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19 SETTEMBRE 2013

L’ANDAMENTO STATISTICO DELLA FREQUENZA NEGLI ACQUEDOTTI E LE SUE IMPLICAZIONI

grafico di durata dei fenomeni naturali
Grafico di durata dei fenomeni naturali

Il grafico rappresenta schematicamente ma in maniera molto evidente la frequenza statistica di molti fenomeni naturali di valore ordinato in senso decrescente ivi compresi i consumi d’acqua potabile. In dettaglio il diagramma indica che i fenomeni eccezionalmente notevoli e quindi anche i consumi elevati d’acqua hanno una frequenza molto bassa nel mentre quelli comuni aumentano considerevolmente di numero.
La natura umana risponde in maniera anomala a questo fenomeno . Ad esempio in campo medico le malattie rarissime sono molto poco curate proprio perché, essendo rare, comportano un interesse economico molto modesto.
Le opere d’arte più rare sono invece le più ammirate, le più ricercate e preziose.

Il contrario accade in campo acquedottistico che è quello che ci interessa. Nella realtà la stragrande maggioranza degli acquedotti sono dimensionati per la punta massima anche se, come abbiamo visto, essa ha luogo molto raramente. Quindi la costituzione degli acquedotti classici è funzione soltanto delle eccezioni nel mentre è completamente trascurata la norma.
Il concetto che guida chi si è sempre interessato di acquedotti è il seguente : se è in grado di soddisfare la punta massima di consumo tanto meglio l’acquedotto sarà in grado di soddisfare i regimi medi e quelli bassi!

La cosa più sensazionale è rappresentata dal fatto che nessuno si preoccupa di verificare proprio quello che accade durante i regimi acquedottistici normali che, proprio perché normali e durano tempi lunghissimi, incidono più profondamente in tutte le varie fasi di esercizio.

In questa sede non intendo descrivere quali problemi sottintendono le considerazioni riportate, mi limito a dire che una delle ragioni per cui gli acquedotti italiani sono afflitti da quel male grave che sono le perdite occulte risiede proprio nella sostanza dei ragionamenti fatti.

Il rimedio a mio avviso è chiaro: occorre realizzare acquedotti studiati per soddisfare compiutamente e con la massima economia i regimi di esercizio che interessano la stragrande maggioranza del tempo durante l’annata tipo e poi prevedere dei sistemi particolari per far fronte alle eccezionali e rare punte di consumo. Quest’ultimi, anche se presentano elevati costi di esercizio, non incidono sulle spese totali annue proprio perché sono di brevissima durata.
Se si esaminano le soluzioni tecniche atte a soddisfare i requisiti indicati si scoprono i molti altri vantaggi che esse presentano e che danno frutti copiosi in svariati settori da quello economico, a quello ambientale, alla reperibilità dell’acqua ecc, ecc. Tutto ciò può essere approfondito esaminando gli articoli del sito http://www.tuttoacquedotti.it

18 SETTEMBRE 2013

IL GESTORE NON DEVE SUBIRE LE CONDIZIONI DI ESERCIZIO DELL’ACQUEDOTTO MA DEVE IMPORLE RAZIONALMENTE MINUTO PER MINUTO

Quello che segue è il funzionamento della maggior parte degli acquedotti italiani.
La rete di distribuzione è atta a servire la quasi totalità dell’utenza italiana tramite vasche di carico poste in alto, in numero di una o più di una per ciascun sistema idropotabile essendo in grado di garantire una adeguata pressione iniziale della rete. Compito del gestore è organizzare l’insieme di fonti, adduzione e sollevamento dell’acqua al fine di evitare nella maniera più assoluta lo svuotamento di dette vasche. Risolto tale problema il gestore ha esaurito il suo compito e può, fatti salvi ovviamente i casi di situazioni eccezionali di disservizio, guasti, o lavori di manutenzione, disinteressarsi completamente di quello che succede a valle in quanto, se la costituzione della rete è corretta, l’utenza è soddisfatta e tutto risulta in regola.

Schema di acquedotto tradizionale alimentato da vasca di carico (serbatoio pensile)

Si vuole qui dimostrare l’infondatezza di questa affermazione.
L’esercizio di un acquedotto costituisce una attività industriale la quale, come tutte le altre, deve assolvere al suo compito principale che consiste nel rifornire l’utenza di acqua potabile in quantitativi adatti al fabbisogno, tenuto anche presente il suo aspetto igienico e di pubblico interesse, deve anche garantire il rispetto dell’ambiente soprattutto nella captazione dell’acqua potabile ed infine curare l’economia di gestione che non deve gravare sui cittadini con costi ingiustificati.
Così non è nella realtà italiana per l’eccessiva dispersione d’acqua nel sottosuolo che raggiunge volumi elevatissimi nel mentre i costi di esercizio risultano tacciati da oneri che, pur essendo mediamente inferiori di quelli praticati all’estero, sono comunque troppo elevati considerata la particolare situazione del territorio italiano che è molto ricco d’acqua.
Per rimediarvi è senza dubbio necessaria una vera e propria rivoluzione nella costituzione e nella gestione degli impianti fondata su un principio basilare: la gestione non deve limitarsi come detto sopra al riempimento delle vasche di carico, deve invece imporre un regime che varia automaticamente di minuto in minuto in funzione delle necessità contingenti.

Variazione delle perdite occulte in funzione della pressione di rete
Variazione delle perdite occulte in funzione della pressione di rete

Una delle modalità per raggiungere questo risultato è l’alimentazione con immissione diretta in rete dell’acqua in quantità e pressioni regolabili di minuto in minuto con asservimento alle condizioni della rete tenuta sotto controllo da strumentazione diffusa nel territorio e dall’impianto di telecontrollo e telecomando che provvede all’automatizzazione dell’insieme. Nei territori pianeggianti sarà cosi possibile impostare la pressione che deve aversi presso l’utenza durante la giornata curando di aumentarla nei periodi di consumo elevato ed abbassarla in quelli morti. In particolare durante la notte la minore pressione di funzionamento ridotta fino ad avere livelli minimi ed appena sufficienti per il soddisfacimento delle diminuite richieste (ipotizzabili in circa 20 metri sul suolo) darà il duplice vantaggio di una minore spesa energetica di sollevamento ed inoltre una diminuzione delle perdite e dei guasti di rete essendo ben noto che questi fenomeni si verificano soprattutto a seguito di pressioni eccessive.

