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IL CAOS DELLE RETI ACQUEDOTTISTICHE DEI TERRITORI MONTANI – I DIFETTI – I RIMEDI

Postato il by Marcello Meneghin

Qualunque persona, anche se completamente digiuna di tecnica acquedottistica ma che avesse modo di esaminare uno schema di rete come quello allegato che tuttavia è la rappresentazione veritiera degli acquedotti dell’Isola d’Elba, non potrebbe evitare di giudicarlo un ammasso caotico ed incomprensibile di strutture di vario tipo.

 

Esempio di rete acquedottistica classica di territrio montano. Schema altimetrico

Per i tecnici di acquedottistica preciso che lo schema è un valido esempio di una situazione che si ripete infinite volte in complessi abitativi con popolazione di 30000 abitanti come è l’Isola d’Elba od anche più popolosi purché ubicati, come l’Isola citata, in territori altimetricamente variegati. Intendo affermare che di fronte ad un’area abitata con dislivelli continui del suolo, molto scosceso e con alternanza di quote altimetriche molto disparate, se vi si utilizzano le tecniche appartenenti al passato, non si può far altro che ripetere lo schema classico il quale comprende e ripete, zona per zona idraulicamente omogenea, un serbatoio di accumulo e di carico della rete ed una o più condotte che lo alimentano dal basso. Il problema nasce nell’esercizio di un insieme del genere che non può che essere caratterizzato dalla difficoltà di funzionamento dei serbatoi ed in genere dalla casualità  che lo distingue. Infatti nella maggioranza dei casi i serbatoi sono regolati da galleggianti che fermano l’immissione quando sono giunti al loro massimo livello di invaso per riprenderla non appena ha inizio lo svuotamento con il risultato di avere invasi quasi sempre al loro massimo livello. Questo modo di funzionare, chiamato appunto “al massimo livello”, esclude la vera funzione dei serbatoi che dovrebbe essere quella di riempirsi quando la disponibilità idrica è superiore al fabbisogno per vuotarsi in occasione delle richieste di punta. Nella realtà, nei giorni di scarsità idrica i serbatoi essendo come detto casuale il loro funzionamento, si vuotano prima del momento di massima richiesta e quindi durante periodi nei quali il loro intervento non sarebbe richiesto. Viceversa quando arriva la crisi essi sono già vuoti e quindi non sono più in grado di dare il proprio contributo. In sintesi si può affermare che sono serbatoi con gravi difetti di funzionamento.
All’inconveniente legato ai serbatoi si deve aggiungere la difficoltà dell’insieme in oggetto, sia pur mitigata quando sono presenti collegamenti rapidi di verifica e di regolazione degli impianti e delle reti fatti a distanza, purtuttavia assai difficoltose trattandosi di una moltitudine di apparecchiature in genere molto piccole ma tutte da tenere sotto controllo.
In questa nota si vorrebbe lanciare una soluzione diversa sicuramente non accettata dai gestori di acquedotti e criticata dagli studiosi di acquedottistica ma che viene ugualmente proposta per aprire la discussione di un tema interessante.

Profilo schematico di alimentazione idropotabile di centri abitati

La nuova soluzione si basa sull’eliminazione delle modalità di alimentazione delle reti a mezzo vasche di carico, imponendo in alternativa il pompaggio diretto in rete a pressione regolata in funzione del fabbisogno ed in linea di massima con alta pressione di consegna dell’acqua all’utente limitata ai momenti di alto consumo mentre si abbassa al decrescere dei fabbisogni per diventare molto esigua la notte quando i consumi si avvicinano a zero. Questo risultato, assai facile da raggiungere in territori pianeggianti dove lo si ottiene molto semplicemente tramite la regolazione della pressione di immissione in rete, non lo è affatto nel caso in esame dove tale regolazione costituisce soltanto un primo intervento che deve essere seguito da ulteriori regolazioni di dettaglio in rete.
Nel grafico schematico  allegato e che costituisce un esempio tipico di dimensioni minute ma che può essere ripetuto all’infinito, si esamina la regolazione primaria dell’insieme. Si suppone di costruire un sistema principale di adduzione comprendente, in partenza un impianto di sollevamento dell’acqua composto da pompe a velocità variabile in grado, prelevandola dalle fonti, di immettere nella condotta di adduzione primaria e ad una pressione regolabile, delle portate anch’esse variabili dal valore minimo a quello massimo di previsione. Tale condotta, ad andamento pressoché orizzontale e quindi percorrente all’incirca una unica curva di livello del suolo, ad intervalli razionalmente definiti si interrompe per alimentare dei serbatoi interrati di accumulo e funzionanti a livelli imposti ora per ora . ( Vedi articolo la regolazione dei serbatoi)

