GLI ACQUEDOTTI DEVONO DIVENTARE FIGLI DEL TELECONTROLLO MA ANCHE IL TELECONTROLLO DEVE CAMBIARE E DIVENTARE IL BUON PADRE DEGLI ACQUEDOTTI

  1. Serbatoio Venezia
    Serbatoio pensile dell’acquedotto di Venezia che tra poco sarà abbattuto perché sono cambiate le modalità di alimentazione della rete

    Ho esplicitato più volte la mia ossessione riguardante il fatto, a mio avviso determinante, che la gran parte degli acquedotti, pur se muniti di impianto di telecontrollo che ne ha automatizzato con ottimi risultati le operazioni di esercizio e di controllo, tuttavia sono rimasti quello che erano molti anni or sono mentre, proprio perché dotati di una nuova tecnologia di telecontrollo, avrebbero dovuto piano piano cambiare nella loro struttura di base e soprattutto nei concetti fondamentali di costituzione ed anche di esercizio.

Devo ora aggiungere una ulteriore esigenza.

Anche gli impianti di telecontrollo/telecomando devono mutare in relazione con tale esigenza. Essi devono contenere una strategia di verifica e di automatizzazione che non costringa il gestore dell’acquedotto ad aggiungere dispositivi automatici di controllo o comando ed inoltre che tenda ad spingere il gestore stesso verso l’adeguamento dei suoi impianti alle nuove tecnologie risultando evidenti i grandi risultati che ne deriverebbero

Faccio alcuni esempio che rendono bene il concetto.

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IL CALCOLO DI VERIFICA DELLE RETI D’ACQUEDOTTO, UNA IMPORTANTE DOCUMENTAZIONE

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Esempio di rappresentazione grafica dei risultati del calcolo di una rete acquedottistic

Leggendo in questo sito  il capitolo “ Le reti di distribuzione “ si trova il sottocapitolo “Il calcolo idraulico delle reti acquedottistiche magliate” nel quale sono spiegati alcuni punti di vista del sottoscritto sulla validità del calcolo in parola. In particolare viene spiegato la grande utilità dei calcoli chiamati “estemporanei” per la gestione dei complessi acquedottistici nel mentre viene auspicata la redazione di un programma automatico in grado di effettuare ad intervalli prefissati non solo la verifica del funzionamento istantaneo ma anche il confronto dei risultati del calcolo teorico con i dati reali di esercizio emettendo degli allarmi quando si verificano delle discrepanze atte a segnalare dei guasti o comunque dei disservizi. La redazione di tale programma è però ancora ben lungi dal trovar soluzione.

Su questo tema importante ho avuto recentemente uno scambio di mail con l’Ing. Alessandro Gallina responsabile per l’Italia della soc. HR Wallingford che usa il programma InfoWorks WS, il quale mi ha sinteticamente ma in maniera completa illustrato gli ottimi risultati che si possono raggiungere nella gestione grazie l’utilizzazione del programma citato. Penso sia una utile indicazione per i lettori   e riporto qui di seguito una parte autentica degli scritti dell’ing Gallina dalla quale tali  determinanti possibilità risultano chiaramente documentate. Ritengo anche cosa utile segnalare per gli ottimi risultati sia il programma sia la ditta che lo usa per conto terzi e a cui può rivolgersi ogni interessato,

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AD ESTREMI MALI ESTREMI RIMEDI, AD UNA SICCITÀ SEMPRE CRESCENTE INTERVENTI VALIDI!

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Funzionamento di un pozzo con pompa sommersa a velocità variabile

La siccità perdurante sta mettendo a dura prova gran parte degli acquedotti italiani e si sta cercando di farvi fronte, come al solito, con interventi di ripiego come il raccomandare il risparmio idrico o come l’immettere in rete fonti abbandonate da tempo per la cattiva qualità dell’acqua ed altri analoghi palliativi che sono lontani mille miglia dalla risoluzione definitiva del problema.

Si elencano qui di seguito ed in maniera sintetica delle proposte, alcune delle quali già adottate da qualche ente di gestione, che, se attuate in tempo debito, avrebbero potuto dare un notevole contributo. Ne viene qui presentata una lista breve che si richiama all’articolo “la produzione dell’acqua necessaria per gli acquedotti” visibile cliccando qui e dove sono leggibili numerosi dettagli..