Invece nei momenti di grande richiesta il rifornimento a pressione più elevata ma pur sempre contenuta entro i massimi valori regolamentari, che possono definirsi mediamente in 50 metri sul suolo, forniranno l’acqua con possibilità di un ottimo uso. Quello che è da evitarsi è il superamento di quest’ultimo valore che sarebbe sicura origine degli inconvenienti citati. Ora se questi risultati possono essere facilmente raggiunti in reti pianeggianti diventano invece problematici quando il suolo è altimetricamente molto vario. Occorre allora aggiungere alla variazione di pressione di partenza altri sistemi diffusi in rete. L’insieme diventa più complesso ma sussistono ai nostri giorni apparecchiature che danno comunque risultati ottimi e soprattutto consentono di raggiungere gli obbiettivi prima elencati.
Le conclusioni finali che si vogliono ribadire concernono il concetto di base insito nel titolo di questa nota. Se paragonassimo un acquedotto ad un’automobile non avrebbe senso che l’auto portasse il conducente dove vuole lei ma dev’essere senza dubbio il conducente stesso a guidarla. Allo stesso modo il servizio idropotabile è necessario sia orientato verso funzionamento intelligentemente regolato in tempo reale. Questa modalità di gestione non è attuabile nelle reti tradizionali: necessita  una vera rivoluzione nel loro assetto e nella loro gestione.

Non essendo in possesso di elementi numerici esatti posso segnalare a memoria i seguenti positivi risultati del funzionamento a pressione regolata proseguito per decenni in sistemi in effettivo e normale esercizio.
In un un nuovo ed importante acquedotto consorziale si sono potute raggiungere elevatissime portate di punta estiva atte a fronteggiare le richieste turistiche stagionali passando, nella condotta di adduzione da 600 mm di diametro e lunga oltre 40 Km, da una pressione normale di 30 ad una estiva 110 m. sul suolo. In alcune reti vetuste l’innovazione della regolazione di pressione ha comportato una  riduzione di circa un quarto delle preesistenti perdite occulte e delle spese di sollevamento, un sensibile aumento degli introiti della vendita d’acqua dovuti al miglioramento del servizio all’utenza ed infine una sensibile riduzione dei guasti in rete.

Figura43
Grafico del funzionamento pompa a velocità variabile con la quale è possibile immettere l’acqua direttamente in rete a portata e pressione regolabili

16 SETTEMBRE 2013

PROPOSTA DI SISTEMAZIONE DELL’ACQUEDOTTO DI RAGUSA (SICILIA)

Il servizio di alimentazione idropotabile di Ragusa consiste in un sistema di captazione, adduzione e distribuzione schematicamente indicati nelle figure allegate e basato fondamentalmente sulla suddivisione dell’intero territorio in più fasce altimetricamente omogenee ognuna delle quali comprende una adduttrice proveniente dagli impianti di produzione e captazione tramite pozzi situati in aree diversificate e che immette con sollevamento meccanico l’acqua nella competente vasca di carico la quale a sua volta alimenta a gravità la propria sottorete di distribuzione completamente separata dalle altre.

La creazione delle fasce altimetriche ha favorito il contenimento delle pressioni entro valori accettabili ma che necessitano di ulteriori messe a punto, come si vedrà nel seguito. Infatti il sistema è gravemente compromesso da perdite occulte che arrivano a percentuali del 70% della produzione non consentendo un servizio continuativo ma solo turnario. Tale inconveniente, oltre al disagio provocato agli utenti ai quali l’acqua potabile è fornita solo per qualche ora al giorno, costituisce un pericolo di inquinamento della rete in quanto nelle condotte stradali può penetrare ogni sorta di elemento inquinante spesso presente nel sottosuolo.
Gli inconvenienti sono dovuti al non perfetto stato delle condotte che accusano numerose fessurazioni ed alla escursione di pressione causata dal dislivello del terreno. In ognuna delle fasce, anche se si verificassero consumi nulli dell’ utenza, la linea piezometrica non riuscirebbe a raggiungere il livello idrostatico determinato dalla quota della vasca di carico perché sono le perdite che, al calare dei consumi, aumentano vertiginosamente con la logica conseguenza della crescita delle perdite di carico in condotta e con effetto di abbassare la pressione fino a mantenerla entro limiti accettabili. E’ però evidente che, se pur la piezometrica viene in questo modo abbastanza regolarizzata, ha luogo la dissipazione di un quantitativo d’acqua così rilevante da rendere assolutamente inattuabile un normale esercizio dell’intera rete, obbligando l ’ente gestore al servizio turnario di cui si è detto.
La soluzione definitiva non potrebbe che derivare da un rifacimento radicale dell’acquedotto, rifacimento che però non è attuabile per mancanza dei rilevanti enormi fondi necessari allo scopo.
Si ha motivo di ritenere che nella prima fase, che forma l ’oggetto del presente elaborato di larga massima, si potrebbero ottenere risultati eclatanti con notevole riduzione delle perdite occulte, anche senza dover ricorrere subito alla auspicata modifica degli impianti acquedottistici esistenti qualora si riuscisse a ridurre la pressione in modo da contenerla entro valori normali per tutte le 24 ore della giornata e per qualsivoglia consumo dell’utenza e quindi anche a consumi molto bassi. La soluzione di prima fase che viene qui proposta e da verificarsi comunque tramite modello matematico, prevede appunto degli interventi che agiscono soltanto sulla regolazione della pressione.
L’opera che si prevede di eseguire per prima, ovviamente dopo la normale ricerca ed eliminazione delle perdite grossolane, consiste nella installazione del sistema centralizzato di telecontrollo e telecomando ed inoltre nella modifica della rete tramite nuove condotte di interconnessione munite di valvole automatiche di riduzione della pressione, condotte destinate a collegare tra di loro le sottoreti che hanno maggiore difficoltà pressorie in modo da unificare gran parte delle esistenti maglie di tubazioni, beninteso avendo già in funzione il sistema di regolazione a mezzo valvole di riduzione della pressione asservite all’impianto centralizzato di telecomando e telecontrollo.