A valle di ogni serbatoio si trova un ulteriore impianto di sollevamento, anch’esso a pressione e portata variabile,  atto a far proseguire la portata via via necessaria per l’alimentazione dell’utenza posta verso valle in modo che tutto il comprensorio da alimentare risulti munito di un sistema di adduzione e compensazione delle portate ubicato nella fascia di terreno di quota più bassa.
Con le modalità indicate viene realizzato un sistema di adduzione primaria il quale, grazie alla presenza di pompe a velocità variabile e dei serbatoi regolati a livelli preimpostati, adduce giorno per giorno una portata che si avvicina al valore medio della giornata operandone il riempimento notturno e, sia in giorni di grande consumi sia negli altri, il loro totale svuotamento diurno.
Riguardando un mero esempio schematico la disposizione della figura può essere ripetuta più e più volte fino a copertura di tutto il territorio montano da servire d’acqua potabile.
Come si nota dallo schema, la nuova soluzione contempla un criterio di unificazione di tutte le diramazioni ognuna delle quali si diparte dalla condotta adduttrice principale ed alimenta un solo centro urbano anche se ubicato lontano ed anche se a quote molto elevate. In questo modo si ottiene uno schema semplificato con sollevamenti tutti ubicati a bassa quota. E’ però possibile che in determinate parti del territorio di ubicazione ed altimetria particolare, sia da preferirsi uno schema idrico diverso basato non già sul prelievo dalla adduttrice principale di bassa quota bensì da una diramazione secondaria che già provvede al recapito dell’acqua in posizione più favorevole. In questo caso non resta che ripetere lo schema con la sola variante che riguarda il punto di prelievo il quale, come già precisato, si diparte da una condotta secondaria.
L’alimentazione di ogni singolo centro cittadino, naturalmente posto in quota più elevata come risulta chiaramente dallo schema, è delimitato da un confine teorico che comprende l’insieme di abitati idraulicamente omogenei e quindi  atti ad essere alimentati cumulativamente a pressione e portata regolate in funzione del fabbisogno ed ha luogo mediante una condotta in derivazione dalla descritta adduttrice primaria e munita di propria pompa di sollevamento anch’essa a velocità variabile e quindi in grado di fornire una pressione elevata durante i periodo di alto consumo ma che diminuisce in tutti gli altri casi. Tale risultato è ottenuto imponendo due tipi di regolazione la prima delle quali consiste semplicemente in un sistema di sollevamento-distribuzione con  una pompa a velocità variabile la quale, prelevando direttamente dall’adduttrice primaria prima descritta, alimenta la rete locale mantenendo in prima approssimazione la variabile pressione di esercizio entro limiti ben definiti. Nel caso il dispositivo risulti insufficiente per la razionalità di esercizio dell’area di appartenenza, quest’ultima sarà dotata anche di apparecchiature di secondo grado, attuate mediante valvole automatiche di riduzione della pressione. Al contrario se i confini saranno scelti accuratamente e se il territorio lo renderà attuabile, non sarà necessario alcun ulteriore apparecchiatura di regolazione al di fuori della pompa di alimentazione di cui si è detto .
Tutti i sollevamenti sono del tipo ad immissione diretta in rete, controllati e regolati in tempo reale dal sistema di telecomando e telecontrollo centralizzato e saranno corredati  delle apposite apparecchiature di attenuazione dei colpi d’ariete come casse d’aria, valvole di ritegno a membrana e sopratutto condotte by pass atte ad evitare lo stacco di vena o l’inversione di moto dell’acqua nelle condotte di immissione.
Si noterà la grande differenza che esiste rispetto ai sistemi classici di derivazione dell’acqua da una adduttrice come quella descritta. In tali sistemi viene sempre realizzato lo stacco tra condotta adduttrice e prelievo delle pompe ed infatti viene normalmente costruita una vasca di aspirazione delle pompe alimentata dalla condotta principale di adduzione e pertanto distruggendo tutto il carico della portata immessa. Nel sistema proposto siamo invece i presenza di derivazione in diretta dalla adduttrice con conseguente rinuncia alla sicurezza data dal citato stacco idraulico ma con il favore di una riutilizzazione completa del carico proprio della adduttrice. Si ottiene una notevole economia nella energia di pompaggio cui fa riscontro la necessità di applicare le apparecchiature già indicate ed atte alla attenuazione dei colpi d’ariete trasmessi in rete.
Per particolari relativi alle modalità di pompaggio diretto in rete vedasi gli articoli “Il progresso nella regolazione dell’immissione diretta nella rete di distribuzione tramite pompe a velocità variabile”