La decisione più semplice da prendere ma che richiede una adeguata predisposizione degli impianti attuata in tempo utile, è quella di abbassare leggermente la pressione di esercizio delle reti. E sperimentato che una diminuzione della pressione di 8-10 m non produce danni ma soltanto una minore portata in uscita dai rubinetti ed una maggiorazione nei tempi necessari per il riempimento di recipienti voluminosi, ma nulla di più. In compenso può immediatamente realizzare un risparmio stimabile nel 10% in molti acquedotti. Ovviamente può essere adottata solo in quei servizi idropotabili che hanno già provveduto a razionalizzare le reti acquedottistiche abbandonando le vasche di carico che ne fissano irrimediabilmente la pressione e lavorando a pressione regolata in tempo reale.

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ACQUEDOTTI – ARTICOLO CHE APRE GLI OCCHI SU QUEL MONDO SPECIFICO

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Copertina della Rivista Aria&Acqua

La rivista “ACQUA E ARIA” ha pubblicato un mio articolo dal titolo “ACQUA POTABILE: RIMEDI VERI O ILLUSIONI?” (cliccare per leggere l’articolo) nel quale, con il corredo di belle immagini,  si capiscono molti particolari sulla costituzione e soprattutto sulla gestione di un servizio basilare come quello del servizio idrico.

Il fatto che una rivista tecnica che tratta specificamente l’acqua confermi alcune mie tesi su elementi di base degli acquedotti che io vado sostenendo da anni, costituisce, a mio avviso, una valida riprova che tali elementi devono essere come minimo discussi ed approfonditi. Al contrario molta letteratura tecnica continua a sostenere le vecchie tesi che affermano, in alcuni punti, l’esatto contrario di quanto riporta l’articolo medesimo. Mi auguro pertanto che abbiano da iniziare una buona diffusione di dette tesi e proficue critiche e  discussioni tra lettori ed appassionati  esperti di acquedottistica.

ACQUEDOTTI – I SERBATOI DI COMPENSAZIONE GIORNALIERA DISTRIBUITI IN RETE

Esempio di utilizzazione reale del serbatoio a terra
Esempio di utilizzazione reale del serbatoio a terra inserito in rete ed alimentato dalla stessa. Il suo scopo è la copertura delle punte di consumo locali e di intervenire in caso di disservizi vari a sollievo di tutta la rete. Notare come l’utilizzazione annua del serbatoio sia molto ridotta essendo pari soltanto  al 6% rispetto all’impiego totale annuo considerato del 100%

Un acquedotto molto semplice da costruire e da gestire è formato da una rete di distribuzione in territorio pianeggiante, alimentata da un impianto di immissione con pompa a velocità variabile che pesca da un serbatoio di compensazione giornaliera posto a terra ed immette l’acqua direttamente in rete modulandola in tempo reale in modo da far arrivare l’acqua all’utenza con una pressione sempre adeguata al fabbisogno.
Se il territorio da servire è molto esteso sono necessarie apparecchiature supplementari diffuse nella rete ed aventi lo scopo di aumentare, tramite pompe di risollevamento, oppure di diminuire, con l’inserimento in rete di valvole di riduzione telecomandate, la pressione finale di alcune delle aree da servire.
Il metodo che si vuole proporre in questa nota riguarda una modalità che offre in più molteplici risvolti positivi, e pertanto dovrebbe trovare una diffusione maggiore di quella che in realtà si registra. Esso si basa sulla presenza in rete di serbatoi supplementari di accumulo con annesso impianto di risollevamento.  La causa della sua scarsa utilizzazione , a mio avviso, è dovuta ad una diffusa e falsa opinione in base alla quale si riterrebbe che un serbatoio di rete fosse soggetto a due difficoltà. La prima consisterebbe nella necessità di costruire una condotta di adduzione che, partendo dalle fonti, adduca in serbatoio l’acqua necessaria, il chè comporterebbe spese notevoli sia di costruzione che di gestione. La seconda difficoltà si riscontrerebbe nel caso, a mio avviso da attuare nella realtà, di alimentazione del serbatoio da effettuarsi direttamente a mezzo della rete di distribuzione, ottenendo di eliminare la costruzione di nuove adduttrici ma con una notevole perdita energetica dovuta alla dissipazione di carico idraulico che occorre praticare durante il prelievo dalla rete in quanto tale prelievo deve forzatamente aver luogo tramite una valvola di regolazione che mantenga in rete una regolare pressione di funzionamento essendo il serbatoio a terra come sono, per una necessità di base, tutti i serbatoi che fanno parte del sistema acquedottistico detto “a pressione regolata” e che il sottoscritto predilige.

grafico di durata dei fenomeni naturali
grafico teorico per dimostrare come i fenomeni eccezionali siano in numero molto ridotto rispetto a tutti gli altri.