La seconda opera in programma consiste in un grande serbatoio di acqua potabile da costruirsi nella posizione indicata in planimetria ed avente due scopi:

  1. attuare una buona compensazione delle portate accumulando tutta l ’acqua che risulta in eccesso durante i periodi di basso consumo ed immettendola in rete nelle successive ore di forte consumo. La rilevante capacità del serbatoio, atta ad effettuare la compensazione settimanale delle portate, rende sufficiente la attuale portata dei pozzi per soddisfare le richieste dell’utenza quindi eliminando totalmente il servizio turnario a favore di un normale servizio continuativo.
  2. contribuire a regolarizzare la pressione evitando nella maniera pi ù assoluta le alte pressioni di esercizio. Tale risultato è ottenuto dalla perdita di carico provocata in tutta la rete dal flusso idrico che, in partenza dalle zone più elevate, deve alimentare il serbatoio per riempirlo nelle ore di basso consumo dell’ utenza. Contemporaneamente le valvole di riduzione della pressione, asservite all’impianto di telecontrollo, completano l’azione di regolazione fino al raggiungimento finale delle pressioni ottimali di rete
Schema della rete di Ragusa con ubicazione impianti di produzione e vasche di carico
Fig. n.1 = Schema della rete di Ragusa con ubicazione impianti di produzione e vasche di carico
Planimetria del territorio con ubicazione delle vasche di carico e con i confini delle zone omogenee
Fig. n. 2 = Planimetria del territorio con ubicazione delle vasche di carico e con i confini delle zone omogenee
Fig. n. 3 = Planimetria delle aree a pressione differenziata
Fig. n. 3 = Planimetria delle aree a pressione differenziata
Fihg. 4 = Planimetria con ubicazione nuovo serbatoio ed indicazione delle zone che esso alimenta nelle ore di punta
Fihg. 4 = Planimetria con ubicazione nuovo serbatoio ed indicazione delle zone che esso alimenta nelle ore di punta

La funzione del serbatoio in progetto è schematicamente rappresentata nella figura n. 4 dalle frecce di colore diversificato. Il nuovo serbatoio, fatta qualche eccezione, non viene alimentato dalla rete di adduzione e quindi dalle fonti dell’ acquedotto di cui si è prima parlato bensì riempito per la quasi totalità dalla rete di distribuzione della zona di quota più elevata provocandovi, durante la notte o generalmente durante i bassi consumi dell’utenza, una perdita di carico che contribuirà, assieme alla regolazione operata dalle valvole di riduzione, a riportare la pressione notturna entro i corretti limiti essendo l’insieme sottoposto al telecontrollo e telecomando dell’impianto centralizzato cui pervengono automaticamente ed in tempo reale, tutti i valori pressori che si hanno in rete. Questa funzione è schematicamente rappresentata nella figura n. 4 dalle frecce di colore rosso. La regolarizzazione della pressione così ottenuta contribuirà in maniera notevole a ridurre le perdite occulte e quindi metterà a disposizione dell’utenza gran parte dell ’acqua che attualmente viene dispersa nel sottosuolo riuscendo a migliorare notevolmente ilo soddisfacimento dei consumi dell’utenza.

Si fatto cenno alla possibilità di alcune eccezioni nell’immissione d’ acqua in serbatoio. Ci si riferisce al caso in cui qualcuno degli impianti di produzione, ed in particolare in quello di Ragusa Ibla, possa disporre di portata in eccedenza rispetto al proprio fabbisogno. In tal caso si potrà verificare se è possibile immetterla nel serbatoio tramite le opportune strutture e cioè condotta di adduzione ed impianto di pompaggio.

A sua volta il nuovo serbatoio durante la giornata o comunque durante i periodi di consumo elevato, integrerà direttamente la rete immettendovi acqua in due distinte modalità : con sollevamento meccanico tramite pompe a velocità variabile regolate dal telecontrollo allo scopo di completare il rifornimento dei territori di quota pi ù elevata (frecce verdi della figura) e direttamente a gravità con regolazione tramite valvola automatica per le aree basse (frecce azzurre). Detta portata d’ acqua va ad aggiungersi a quella fornita alle varie sottoreti dalle vasche di carico preesistenti che proseguono nel loro ruolo di alimentazione principale della sottorete di competenza, essendo a loro volta alimentate direttamente dalla rete di adduzione proveniente dai pozzi di captazione. Anche Ragusa Ibla, che è stata oggetto di notevoli lavori di sistemazione dell ’acquedotto, potrà rientrare in questa nuova strategia, immettendo, come detto, nel nuovo serbatoio l’eventuale eccedenza ed essendo dallo stesso serbatoio alimentata durante la punta di consumo.

Si ritiene che la soluzione proposta, dopo essere stata attentamente controllata ed aggiornata sulla base dei dati reali e di quelli teorici risultanti dai calcoli svolti mediante modello matematico, sia atta ad ottenere importanti risultati ed in prima linea una rilevante economia d’acqua dovuta alla riduzione delle perdite e che dovrà consentire un regolare funzionamento continuativo dell’alimentazione dell ’utenza ed una regolarizzazione della pressione resa assolutamente parallela al suolo in tutte le condizioni di consumo dell’utenza..