L’elemento negativo del sistema , dovuto alla perentoria e totale eliminazione delle vasche di  aspirazione delle pompe e di carico della rete a seguito della quale viene a mancare, come detto, lo stacco idraulico tra pompa e rete, è rappresentato dalla possibilità di violenti colpi d’ariete immessi in rete dal pompaggio. Si deve però tenere ben presente che sussistono metodi pratici e di sicura protezione dati da casse d’aria, valvole a membrana elastica poste subito a valle delle pompe e soprattutto da condotte by pass che impediscono lo stacco di vena o l’inversione del moto dell’acqua in condotta.
Numerosi sono invece i vantaggi che derivano dalle impostazioni descritte. Da rilevare in particolare la razionalità dell’alimentazione di base che effettua pompaggi ridotti al minimo come numero, regolati costantemente in funzione del fabbisogno ed inoltre con riutilizzazione del carico idraulico residuo preesistente nella condotta di spirazione  il che riduce notevolmente le perdite occulte di rete. Rilevante l’economia energetica e la razionalità che si ottengono grazie alla diminuzione di altezza manometrica di pompaggio durante le notti ed in genere i periodi di basso consumo. L’economia di spesa energetica risalta in modo evidente dal confronto con la predisposizione idraulica dello schema iniziale caratterizzato da numerosissimi piccoli impianti funzionanti sempre con perdite di carico elevate dovute alla regolazione ad intermittenza che obbliga le pompe a lavorare sempre con la portata massima e quindi con le maggiori perdite di carico della condotta di mandata. E’ inoltre ben noto come di per sé poche pompe di grossa portata abbiano rendimenti migliori di molte piccole pompe aventi nel totale la medesima portata e prevalenza. Si è già detto che viene realizzata una importante economia d’acqua grazie alla minor pressione di rete soprattutto notturna e alla conseguente diminuzione delle perdite occulte.
Infine è da rilevare l’alta qualità dello schema idrico che semplifica enormemente tutte le operazioni sia automatiche che manuali durante l’esercizio, degli impianti.
Il risultato più importante che occorre mettere in luce da ultimo,  è senz’altro la eliminazione  di tutte le operazioni casuali dello schema classico e molto utilizzato negli acquedotti italiani,  operazioni che vengono invece razionalizzate escludendo galleggianti ed apparecchiature analoghe che lavorano in funzione di livelli ma e che vengono qui sostituite da una regolazione estesa a tutte le apparecchiatura, nessuna esclusa, ed effettuata in tempo reale dal sistema di telecontrollo e telecomando sulla base dei fabbisogni reali dell’utenza e mediante definizione automatica della modalità più razionale delle portate e delle pressioni effettive di esercizio. La procedura può essere definita con la dizione “acquedotto figlio del telecontrollo” leggibile cliccando qui.
Esaurite le spegazioni riguardanti l’elemento di base ripetibile più e più volte in modo da servire tutto il territorio viene ora avanzata una proposta di organizzazione generale di tutto un intero sistema acquedottistico montano.
Visto e considerato che l’elemento di base deve seguire grosso modo una unica curva di livello del terreno, risulta naturale considerare la possibilità di seguire, tutte le volte che l’andamento del terreno lo consente, tale curva nel suo intero percorso considerato che, come ben noto, ogni curva di livello costituisce un anello chiuso. In altri termini si propone di prolungare la condotta primaria completa delle apparecchiature secondarie cioè di serbatoi di compensazione giornaliera ed impianti di risollevamento, fino a costituire un anello chiuso come risulta dallo schema allegato.