Occorre però rilevare un fattore molto importante e che viene trascurato tutte le volte che si discute di acquedotti ed è la reale frequenza statistica degli avvenimenti . Intendo sostenere che di un argomento così determinante bisogna considerare tutti gli aspetti e che, se è vero che alimentare un serbatoio prelevando la portata da una rete con riduzione a zero della pressione costituisce senz’altro una perdita energetica, occorre anche rilevare che l’avvenimento ha durate statisticamente molto basse, e quindi perdite energetiche veramente ridotte mentre i benefici che si hanno successivamente quando si immette in rete l’acqua accumulata, pur se decurtati dalla perdita di cui si è detto, offrono alla fin fine dei sicuri ed interessanti vantaggi.
Il fenomeno sarà meglio compreso osservando la prima  figura allegata che riguarda i risultati del funzionamento di una rete ipotetica munita di un serbatoio di accumulo interno alla rete di cui si è determinato il funzionamento teorico mettendo in conto anche le durate statistiche dei consumi. Il serbatoio è alimentato dalla rete medesima distruggendo il carico piezometrico ma il risultato finale è di una utilizzazione annua pari soltanto al 6% della sua utilizzazione totale annua. Si tratta quindi di un impiego minimo che garantisce la copertura delle punte massime di prelievo da parte dell’utenza che, come noto, statisticamente sono in numero molto esiguo e pertanto richiedono un impiego del serbatoio altrettanto esigua.

Faccio notare come alcuni decenni or sono la società presso la quale lavoravo, aveva avuto l’incarico di studiare come aumentare la capacità di compensazione dei serbatoi pensili dell’acquedotto della città di Padova. Fatte numerose simulazioni al modello matematico, si è arrivati alla conclusione che la soluzione migliore, in seguito effettivamente realizzata ed ancor oggi funzionante, è stata quella di costruire, non già ulteriori serbatoi pensili come si riteneva in origine, bensì un grande serbatoio a terra eretto in località Stanga e cioè in zona diametralmente opposto a quella di arrivo in rete dell’acqua delle fonti, prevedendo di alimentarlo con prelievo dalla preesistente rete di distribuzione salvaguardandone la pressione residua mediante strozzatura della luce a mezzo valvola. Nei decenni successivi la soluzione si è dimostrata valida ed efficace.

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.

A conclusione della nota, risulta chiaramente che la  presenza in rete di serbatoi di accumulo con annesso impianto di risollevamento a pressione variabile, significa che l’acquedotto possiede quanto di meglio per una gestione corretta ed economica ed inoltre per risolvere immediatamente eventuali disservizi anche gravi immettendo in rete ad alta pressione tutto il volume accumulato. E’ .importante rilevare come la soluzione basata sulla presenza di serbatoi di rete, prima descritta facendo riferimento ad una rete in territorio pianeggiante, risulta valida anche nel caso di aree aventi dislivello altimetrico più o meno accentuato. In tali frangenti aggiungere uno o più accumuli di acqua locali e razionalmente ubicati consente di migliorare funzionalmente ed anche economicamente un servizio idropotabile che di per sè presenta notevoli difficoltà..

LA SCELTA DEL TIPO DI POMPA A GIRI VARIABILI DA USARE NEGLI ACQUEDOTTI PER L’IMMISSIONE IN DIRETTA NELLA RETE DI CONDOTTE.