A conclusione di questa breve nota si deve precisare come quella decritta sia soltanto una esercitazione atta a dimostrare quali sono le variegate possibilità che la moderna tecnica pone a disposizione. Si tratta in dettaglio dell’impianto centralizzato di telecontrollo e telecomando, delle apparecchiature di rilievo e trasmissione automatica al centro ed in tempo reale di tutte le pressioni della varie zone, delle valvole di regolazione asservite al centro ed infine del nuovo grande serbatoio di accumulo. La particolarità che deve emergere è essenzialmente l’assetto generale del sistema idrico completamente nuovo e funzionale che la presenza di dette apparecchiature consente di impostare

Essendo molto scarse le informazioni di partenza, pu ò anche darsi che quanto prospettato per Ragusa non sia di fatto realizzabile per le ragioni più svariate. Resta comunque valido il principio di base della soluzione scelta per risolvere un problema idraulico interessante e complesso come quello denunciato all’inizio nota, soluzione che di per sé mantiene comunque il suo valore, vero o immaginario che sia l’intero sistema acquedottistico che ne forma l’oggetto.
Chi volesse approfondire le originali modalità utilizzate per dissipare i carichi idraulici eccedenti durante la notte può prendere visione del significativo esempio dell’articolo “La rete acquedottistica integrata nel territorio”.

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6 SETTEMBRE 2013

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IL MIO LOGO POSTO A CONFRONTO CON GLI SCHEMI GRAFICI PIU’ DIFFUSI

Il mio logo
Il mio logo
La ristampa - riedizione aggiornata del testo
La ristampa – riedizione aggiornata del testo
un testo che ha costituito "IL VANGELO" dell'acquedottistica
un testo che ha costituito “IL VANGELO” dell’acquedottistica

Tutte le note pubblicate a mio nome sono contrassegnate (vedi sopra)  da un logo che rappresenta un serbatoio pensile sbarrato da una croce rossa con evidente allusione alla opportunità di demolire i serbatoi pensili in quanto ritenuti inutili se non addirittura dannosi.

Fino a pochi anni or  sono la tendenza imperante era invece  evidenziare in tutti gli elaborati che  trattano gli acquedotti la figura del serbatoio pensile ritenuta l’emblema classico degli acquedotti. In questi ultimi tempi la tendenza tende a rinunciare all’emblema classico. Riporterò quale esempio altamente eloquente la copertina di un testo che costituisce “il Vangelo” dell’acquedottistica nella vecchia versione ed in quella recentissima della ristampa/nuova edizione. 
Pur essendo il contenuto rimasto sostanzialmente invariato, fatte  salve alcune modifiche apportate allo scopo di riportare alla attualità le discrepanze più rilevanti tra vecchio e nuovo, è sparita dalla copertina l’immagine del serbatoi pensile. Mi chiedo: che si cominci a dubitare  dell’efficacia di questo ingombrante manufatto?
Riporto di seguito alcune immagini che sono correnti nella letteratura tecnica a simboleggiare la (falsa) necessità dei  serbatoi pensili
Primo schema
Primo schema acquedotto tradizionale
Schema acquedotto
Secondo schema acquedotto

La moderna tecnologia del testo di cui alla seguente figura, fissa come condizione sine qua non la presenza del serbatoio pensile in testa alla rete acquedottistica.

FotoMambretti

Ma allora come mai si stanno demolendo in Italia centinaia di serbatoi pensili?

Serbatoio pensile dell'acquedotto in corso di demolizione
Serbatoio pensile dell’acquedotto in corso di demolizione

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5 SETTEMBRE 2013  

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LA RISTAMPA DEI LIBRI DI TECNICA  = INIZIATIVA VALIDA?

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La ristampa di un libro è quella importante azione di conservazione e di disponibilità  di una valida opera letteraria le cui copie siano esaurite in tutte le librerie. Gli esempi sono innumerevoli e ne cito uno soltanto: la ristampa della Divina commedia illustrata dal Dorè è stato un provvedimento di grande valore perché ha messo nuovamente a disposizione di tutti quel capolavoro. Bisogna sottolineare come il contenuto del nuovo volume, nei casi citati, corrisponda esattamente all’originale perché questo è  lo scopo vero dell’operazione: perpetuare nel tempo un capolavoro.
Ben diversa è la situazione dei testi o dei manuali di tecnica. Ristampare dopo qualche decina d’anni un vecchio testo di tecnica riportando sostanzialmente le pagine identiche a quelle della precedente edizione salvo apportarvi qua e là degli aggiornamenti alla attualità di una materia che cambia giorno per giorno, aggiornamenti che forniscono il motivo perché risalti in copertina un sottotitolo come il seguente ” Nuova Edizione Aggiornata” costituisce, a giudizio di chi scrive, un errore grossolano in quanto infrange la regola anzidetta in base alla quale la ristampa (perché di questo si tratta in sostanza) deve soltanto perpetuare l’originale senza alterarlo.
A mio avviso un testo tecnico dovrebbe di volta in volta essere concepito totalmente ex novo: solo  in quel modo si può riuscire a fornire gli elementi veri della nuova tecnica..
Un esempio significativo dei testi recentemente “ristampati” e ribattezzati come “riedizioni” riguarda una apparecchiatura di primo piano come la pompa a velocità variabile che da almeno una decina d’anni svolge un ruolo importantissimo nell’esercizio reale degli acquedotti ma che in tali testi è quasi completamente ignorata. A mio avviso si tratta di una mancanza gravissima che provoca una ulteriore e conseguente grave deficienza riguardo l’immissione diretta in rete dell’acqua prodotta e che gli stessi testi non riportano affatto con l’enfasi che tale novità senz’altro meriterebbe.
Ma quello che è il danno peggiore  è l’impostazione generale della tecnica che viene suggerita con le stese modalità di base che si usavano al tempo delle vecchie edizioni nel mentre è evidente a tutti la rivoluzione che si è già  verificata e che si sta verificando ogni giorno in tutti i campi tecnici, acquedotti compresi.
In conclusione viene qui ripetuto il concetto base: la ristampa di un libro deve consistere esclusivamente nel rifare il libro com’era nel mentre le ristampe dei libri tecnici camuffate da vere e proprie riedizioni aggiornate sono in senso assoluto un controsenso..
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LA FUTURA CRISI  D’ACQUA

 

E’ apparso su un quotidiano un interessante articolo del prof. Antonino Zichichi avente si seguenti titoli e premesse:
 
INFERNI IN CIELO E IN TERRA :  LE 71 EMERGENZE DEL  PIANETA
Zichichi
Dall’Aids alle guerre, dai meteoriti alla tecnologia arretrata, un team di studiosi ha catalogato tutte le “sofferenze” del mondo. La più letale? La scarsità d’acqua tragicamente interessata.
 