Schema planimetrico di rete alimentata da due fonti e con adduttrice principale chiusa ad anello

Con questa disposizione di rete si ritiene aver completatoin mniera ottimale la proposta di una rete di adduzione e distribuzione acquedottistica in territorio montano.

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CRISI DEGLI ACQUEDOTTI SOPRATTUTTO FACENDO RIFERIMENTO ALLA LORO ARRETRATEZZA

Postato il by Marcello Meneghin

Impazza sui giornali una notizia come quella dell’articolo allegato : L’Enel cambia i contatori con i risparmi dei consumi.
In dettaglio le società di esercizio dell’energia elettrica italiana, le quali già 15 anni or sono avevano sostituito i vecchi con nuovi contatori automatici, ora impiegano i grandi importi di denaro che hanno derivato e contano di derivarne, per sostituire nuovamente tutto il parco contatori italiani mettendo in opera apparecchiature ancora più sofisticate ed atte a migliorare ulteriormente l’esercizio e l’economia dell’intero sistema elettrico.
Alcune delle particolarità della sensazionale operazione che sta per partire sono così spiegate nella stampa:
Posa in opera di contatore di seconda generazione che unisce le esigenze di tutelare il consumatore alla garanzia di servizi nuovi sempre più tecnologici, di facile uso onde partecipare in modo importante ed attivo al nuovo mercato dell’energia.
Quello che traspare è la motivazione che si fonda sul fatto incontrovertibile , che il nuovo grande investimento di denaro troverà piena giustificazione nel miglioramento, anche economico, dell’esercizio.
Non si può che inorridire dal confronto con quello che accade nel settore acquedotti. Lì sono in funzione contatori del tutto meccanici, vecchi sia come tipologia che come funzionamento dovendo essere letti da personale che gira di casa in casa. Sembra di essere tornati all’epoca in cui non esistevano le lavatrici ed il bucato doveva essere fatto con acqua riscaldata al fuoco e con la cenere. Ma l’aspetto di gran lunga peggiore è la constatazione del vuoto che la mancanza di contatori moderni e multifunzionali provoca nella conoscenza del funzionamento reale delle reti di distribuzione dell’acqua , così come sconosciuta è l’entità, l’origine e le caratteristiche delle perdite occulte al cui riguardo si sa soltanto che la percentuale di acqua potabile perduta in Italia assume valori incredibilmente elevati.
L’enel testimonia una realtà di una ovvietà addirittura disarmante e che è la seguente: la prima cosa da fare nella gestione di servizi importanti come quelli di cui si parla è la conoscenza del loro funzionamento. Si deve invece constatare come, per avere un’idea approssimata in campo acqua potabile. si devono eseguire calcoli complicatissimi basati su dati statistici che alla fine lasciano il tempo che trovano. Basterà precisare che si sono dovute scomodale le leggi sull’evoluzione di Darwin per poter stimare le condizioni di esercizio delle reti d’acqua che, proprio per la metodologia usata, non possono dare  che risultati molto approssimativi ed in pratica rendere imperituri  acquedotti che hanno perdite occulte che ammontano al 50% dell’acqua prodotta.

Un’altra metodologia molto usata a causa della citata non conoscenza del funzionamento effettivo degli acquedotti, è la distrettualizzazione che consiste nel suddividere la rete in tante piccole porzioni chiamate appunto distretti, riuscendo finalmente ad entrare nel vivo della realtà a prezzo di una grave mutilazione della rete medesima. I risultati che si ottengono in quel caso sono molto apprezzati perché ottenuti dal paragone con le reti preesistenti e piene di difetti colossali.  Ben diversa sarebbe la situazione di un acquedotto dotato di quelle apparecchiature che ne costituiscono l’ossatura essenziale e tra di esse la presenza di un parco contatori dotato delle più elementari possibilità come sono quelle di fornire in tempo reale i dati essenziali  e cioè portate, pressioni e qualità dell’acqua consegnata utente per utente e di converso area per area servita.

 

Gli antidiluviani contatori dell’acqua potabile ancora in uso

E’ lapalissiano che la prima cosa da ottenere con metodologie razionali ed automatiche i dati di  riguarda il fabbisogno dell’utenza ed in particolare e minuto per minuto e zona per zona, i valori reali di consumo, di pressione di rete nonché quelli  di perdita cioè i dati che solo la posa di misuratori multifunzione possono dare.
Non mi dilungo in questa sede nel descrivere modalità, funzioni e risultati della auspicata rivoluzione del metodo di misurazione delle caratteristiche dell’acqua distribuita agli utenti in quanto non farei che ripetere elementi triti e ritriti che del resto sono facilmente recuperabili ricercandoli in questa stessa pagina immettendo in alto a sinistra la parola contatori. Mi basta qui far rilevare l’assurdità di una situazione assolutamente insostenibile e per giunta mascherata da risultati fasulli.