La pompa a giri variabili è una macchina che in campo acquedottistico può svolgere straordinari servizi a condizione che venga rigorosamente ottemperato a quelle imposizioni che ne sfruttano in pieno le grandi possibilità. La sua grande versatilità ha spesso portato ad un uso improprio anche se comunque vantaggioso rispetto all’impiego di normali pompe a giri fissi. In questa nota si tenta di riassumere alcuni concetti fondamentali ed i grandi risultati che possono da loro derivare.
Uno degli impieghi per i quali la velocità di rotazione variabile della pompa consente di migliorare notevolmente tutto l’assetto della rete di distribuzione ed ottenere risultati veramente eclatanti rispetto agli schemi tradizionali, consiste nell’utilizzarla per la immissione diretta dell’acqua pompata in rete a pressione modulata in funzione del risultato finale che si vuol ottenere presso l’utente.

Grafico di funzionamento di esempio teorico. Si tratta di una pompa a velocità variablie cui si è imposto ora per ora la velocità di rotazione di cui alla colonna 3 della tabella soprastante.
Grafico di funzionamento di esempio teorico di  pompa a velocità variabile .

La procedura da seguire in tal caso richiede innanzitutto una rielaborazione degli schemi classici partendo da alcuni principi di base. Quello di importanza fondamentale è la eliminazione di tutte le vasche di accumulo chiamate serbatoi alti in quanto posti in corrispondenza della linea piezometrica. Sono quindi da escludere tutti i serbatoi pensili e le vasche di carico le quali, con il metodo tradizionale tuttora insegnato nelle università, sono normalmente anteposte ad ogni altra struttura della rete e rappresentano l’antitesi del funzionamento a pressione modulata in quanto la loro funzione specifica è proprio quella di vincolare indissolubilmente la pressione di rete alla propria quota altimetrica. Negli acquedotti a sollevamento meccanico cioè funzionanti esclusivamente con acqua pompata, i serbatoi che svolgono la funzione di accumulo d’acqua, di qualunque tipo e funzione, devono essere tutti, nessuno escluso, del tipo a terra ( serbatoi bassi ) e da essi devono prelevare le pompe variabili per immettere l’acqua in condotta. Si capisce subito che tali prerogative richiedono una strategia di base totalmente diversa da quella tradizionale con uno studio particolare della conformazione della rete e della sua gestione idrica.
Formulati questi due concetti è ora impossibile riassumere le molteplici possibilità di concepire una rete alimentata da una o più centrali a pressione variabile e munita di serbatoi a terra per l’accumulo dell’acqua e la compensazione delle portate anche perché lo scopo della nota si limita alla discussione sull’uso delle pompe a velocità variabile. Pertanto da questo punto in avanti si considererà già delineato lo schema della rete e completata la definizione delle apparecchiature da inserire in esso. Inoltre, per semplicità, immaginiamo che si tratti di acquedotto in area pianeggiante dove la regolazione della pressione di rete possa aver luogo senza bisogno di apparecchiature diffuse ma  semplicemente variando portata e pressione di inizio rete da attuarsi con pompa a velocità variabile : si ricercano le caratteristiche costruttive e di regolazione di tale pompa

Esempio di grafico della pressione imposta per l'acquedotto ideale e di quella normale di un acquedotto alimentato da vasca di carico
Esempio di grafico della pressione giornaliera imposta al punto di arrivo presso l’utente e di quella normale di un acquedotto alimentato da vasca di carico

Poiché la rete è già definita si dovrà eseguire una nutrita serie di calcoli di verifica del suo funzionamento relativi non già, come prescrive pedissequamente la letteratura classica, relativi ai consumi massimi di punta bensì estesi a tutte le condizioni di funzionamento le più disparate e varie. Lo si può fare utilizzando uno dei numerosi programmi disponibili e che consentono il calcolo di reti comunque costituite e considerando non solo tutte le apparecchiature ma anche la variazione di portata richiesta dall’utenza nodo per nodo e ora per ora.  Ma le condizioni di base non sono finite: bisogna imporre preventivamente anche la pressione di arrivo nei nodi caratteristici e rappresentativi di tutta la rete, pressioni che saranno elevatissime nelle ore di punta, di media grandezza durante le ore di portata normale ed infine il più basso possibile durante i bassi consumi notturni ( vedi grafico giornaliero della pressione di arrivo imposta )

 

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ANCHE SE LA TEORIA DIFFUSA CON GLI INSEGNAMENTI E CON LA LETTERATURA TECNICA FOSSE PERFETTA GLI ACQUEDOTTI PER FUNZIONARE AVREBBERO COMUNQUE BISOGNO DI UNA SUA CORRETTA APPLICAZIONE PRATICA CHE INVECE VIENE CORRENTEMENTE MISCONOSCIUTA