Tra le 71 emergenze evidenziate, lo scienziato afferma che la peggiore sarà la scarsità d’acqua riferendosi genericamente all’intero globo terrestre. Trovo impressionante constatare che, tra tutte le calamità che potranno accadere al mondo, la più grave sia la mancanza d’acqua. Bisogna dedurne che la ricerca di nuove possibilità debba essere messa al primo posto tra le strategie da perseguire anche per quanto riguarda il nostro paese che in un futuro non troppo lontano sarà anch’esso tragicamente colpito dalla crisi idrica in argomento. 

Nel sito “www.tuttoacquedotti.it” si sono proposte alcune modalità specificamente  acquedottistiche per l’incremento del prezioso bene, in questa nota se ne aggiungono altre  che ne esulano e che vengono qui citate pur senza quegli approfondimenti che  meriterebbero, per l’importanza che rivestono onde addivenire ad una soluzione concreta  del problema.

E’ sicuramente da mettere in primo piano la razionale utilizzazione degli imponenti volumi d’acqua che annualmente piovono dal cielo. E necessario però tenere ben presenti le loro caratteristiche precipue ed in particolare il sopravvenire frequente di piogge molto intense ma concentrate in tempi brevi che rende più difficile  la captazione e l’accumulo degli importanti volumi idrici tuttavia presenti .  I mezzi cui bisogna necessariamente ricorrere consistono nella realizzazione di bacini di accumulo di notevoli capacità ed  in grado di accogliere l’acqua grezza cioè nello stato in cui si trova quando  è già precipitata in terra tenuto presente che viene  a mancare  il tempo materiale necessario  per sottoporla ad una qualsiasi operazione di trattamento.. L’opera senz’altro più congrua consiste nei grandi bacini ottenuti con le dighe di ritenuta ma nel nostro paese sono totalmente esaurite tutte le possibilità di azione in questo campo. Vengono qui elencati, pur non possedendone che scrive la necessaria conoscenza, altri provvedimenti che, opportunamente messi a punto da tecnici competenti, non mancheranno di dare importanti frutti In ordine di importanza vengono citati:

la ricarica artificiale di falda che consente di rimpinguare le falde idriche sia tramite immissione naturale a gravità e sia con pompaggio meccanico dell’acqua dalla superficie al sottosuolo. 

Schema della ricarica artificiale di falda  (vedi http://www.dst.unipi.it/didattica/idrogeologia.htm) 

Schema di diverse metodologie di ricarica artificiale della falda
Schema di diverse metodologie di ricarica artificiale della falda
 
 
la formazione  artificiale di imponenti invasi sotterranei ottenuta mediante costituzione di perimetri impermeabili che circondano, con diaframmi continui, imponenti ammassi  ghiaiosi .

la costruzione di barriere mobili di foce (vedi ad esempio  http://www.altratecnica.it/indicemiscellaneanuova/indiceacquedotti/sbarram_ottobre2004.html ) atte a trattenere la risalita del cuneo salino ed inoltre a costituire importanti volumi di invaso nella foce dei fiumi arginati

la costruzione di grandi e grandissimi invasi sotterranei nei quali poter accumulare sia acque grezza che acque potabili (Vedi esempio  “Grande serbatoio per l’Isola d’Eba” http://www.altratecnica.it/indicemiscellaneanuova/indiceacquedotti/elba_giugno2005.html )

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 LE PERDITE OCCULTE DEGLI ACQUEDOTTI :  QUESTE  SCONOSCIUTE

 
 Gli acquedotti italiani accusano ai nostri giorni delle percentuali di perdita che stanno assumendo valori assolutamente  inaccettabili venendo a costituire un vero problema sia dal punto di vista economico e sia per la scarsità d’acqua che assilla territori sempre più vasti.
 L’assurdità di questo fenomeno è data dalla carente informazione che lo riguarda ed al tempo stesso dalle inesplicabili ragioni che lo provocano. Si fa notare come di uno stato di cose così importante  si conosca praticamente un solo dato e cioè la perdita che un acquedotto accusa in periodi di tempo molto di  lunghi. Nulla si sa né della dislocazione puntuale delle perdite nelle varie zone alimentate dell’acquedotto né si conosce la sua distribuzione temporale.
 Si assiste sui media ed anche nella letteratura tecnica ad una proliferazione di autorevoli interventi con cui si invita a porre fine ad una situazione come quella che si verifica sistematicamente in molte parti d’Italia ma senza poter fornire alcun elemento utile.
 Ad esempio sostenere che un  acquedotto durante un intero trimestre ha avuto il 37 per cento di acqua dispersa nel sottosuolo significa soltanto portare alla conoscenza di un dato singolo sia pur di una certa gravità. Qualora si sapesse invece che detta percentuale rappresenta un elemento molto probabilmente errato, allora la notizia apparirebbe ancora più grave. Per rendersi conto che la situazione è in realtà messa proprio in questi termini basta prendere visione dell’articolo
dove vengono spiegate con dovizia di particolari le mille ragioni per le quali i dati comunemente diffusi sono molto approssimativi. Per averne una pallida idea basterà dire che la percentuale di perdita comunemente nota deriva dal rapporto fra due valori ambedue molto approssimati come sono rispettivamente il totale dell’acqua immessa in rete ed il totale dell”acqua venduta.

