua in regime di esercizio normale ma di aprirsi solo al verificarsi delle pressioni elevate dovute appunto ai colpi d’ariete, il che comprova la loro già citata funzione accessoria di attenuazione dei colpi stessi .
La conclusione di questa nota porta a confermare le buone qualità del pompaggio diretto in rete che, se fatto con le dovute regole, conferisce agli acquedotti gli spettacolari vantaggi più volte descritti dall’autore di questa nota nella quale si sono potuti mettere in luce altre buone qualità nei riguardi di quel grave pericolo che rappresentano i colpi d’ariete degli acquedotti.

Ma la vera conclusione è un’altra: se è vero come è comprovato da fior di acquedotti nei quali si pompa da decenni in diretta in rete senza casse d’aria e senza che sorgano problemi di sorta, ma allora non bisogna mettere in discussione la stessa presenza delle casse d’aria e tutta la relativa teoria insegnata all’Università tenendo tra l’altro presenti considerazioni come quelle sopra riportate??

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2 thoughts on “IL POMPAGGIO – ALCUNI APPUNTI DI PRATICA ACQUEDOTTISTICA

  1. Tra tutte la più straordinaria è la pompa a velocità variabile perché consente, ovviamente azionata dal telecomando, di alimentare la rete a pressione e portata variabili e modulate in funzione della richiesta

  2. E’ chiaro che il pompaggio diretto costituisce un vantaggio proprio in termini di prestazione. Naturalmente, in questi benedetti acquedotti, bisogna pure vedere che pompa di superficie o che pompa sommersa ci andiamo a mettere.
    Ad ogni modo è molto raro che in rete si trovino pezzi riferiti all’acquedottistica in generale, ed ancor più raro che siano di questa competenza. Perciò: complimenti.

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