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Planimetria di rappresentazione grafica della pressione di rete quale esempio di calcolo rete magliata

Il sottoscritto legge assiduamente la letteratura tecnica che presume formi anche la base di insegnamento delle università. Sono moltissimi gli argomenti per illustrare il concetto base di cui si intende trattare in questa nota, ma mi limiterò soltanto al calcolo di verifica delle reti magliate.
Si ritrovano testi che spiegano le modalità di calcolo dalle più semplici rappresentate del metodo di Cross alle applicazioni matematiche più complesse ma difettano le regole per una loro corretta applicazione pratica.
Ho già spiegato come sussistano tre dati fondamentali da immettere ad inizio calcolo e che sono di difficilissima determinazione :
– Le portate prelevate dagli utenti nodo per nodo
– Il coefficiente di scabrezza da utilizzare per i vari tipi di tubazioni che compongono la rete da calcolare
– Le perdite occulte.

Gli specialisti della teoria di calcolo, ben consci delle difficoltà che si incontrano nelle determinazioni di cui sopra, hanno effettuato grandi progressi e definito programmi straordinari nei quali, oltre alle ben note possibilità di calcolo dinamico in reti anche molto complesse, consentono anche di determinare le variazioni delle portate esterne ai nodi in funzione della pressione risultante dai calcoli medesimi. E’ infatti ben noto che tra i dati iniziali di calcoli sono determinanti le portate da imporre in uscita nodo per nodo ma il loro valore varia al variare della pressione risultante dal calcolo. Esempio classico è un nodo che dai calcoli risultasse a pressione zero la cui portata, in tal caso, dovrebbe essere azzerata per l’evidente motivo della mancata pressione che non gli consente di erogare la benché minima portata. Un’altra modalità di preparazione dei dati, molto usata dagli studiosi, consiste nella cosiddetta calibratura la quale, partendo da un caso di funzionamento effettivo di cui sono noti tutti gli elementi di esercizio, è in grado di adattare le portate esterne dei nodi ed il coefficiente di scabrezza delle tubazioni di calcolo, in modo che la verifica dia come risultato quanto già noto. Fatta questa calibrazione è comunemente ritenuto che tutti i calcoli eseguiti estrapolando i risultati già raggiunti, consentano di verificare il funzionamento della rete secondo ogni condizione che interessi.

Rete in normale esercizio
Rete in normale esercizio

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UN GENERE DI LAVORO MOLTO RICHIESTO: LA LETTURA DEI CONTATORI DELL’ACQUEDOTTO – FOLLIA PURA!

Contatori in uso normale
Contatori in uso normale

Chi è in cerca di lavoro basta che scorra su google e troverà un numero innumerevole di offerte di lavoro. I gestori degli acquedotti faticano molto nell’espletamento di una funzione sciocca perché è impensabile che esistano ancora strumenti trogloditici come i contatori di utenza, importante perché da essa dipende l’introito dell’azienda ed infine tanto costosa da evitare di farlo con personale proprio. Si diffonde sempre di più l’esigenza di appaltare le letture. Un altro sistema molto in uso e completamente sbagliato è quello di sostituire alternativamente le letture reali con quelle fittizie da pareggiare in secondo tempo.
Questi ragionamenti fatti al giorno d’oggi quando la tecnica è in grado di compiere dei veri miracoli tecnologici, sono totalmente fuori posto. Lo sono ancora di più se si pensa quali enormi vantaggi darebbe la lettura automatica in tempo reale. SI va da una notevole economia di spesa, ad una maggiore equità nell’addebito delle bollette ma soprattutto ad enormi vantaggi nella gestione delle reti ( vedi nota “IL MEMORABILE EVENTO ACQUEDOTTISTICO “CREARE CONTATORI MULTIFUNZIONE” PUO’ CONSIDERARSI GIA’ AVVENUTO” )

LETTURISTA
Letturista all’opera nella lettura di contatore in pozzetto

A mio avviso il fatto che non si proceda affatto alla risoluzione di un problema tutt’altro che difficile come quello in argomento, rappresenta un’ulteriore prova della gestione insensata degli acquedotti italiani .