Ma l’aspetto più interessante del problema perdite occulte è dato dalla quantità veramente notevole di suoi elementi caratteristici  che bisognerebbe conoscere. Ne farò qui di seguito un elenco anche se sicuramente incompleto. Per intervenire a risolvere efficacemente il problema perdite di un acquedotto bisognerebbe almeno sapere  l’ammontare della perdita in tempo reale, la sua distribuzione zona per zona del territorio servito, l’influenza esercitata su di esse da svariati fattori  come ad esempio, la pressione di consegna dell’acqua zona per zona e minuto per minuto, l’andamento del tempo atmosferico e la temperatura dell’ambiente ecc.ecc. Sicuramente tutti questi dati, allo stato attuale delle conoscenze, non possono assolutamente essere determinati. Un elemento che fornirà un notevole contributo alla risoluzione di questo problema potrà essere senza dubbio una radicale modifica del metodo di lettura dei contatori privati. Al riguardo sono in avanzata sperimentazione dei contatori rivoluzionari che saranno in grado di rilevare e trasmettere in automatico  ed in continuazione le letture dei consumi. Quando la nuova metodologia di esercizio e tutti i dati perverranno al Centro di Calcolo automaticamente, allora sarà compiuto un notevole passo avanti nella determinazione di tutti gli elementi prima indicati anche perché sarà allora possibile collegare tra di loro tutti i dati di consumo con i dati di immissione in rete da parte  delle centrali ed inoltre con quelli di dettaglio della rete come ad esempio le pressioni di consegna dell’acqua all’utente ed inoltre le portate dei misuratori presenti in rete.

Ma allo stato attuale delle cose si può solo riaffermare la poca attendibilità delle cifre note e sbandierate ai quattro venti.
 
Attrezzatura per la lettura automatica dei consumi privati non ancora adottata in Italia
Attrezzatura perla lettura automatica dei consumi privati non ancora adottata in Italia
Esempio di contatore a lettura automatica studiato dalla Industrie di Hangzhou Powerkey e commercio Co., srl
 

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4 SETTEMBRE 2013

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L’ACQUEDOTTO DI PORTOGRUARO : UN CHIARO ESEMPIO DEI VANTAGGI OTTENUTI DAL FUNZIONAMENTO  A PRESSIONE VARIABILE

Il servizio idropotabile di Portogruaro, una cittadina veneta di 25000 abitanti, è costituito da una rete di distribuzione che, fino ad una  trentina d’anni  fa, era alimentata da un serbatoio alto 20 metri e posto ad una distanza di circa 3 Km (ved figura 1).
Sebatoio pensile di Portovecchio
Fig.1 = Serbatoio pensile di Portovecchio alto 20 m.
Fig.2 = Schema del funzionamento originario dell’acquedotto
Fig.2 = Schema del funzionamento originario dell’acquedotto

Come è schematicamente rappresentato dal profilo della fig. n. 2 i risultati si rivelavano assolutamente scadenti in quanto la modesta  altezza del serbatoio e la notevole distanza che l’acqua doveva percorrere per arrivare all’utenza, provocavano una caduta di pressione  così rilevante da comprometterne il rifornimento idrico. Oltre ad una  insufficiente pressione di consegna dell’acqua anche a Portogruaro risaltava l’anomalia propria di molti acquedotti e cioè una pressione più elevata di notte quando non serve e per converso troppo bassa proprio nei momenti di alti consumi. Si intuisce la necessità e l’urgenza di operare  un cambiamento radicale nell’acquedotto.

Fig. 3 = Schema del funzionamento ipotetico di iun nuovo serbatoio pensile alto 50 m
Fig. 3 = Schema del funzionamento ipotetico di iun nuovo serbatoio pensile alto 50 m
La soluzione che a prima vista sembrava ovvia è senza dubbio quella di demolire il preesistente serbatoio e ricostruirlo 30 m. più alto. I risultati che si sarebbero ottenuti sono rappresentati dalla figura 3 che pone in risalto il permanere, anche con la eventuale e dispendiosa costruzione di un nuovo serbatoio, della già citata anomalia nella pressione di consegna dell’acqua all’utenza.
Fig. 4 = Schema di funzionamento delle opere effettivamente realizzate
Fig. 4 = Schema di funzionamento delle opere effettivamente realizzate

Le opere effettivamente realizzate negli anni 70 e da allora funzionanti con ottimi risultati fino ai nostri giorni , consistono nel mantenere l’attuale serbatoio pensile e affidandogli però una funzione completamente diversa da quella originaria  ed inoltre consistono nella costruzione di una nuova centrale di sollevamento affiancata da un capace serbatoio di accumulo a terra. Le funzioni affidate ai nuovi manufatti erano rispettivamente per il serbatoio seminterrato la compensazione delle portate d’acqua, e per la centrale di sollevamento munita di pompe a velocità variabile, la funzione di alimentare la rete con una pressione asservita al fabbisogno dell’utenza  e quindi più elevata lei momenti di maggior consumo. Invece durante la notte e generalmente in tutti i periodi di scarsi consumi l’automatismo rimette in funzione il serbatoio pensile che con la sua altezza di soli 20 metri e in grado di alimentare la rete con caratteristiche di funzionamento più economiche ma comunque atte ad un buon rifornimento notturno ed di tutti i momenti di scarsa richiesta idrica. Durante la giornata quando il pompaggio a luogo a pressione più elevata il serbatoio rimane pieno d’acqua e pronto ad intervenire quale riserva in quota. Si può con certezza affermare che la soluzione effettivamente posta in essere negli anni 70 per la sistemazione dell’acquedotto di Portogruaro ha tutte le caratteristiche di economicità di costruzione e di esercizio confermate durante il trentennio di funzionamento reale e può quindi essere considerato un valido esempio di intervento di sistemazione di una struttura obsoleta.

Fig.5 = Il nuovo serbatoio di accumulo e compenso con a fianco la centrale di sollevamento a pressione variabile
Fig.5 = Il serbatoio di accumulo e compenso con a fianco la centrale di sollevamento a pressione variabile

3 SETTEMBRE 2013

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I SERBATOI PENSILI DEGLI ACQUEDOTTI SONO INUTILI E QUINDI VANNO DEMOLITI?

