ACQUEDOTTI – IL PROGRESSO NELLA REGOLAZIONE DELL’IMMISSIONE DIRETTA NELLA RETE DI DISTRIBUZIONE TRAMITE POMPE A VELOCITA’ VARIABILE

Negli articoli di questo sito ho propugnato caldamente l’alimentazione in diretta ed a pressione variabile delle reti di distribuzione degli acquedotti con  pompe a velocità variabile.

Nello svolgimento di un tema così scottante ho proposto due modalità di regolazione la prima, più tecnica, è basata sul rilievo e trasmissione in automatico ed in tempo reale delle pressioni di rete tramite strumentazioni ubicate nei punti caratteristici del territorio servito mentre l’impianto di telecontrollo e telecomando, grazie a programmi accuratamente compilati da esperti sia in informatica e sia in acquedottistica, provvedono in tempo reale a regolare la velocità delle pompe in modo che nel punto di arrivo dell’acqua all’utenza si riscontri una pressione sempre coincidente con quella preimpostata per le 24 ore della giornata in corso.( Vedi  La rete di distribuzione  ). I programmi sono dotati anche di tutti gli accorgimenti necessari per dare sicurezza ed elasticità di funzionamento, come ad esempio l’esecuzione graduale delle manovre, la verifica che non vengano comunque superati dei valori estremi sia in eccesso che in difetto, la corrispondenza degli effetti di ogni comando con la realtà rilevata in rete, l’accettazione di una data tolleranza tra dati teorici e dati reali ecc, ma alla fin fine si tratta sempre di portare a coincidere la pressione di rete con quella predisposta zona per zona del territorio utilizzando una procedura automatica ma rigida in quanto parte dal presupposto che la pressione preimpostata sia sempre atta ad una alimentazione ottimale dell’utenza. Si deve infatti rilevare come la strategia di esercizio di una rete sia quella di fornire l’acqua con pressione esuberante nei periodi di forte consumo ed in questo caso non si dovrebbero correre rischi di nessun genere. Il pericolo è insito nella pressione preimpostata per la notte in quanto viene ricercato il valore pressorio il più basso possibile allo scopo di diminuire le perdite occulte ed i guasti in condotta che, come ben noto, hanno luogo soprattutto nei periodi notturni a causa dell’alta pressione di esercizio che di solito li contraddistinguono. Tale ricerca può portare a diminuire eccessivamente la pressione all’utenza creando inevitabili disservizi. Il rimedio correntemente messo in atto, con risultati buoni, consiste in una attenta sorveglianza del funzionamento reale della rete ed un continuo aggiornamento del diagramma delle pressioni preimpostate i quali man mano che vengono scoperti, eliminino tutte le pericolosità.

In questo articolo si ricorre ad un terzo metodo che utilizza ambedue le strategie basandosi allo stesso tempo sulla predisposizione delle pressioni di arrivo presso l’utenza ed anche su una predisposizione particolare del numero di giri delle pompe ad intervalli di durata regolabile come sarà indicato. Lo scopo ricercato è migliorare ulteriormente la regolazione di cui al primo tipo descritto offrendo alla rete un modo per autoregolare pressione e portata adeguandole alle richieste reali dell’utenza.

In dettaglio la nuova procedura si compone dei seguenti punti :

1. Definire e memorizzare nel sistema di comando e controllo il diagramma delle pressioni che si desidera ottenere in prima fase nella rete e che, ad esempio può essere quello della figura n.1 nel quale si prevede una bassa pressione nelle ore di minor consumo cioè dalla mezzanotte alle ore 4 del mattino. La pressione poi aumenta ed ammonta a circa 48 m alle ore di massimo consumo cioè alle 9 per calare poi in funzione delle previsione di consumo

2. L’impianto di telecontrollo e telecomando esegue di seguito le seguenti azioni:

– effettua la regolazione primaria portando la pompa a alla velocità atta ad ottenere in rete la pressione riportata nel grafico di preimpostazione di cui al punto 1)

– una volta raggiunto lo scopo, esegue la regolazione secondaria fissando la velocità appena definita per un determinato e prefissato intervallo di tempo ( ad esempio per 15 minuti )

– durante l’intervallo di tempo di cui sopra la pompa funziona a giri costanti e regola la portata e la pressione di pompaggio facendo scorrere il punto di funzionamento lungo la curva caratteristica onde soddisfare in toto la richiesta.

3. Passato l’intervallo di autoregolazione il ciclo riparte con le azioni di regolazione primaria e secondaria già spiegate

4. Un aspetto importante riguarda la registrazione dei principali dati di funzionamento della rete regolata col nuovo sistema soprattutto perchè permetterà, come riportato più avanti, di capire il funzionamento effettivo ed in conseguenza promuovere continui aggiornamento dei grafico di preimpostazione delle pressioni giornaliere

Si capisce come non sia un elemento rigidamente fisso come la pressione di rete a determinare il funzionamento definitivo della rete ma come nello stesso tempo sia concessa una certa libertà d’azione e che è rappresentata dalla curva caratteristica della pompa per tutto il tempo durante il quale essa gira a velocità fissa.

