L’IMPORTANZA CHE RIVESTE IL LIVELLO DELL’ACQUA DEI SERBATOI DEGLI ACQUEDOTTI E LE NECESSARIE MODALITA’ PER TENERLO SOTTO CONTROLLO

AcquedIdeale
Schema di acquedotto ideale

In tutti gli acquedotti non si dà all’andamento dei livelli dei serbatoi l’importanza che gli è propria lasciandolo libero di variare in funzione delle inimmaginabili condizioni di funzionamento dell’acquedotto oppure imponendo delle funzioni irrazionali come accade con le vasche di carico che sono a invaso fisso . Ciò costituisce un modo anarchico di gestione che può portare a risultati imprevedibili perché casuali. Il livello dei serbatoi deve invece essere tenuto rigidamente sotto controllo e sempre regolato a dovere.

Si sottolineano alcune disfunzioni che rappresentano la regola in molti acquedotti.

VascaCarico
Esempio di vasca di carico della rete di distribuzione

1) Serbatoi di carico. La  vasca di carico, proprio per la sua funzione precipua, non consente controlli del livello d’invaso  che, per definizione, deve  invece essere inderogabilmente fisso costituendo, come spiegato nei vari articoli del sito,  una grave menomazione di esercizio in quanto esclude ogni possibilità di modulazione razionale  della pressione di inizio rete. A sua volta la pressione di consegna dell’acqua all’utenza si mantiene  ad un valore elevato durante tutte le notti ed i periodi di bassi consumi  a causa delle piccole perdite di carico conseguenza diretta dei diminuiti consumi notturni provocando un consistente aumento delle perdite occulte e dei guasti in condotta. Di contro si registra un forte abbassamento della pressione medesima proprio nelle ore diurne di alti consumi quando sarebbe invece necessario aumentarla per vincere le maggiori perdite di carico. Vedi Rete di Distribuzione  Per operare le necessarie modifiche della pressione in rete occorrono valvole di dissipazione energetica oppure impianti di risollevamento. Si tratta di problemi che molto spesso potrebbero facilmente essere risolti eliminando il serbatoio di carico ed immettendo l’acqua direttamente in rete a pressione regolata in modo da tenere sotto controllo l’andamento generale  delle pressioni di esercizio e di consegna all’utente. Alcune volte permane la necessità di modificare le pressioni di rete tramite valvole o impiantini di risollevamento ma, avendo già regolata in partenza la pressione generale di rete, gli ulteriori interventi di modifica del carico idraulico si limitano a piccole  aree locali evitando l’uso di apparecchiature di grandi dimensioni e di grande dispendio energetico.

2) Serbatoi di compenso in quota. Contrariamente a quanto spiegato dalla letteratura tecnica i serbatoi in quota si comportano in maniera casuale quindi non possono assolutamente esplicare la funzione loro assegnata di compensazione delle portate nemmeno quando il serbatoio di una rete è soltanto uno ma ancor meno quando in una stessa rete si trovano più serbatoi in quota. Vedi I SERBATOI PENSILI DEGLI ACQUEDOTTI

grafico di funzionamento calcolato con modello matematico dinamico. (cliccare per ingrandire)
Grafico di funzionamento calcolato con modello matematico dinamico. Le curve in colore celeste chiaro indicano che i tre serbatoi pensili iniziano a svuotarsi molto prima dell’ora di punta del consumo
(cliccare per ingrandire)

3) Anche in giornate di grande consumo quando la rete richiede ed ottiene l’intervento del serbatoi in quota, il relativo contributo ha luogo in tempi diversi rispetto a quelli necessari per la soluzione dei problemi. Si verifica infatti che la cessione alla rete di importanti volumi d’acqua, da parte dei serbatoi non soggetti a specifica regolazione, ha luogo al mattino presto quando la portata totale assorbita dalla rete è di entità inferiore alla portata media giornaliera e quindi si potrebbe benissimo farvi fronte direttamente con l’acqua prodotta senza bisogno di incidere sul volume accumulato. E’ invece chiaro che l’utilità del contributo offerto dal sistema di accumulo dovrebbe manifestarsi al momento del consumo di punta ma ciò può accadere soltanto con una regolazione intelligente dei livelli di invaso e solo raramente con quella casuale di cui si parla. Vedi Razionalizzazione reti

4) Una modalità molto usata consiste nell’effettuare l’avviamento e l’arresto delle pompe tramite dei galleggianti installati nel serbatoio di arrivo i quali fermano le pompe quando si è raggiunto il livello massimo per rimetterle in moto una dopo l’altra quando il livello scende al di sotto di certi limiti prefissati. Il metodo funziona bene nei giorni di massimo consumo; invece in tutte le giornate di minimo o medio consumo le pompe si riavviano molto presto rispetto allo stop e riportano subito il livello al suo massimo invaso. In pratica i serbatoi di arrivo in tali giorni sono sempre pieni o quasi pieni annullando in tal modo la loro azione di compensazione e costringendo la produzione a modulare la propria portata d’acqua per seguire le richieste dell’utenza. Appare evidente come non sia questo il modo migliore per il funzionamento dell’insieme tenuto presente che, anche nei giorni di basso consumo, la produzione nelle 24 ore dovrebbe essere costante con valore corrispondente alla media giornaliera mentre, viste le premesse, essa segue le richieste dell’utenza e quindi lavora pochissimo la notte ma molto nelle ore diurne onde seguire in tempo reale la punta giornaliera di consumo. Ancora una volta i livelli del serbatoio sono determinanti per i risultati dell’esercizio e viene confermata la regola in base alla quale essi dovrebbero essere regolati con intelligenza.

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Esempio di serbatoio di estremità per la compensazione delle portate giornaliere

5) Eclatante il caso dei serbatoi di estremità di cui allo schema di figura allegata (vedi Insegnamenti di acquedottistica ) ricavata dai testi di studio che vanno per la maggiore e che spiegano quello che succede sia in fase di riempimento che in quella di svuotamento dell’invaso di estremità ma non precisano cosa accade quando esso si trova al massimo livello. Due sono le considerazioni da fare in tal caso. Lasciare che il serbatoio mandi allo sfioro le maggiori portate in arrivo ed allora si provocano enormi perdite di acqua, oppure munire la condotta di arrivo di valvola a galleggiante che si chiude a livello massimo ma, in questo caso, la pressione sale alle stelle arrivando a coincidere con la linea idrostatica e provocando ulteriori gravi danni di perdita e di guasti in condotta

Gli esempi riportati, pur non essendo esaustivi, danno una chiara idea dell’importanza della regolazione intelligente dei livelli dei serbatoi con operazioni che devono rientrare nella strategia di base di progettazione, costruzione e gestione degli acquedotti. In particolare si ribadisce l’opportunità che gli acquedotti, detto con una frase molto rappresentativa, siano veramente “figli del telecontrollo” in quanto anche la loro costituzione dovrebbe essere in grado di sfruttare appieno i benefici offerti dagli impianti di telecontrollo-telecomando e non soltanto limitarsi, come accade nella realtà di molti complessi acquedottistici, alla supervisione dell’esercizio ma soprattutto operare attivamente nella definizione di schemi costitutivi di nuova concezione e quindi abbandonando la struttura classica tutte le volte che ciò risulta necessario per mettere in atto una strategia costruttiva e di esercizio che ottenga i citati risultati straordinari mantenendo costantemente un nuovo modo di regolazione dei livelli dei serbatoi secondo le indicazioni cui si è fatto cenno e che sono in dettaglio riportate in vari capitoli del sito

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