La teoria e soprattutto la pratica di esercizio hanno ampiamente dimostrato come i serbatoi pensili costituiscano strutture costose, ingombranti, che deturpano città e campagne e di una utilità riconducibile alla sola costituzione di un modesto volume di riserva. La loro funzione fondamentale che negli anni scorsi ne ha, erroneamente, giustificato la costruzione e cioè la compensazione delle portate, viene svolta con due gravi pregiudiziali che contribuiscono a metterne in dubbio l’utilità. Infatti il loro intervento cioè la immissione in rete del volume idrico da essi contenuto avviene molto raramente in quanto durante l’anno tipo restano sempre pieni o quasi pieni fatte salve soltanto le giornate di consumo massimo che sono in numero piccolissimo. Oltre a questo bisogna segnalare che anche in questi casi l’intervento dei serbatoi pensili è temporalmente errato in quanto essi si svuotano troppo presto al mattino e quando verso le ore 9 ha luogo la richiesta di punta, i serbatoi pensili sono già vuoti perché la linea piezometrica si è ormai abbassata al di sotto della quota fondo serbatoio: anche in questo caso ai consumi massimi deve far fronte direttamente la produzione senza avere dai serbatoi alcun contributo. Per tutte le altre giornate durante l’anno tipo, i serbatoi pensili restano pieni o quasi pieni delegando alla produzione il compito di variare continuamente la portata immessa in rete in modo da seguire le variazioni della richiesta da parte dell’utenza. Rimane un ulteriore contributo dato dall’intervento di sicurezza che i pensili possono effettuare in caso di disservizi alla rete oppure di richiesta eccezionale come ad esempio al verificarsi  di incendi. Si tratta però di benefici che possono benissimo essere ottenuti in maniera più valida da una rete di diversa costituzione priva di serbatoi pensili cioè dalla rete funzionante a pressione variabile. Il filmato allegato che illustra la demolizione dei serbatoi pensili è una prova reale della loro inutilità.

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2 SETTEMBRE 2013

ACQUEDOTTI ED ABERRAZIONI

Nel corso della trattazione dei vari argomenti del sito si insiste nel sostenere che sussistono eccessive inefficienze nella costituzione reale e nella gestione degli acquedotti italiani e se ne attribuisce la colpa in parte alle errate convinzioni dei gestori ma anche alle inadeguatezze degli insegnamenti impartiti dall’Università agli studenti di ingegneria. Si è ora ritenuto che fosse opportuno verificare la veridicità di questo assunto ed allo scopo si è compiuto una accurata disamina dei testi classici di recente edizione da parte delle primarie case, testi che, essendo redatti dagli stessi docenti di Università italiane, si ritiene contengano esattamente la materia che i docenti medesimi insegnano ed inoltre testi che costituiscano una parte determinante della letteratura tecnica in materia acquedottistica oggi reperibile in libreria. Oltre alle ottime conclusioni percepibili dagli atti di importanti convegni, si è potuto appurare come la materia insegnata negli illustri atenei contenga effettivamente delle gravi mancanze ed indicazioni erronee. Oggetto della presente nota è la descrizione di alcune di esse specificandone in dettaglio le caratteristiche e le motivazioni per cui esse appaiono dannose. Un principio che troppi testi classici riportano tuttora, quasi si trattasse di una semplice conferma dei vecchi concetti di base, è il considerare prassi assolutamente obbligatoria la presenza in testa delle reti di distribuzione della vasca di carico e quindi di ritenere inviolabile il vecchio principio della ineluttabilità della costanza di pressione di inizio rete in tutte le 24 ore della giornata e per tutti i 365 giorni dell’anno. Questo concetto è di per sé sufficiente perché chi scrive queste note giudichi assai severamente i testi nuovi e più generalmente gli insegnamenti universitari. Ma sono anche altre le osservazioni rilevate. Una  omissione che si rileva pesantemente nei testi è l’insufficiente trattazione delle pompe a velocità variabile nonostante esse costituiscano una apparecchiatura di prim’ordine dei moderni acquedotti  che viene quasi completamente trascurata omettendo totalmente le indicazioni sul suo modo di utilizzazione e sugli importanti vantaggi per gli acquedotti che ne potrebbero risultare. Infine un argomento la cui importanza è determinante per il futuro degli acquedotti è l’indicazione della vera e propria rivoluzione dei concetti base che dovrebbe derivare dalla utilizzazione dei moderni impianti di telecontrollo e telecomando. A tale riguardo si ha buona ragione di ritenere una mancanza gravissima che le Università non comprendano tra le materie insegnate questa opportunità ma che continuino invece a propinare i vecchi concetti di acquedottistica che andavano bene prima che fosse resa disponibile questa attrezzatura di eccezionale performance. In conclusione, la recente consultazione degli ultimi testi di acquedottistica apparsi in libreria fornisce una preoccupante convinzione e conferma di tutti i dubbi espressi nel sito ed allontana sine die, ammesso che se ne fosse intravisto il traguardo sia pur molto lontano, la speranza che gli acquedotti italiani imbocchino la via retta per giungere al loro completo risanamento costitutivo e di esercizio.

Una rappresentazione anonima dei testi dove è accumulata una mole rilevantissima, un vero tesoro di alta tecnica acquedottistica ma che contengono, ovviamente senza alcuna possibilità di individuazione specifica, le aberrazioni di cui tratta la nota.
Una rappresentazione anonima dei testi dove è accumulata una mole rilevantissima, un vero tesoro di alta tecnica acquedottistica ma che contengono, ovviamente senza alcuna possibilità di individuazione specifica, le aberrazioni di cui tratta la nota.