Il concetto sarà, chiarito con un esempio numerico. Immaginiamo che all’istante x l’impianto di telecontrollo abbia completato la regolazione primaria e regolato la velocità della pompa in modo da avere in rete la pressione, prefissata nell’esempio pari a 32 m. Supponiamo anche che la pompa stessa all’istante x + 2 minuti sollevi 15 l/sec con una prevalenza di 32 m ma che la rete richieda in quel momento solo 10 l/sec di portata. Avrà immediatamente luogo la modifica del punto di funzionamento che, come accade sempre nelle pompe a giri fissi, si sposterà lungo la curva caratteristica e dai precedenti 15 l/sec passerà a 12 l/sec ma si verificherà anche un aumento di pressione che dai 32 m si porterà verso i 34 m. Questo aumento di pressione a sua volta provocherà una crescita dei consumi i quali dai precedenti 10 l/sec arriveranno a 11 l/sec. Il funzionamento definitivo dell’impianto avverrà allora con una portata di 11 l/sec ad una prevalenza di 33 m. In definitiva l’esempio dimostra l’adattabilità del sistema alle condizioni reali della rete con differenziazioni finali del tutto trascurabili rispetto alla perfezione di esercizio teorica.

Come citato al precedente punto 3 il ciclo di regolazione riprenderà allo scadere di x + 15 minuti quando il telecontrollo opererà il nuovo aggiornamento della velocità della pompa adeguandola esattamente alla pressione prefissata per tale istante e fissando in modo costante la nuova velocità per i successivi 15 minuti durante i quali la pompa resterà di nuovo libera di far scorrere il punto di funzionamento secondo le modalità spiegate.

In pratica la serie di valori di preimpostazione della pressione di rete costituisce una base determinante dell’esercizio reale pur avendo concesso al sistema la possibilità di distanziarsene in funzione delle richieste effettive dell’utenza. Per capire in toto la auto regolazione indicata bisogna tener presente che la portata di un acquedotto richiesta dall’utenza non dipende soltanto dal suo reale fabbisogno ma è influenzata anche dalla variazione di pressione di esercizio della rete essendo dimostrato che in una qualsiasi situazione l’aumento o la diminuzione della pressione di funzionamento gioca un ruolo determinante sulle perdite che variano in funzione della radice quadrata del cambiamento di pressione ma anche nel consumo vero e proprio di ogni singolo utente il quale è costituito a sua volta da apparecchiature diversificate come ad esempio i rubinetti aperti, il prelievo di apparecchiature a bocca fissa, l’apertura di idranti ecc. ecc, i quali nella loro totalità seguono le leggi idrauliche della foronomia e cioè dipendono in maniera diretta anch’essi dalla pressione .

Si può affermare che, mentre col primo dei tre metodi spiegati si imponeva alla rete di funzionare esattamente alle pressioni fissate ora per ora , con il secondo ci si basava soltanto sul numero di giri delle rompe infine con il terzo che viene qui proposto si continua ad imporre la pressione a determinati intervalli di tempo ma con una certa elasticità che tiene conto dei fabbisogni reali: Il tutto porta ad una procedura di nuovo tipo e che, ad avviso di chi scrive, costituisce un nuovo importante passo avanti nella regolazione degli acquedotti. La sua parte più interessante riguarda la conoscenza del suo esercizio effettivo quale si potrà ricavare, in fase di esercizio effettivo, dalle registrazioni di cui al precedente punto 4 al cui riguardo si può fin da ora intavolare una discussione.

Si è già spiegato che la preimpostazione delle pressioni auspicate in rete fissa le linee principali del funzionamento mentre l’autoregolazione effettuata dalle pompe quando girano a pressione fissa deve costituire solo una messa a punto di modesta variazione. Ad esempio potrebbe servire a colmare un momentaneo e notevole aumento di un utente specifico e, una vota cessato l’anomalo aumento di richiesta, il sistema dovrebbe rientrare nel precedente regime di funzionamento. Qualora le cose non fossero in questi termini ma indicassero una costante variazione resa evidente dalle registrazioni che preannunciano anomalia di esercizio, si potrebbero verificare le seguenti due condizioni: un errore nella predisposizione effettiva delle pressioni auspicate oppure il verificarsi di una grave disfunzione di rete come ad esempio il formarsi di una nuova perdita. Nel primo caso potrebbe risultare necessario modificare le pressioni di preimpostazione in modo da far rientrare l’autoregolazione entro i limiti modesti che la devono caratterizzare. Nel secondo caso sarebbe da programmare una ricerca specifica con riparazione delle perdita.

Colgo ora l’occasione per porre in risalto il vero baratro che esiste tra la regolazione in oggetto ed il funzionamento ancora in uso in moltissimi acquedotti e che si basa molto semplicisticamente sulla alimentazione a pressione di partenza fissa giorno e notte, sia in occasione di alti che di bassi consumi senza preoccuparsi minimamente di quello che accade in rete ma che viene documentato dallo sconsiderato ammontare delle perdite occulte d’acqua che accusano gli acquedotti italiani.

Si conclude la nota ribadendo l’importanza che riveste una buona regolazione del funzionamento degli acquedotti cui contribuisce in maniera determinante il rispetto dei principi già elencati non senza ammettere che molta strada è ancora da compiere in questo settore in quanto dei veri prodigi sono da attendersi  dall’uso sempre più avanzato dell’informatica.