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IL SERVIZIO TURNARIO E LA REGOLAZIONE DELLA PRESSIONE

Fontana 99 cannelle
La fontana delle novantanove cannelle contrapposta al servizio turnario

In alcuni acquedotti, soprattutto del Meridione d’Italia, la carenza idrica costringe ad adottare il metodo turnario che consiste nel togliere la fornitura d’acqua a periodi e a zone alterne. Questa procedura, se da un lato consente di risparmiare acqua, dall’altro presenta forti rischi igienici in quanto la mancata pressione all’interno delle condotte, specialmente se ubicate in aree altimetricamente depresse, può permettere che le acque inquinate, sempre presenti nel sottosuolo stradale, possano penetrare all’interno attraverso le immancabili fessure dei tubi costituendo un possibile veicolo di diffusione di epidemie tra gli utilizzatori dell’acquedotto. Si deve tener presente come una fondamentale norma di esercizio prescriva che tutte le tubazioni di rete siano sempre in pressione essendo questo l’unico modo per tutelare in maniera certa le tubazioni dalla citata immissione di materie inquinanti. Sussiste un risvolto importante nei riguardi dell’evento di cui si sta parlando ed è dato dalle molteplici possibilità di cui possono disporre gli acquedotti che hanno già adottato la regolazione della pressione delle reti. Si tratta di una modalità costruttiva e di gestione delle reti acqedottistiche da adottare soprattutto e non solo per la regolazione intelligente della pressione di rete ma anche per poter attuare in maniera corretta e senza rischi il servizio turnario di cui si discute. Infatti un acquedotto già dotato del citato sistema di regolazione, può utilizzarlo anche per economizzare nell’acqua distribuita e lo può fare in maniera diversificata a seconda della gravità della carenza idrica di cui soffre momento per momento. Ad esempio verificandosi soltanto una lieve diminuzione delle fonti vi si può ovviare semplicemente abbassando di cinque o dieci metri la pressione. Ciò provoca una diminuzione sia nella richiesta idrica degli utenti e sia nelle perdite occulte risolvendo immediatamente i problemi in atto senza eccessive deficienze di alimentazione delle abitazioni. Invece sopravvenendo una estrema carenza idrica, si può provvedere ad escludere totalmente la alimentazione idrica zona per zona non già chiudendo le saracinesche stradali come si usa fare con il pericolo di gravi rischi igienici, bensì abbassando notevolmente la pressione in modo da ridurre la pressione a pochi metri sul suolo. In questo modo viene di fatto tolta l’acqua agli utenti dell’area interessata ma senza ridurre mai a zero la pressione in condotta e quindi assicurando che non possa esservi immissione nelle condotte di nessuna acqua esterna. In conclusione le modalità di utilizzazione delle reti normalmente alimentate a pressione variabile asservita al sistema centrale di telecomando e telecontrollo fornisce una ulteriore prova della importanza che riveste la regolazione automatica della pressione di rete.

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NUOVO SISTEMA DI LETTURA CONTATORI DI UTENZA

contatori
I contatori tuttora letti uno per uno dal personale

Una delle operazioni molto importanti per l’acquedottistica è quella inerente la lettura dei contatori privati considerando che il modo con cui tale operazione viene ancora eseguita ai nostri giorni è di una arretratezza spaventosa. Basterà dire che allo scadere del periodo, un addetto deve girare casa per casa e, superati gli ostacoli che ogni volta gli si presentano, come ad esempio la presenza di materiali ingombranti casualmente depositati in posizione inopportuna o lo sporco del vetro del contatore, provveda manualmente alla lettura ed alla sua registrazione. Oltre all’indubbio costo di un’operazione del genere, appaiono chiaramente altri difetti soprattutto inerenti l’aspetto importantissimo della mancata conoscenza delle caratteristiche vere dei consumi ed in particolare del loro andamento reale attraverso il tempo che una lettura puntuale fatta ogni tre mesi come quella descritta non può certamente dare. Nel decennio scorso si sono fatti numerosi studi e prove pratiche onde adottare un diverso tipo di lettura. Ricordo ad esempio la redazione della bolletta fatta sul posto direttamente dal letturista contemporaneamente alla lettura e alla sua consegna all’utente per l’incasso disponendo di apposita macchinetta scrivente. ricordo ancora la lettura da un automezzo che percorre la strada antistante i contatori oppure la trasmissione delle letture in automatico via radio. Tutti metodi che assieme ad altri non hanno avuto esito positivo. Quello risolutivo in probabile corso di adozione consisterà  nella lettura e trasmissione dei numeri in modo continuativo ed in tempo reale utilizzando gli stessi cavi di fornitura dell’energia elettrica e cioè con un metodo simile a quello attualmente usato per i contatori di energia elettrica. Sono evidenti i vantaggi che se ne ricaveranno e che non solo riguardano una bollettazione all’utente più realistica ma anche la possibilità di ricavare elementi molto interessanti sulla consistenza dei consumi e delle perite rendendo finalmente possibile la verifica automatica del funzionamento della rete tramite il confronto del funzionamento teorico con quello reale della rete.

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LA REGOLAZIONE DELLA PRESSIONE DELLE RETI ACQUEDOTTISTICHE COME NUOVA ATTIVITA’ IMPRENDITORIALE

acquedottistica-studio-funzionamento
Lo studio del funzionamento della rete acquedottistica

Sono universalmente noti i numerosi vantaggi che presenta la regolazione intelligente della pressione di esercizio degli acquedotti. Tuttavia la maggior parte degli acquedotti italiani, benché gestiti da enti pubblici il cui scopo principale dovrebbe avere anche un risvolto sociale e cioè di tutela dell’ambiente limitando al massimo la dispersione d’acqua comunque ottenuta, non adottano per nulla questa vantaggiosa tecnica nel mentre lamentano perdite occulte d’acqua pari a circa il 50 per cento del prodotto. In questa situazione risulta chiaramente che, ove esistesse una ditta privata che fosse in grado di eseguire con propri mezzi e personale la progettazione, la fornitura e posa in opera delle apparecchiature ed infine la gestione del sistema di regolazione della pressione di rete, potrebbe intraprendere e sviluppare in breve un’attività non solo redditizia ma anche socialmente utile per il notevole risparmio sia di energia elettrica e sia di raccolta dell’acqua potabile. Non si tratta affatto di una novità in quanto ci sono in varie parti del mondo imprese che eseguono proprio la regolazione della pressione per conto terzi. Ad esempio a San Paolo del Brasile agisce una società che esegue da anni tale attività avendo un utenza pari a ben 30.000.000 di abitanti equivalenti e ricavando il proprio compenso da una percentuale delle economie realizzate con la riduzione della pressione inutilmente elevata. La proposta qui avanzata torna doppiamente utile in questo periodo di grande crisi economica e di scarsità di lavoro in tutti i settori.

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