SICCITA’ IN ARRIVO – IN BREVE LA STORIA ED I RIMEDI

Postato il by Marcello Meneghin

La carenza d’acqua, che già si preannuncia in Veneto per l’imminente estate, colpirà gravemente molti settori del vivere civile, agricolo ed industriale. Sarà soprattutto l’agricoltura a risentirne per le imponenti portate idriche da essa richieste per l’irrigazione che ne costituisce l’elemento fondamentale, ma anche gli acquedotti saranno sottoposti ad una dura prova. Pur godendo il Veneto di una situazione favorevolissima, risentiranno senza dubbio di un rilevante calo delle fonti.

Dò seguito ad una veloce scorsa dei provvedimenti ampiamente descritti nel mio sito ed atti ad alleviare e col passare del tempo, risolvere i problemi,. Di ogni argomento si potranno leggere interessanti particolari evidenziandoli nell’apposita casella bianca presente in alto a sinistra sotto la dicitura “cerca nel blog” mentre in questa sede non se ne riportano affatto i link.

Contatori d’utenza in via di eliminazione ; saranno sostituiti da apparecchi multifunzione?

Inizio dal punto terminale del processo di alimentazione idropotabile d’acquedotto e cioè dai contatori d’utenza i quali appaiono privi di interesse alcuno nei riguardi del problema. A mio avviso  invece, proprio per la loro velata disponibilità a svolgere un ruolo determinante, essi meritano il posto di prima fila di una lunga trafila.

Se, nell’operazione in corso per la sostituzione di tutto il parco contatori con installazione di nuove apparecchiature il cui unico scopo è quello di automatizzare la determinazione e la contabilizzazione dei volumi dì acqua consumata utente per utente, ci si fosse invece preoccupati di dar ad ognuno di essi la veste di vera sentinella posta all’ingresso di ogni consumatore dotandoli delle armi allo scopo necessarie, si sarebbe risolto in breve tempo uno dei problemi dei moderni acquedotti consistente nella mancata conoscenza del loro funzionamento effettivo dando modo adottare per tempo alcuni necessari provvedimenti . Nella realtà degli acquedotti italiani sono noti soltanto alcuni dati di funzionamento sommario, prova ne sia che per colmare questa grave lacuna si è fatto ricorso all’intervento, ormai diffusissimo ed enfatizzato in tutti i modi, di distrettualizzazione delle reti di distribuzione che altro non è se non lo spezzettamento delle reti in tante piccole parti chiamante appunto distretti ognuno dei quali consente, a prezzo di gravi menomazioni della rete stessa, di conoscere finalmente le portate e pressioni effettive che lo caratterizzano e permettendo di rimediare ai difetti. La distrettualizzazione medesima costituisce anche la prova che le simulazioni al modello matematico forniscono solo risultati sommari ed approssimati e quindi non sufficienti per apportare alla rete le migliorie di cui si parla. Risulta evidente che, qualora lo stesso modello matematico potesse usufruire della serie di dati cui si detto e cioè dei consumi e pressioni istantanee effettive e precise dell’acqua consegnata a ciascun utente e determinata da nuovi contatori multifunzione, il modello matematico potrebbe operare con metodologie ben diverse ottenendo risultati ancora migliori di quelli della distrettualizzazione ma con l’enorme vantaggio di non distruggerne il magliaggio ben interconnesso, evitando di rinunciare a tutti i vantaggi che gli sono propri.

In conclusione uno degli interventi basilari da mettere quanto prima in atto consisterebbe nel dotare la rete di misuratori individuali multifunzione con caratteristiche tutte da definire ma comunque ben diverse da quelli che si stanno mettendo in opera.

Un mirabile esempio di centro di controllo di un importante acquedotto

Il sistema centralizzato che consentirebbe di utilizzare razionalmente i citati dati reali di funzionamento della rete è ovviamente l’impianto di telecontrollo e telecomando dell’acquedotto al cui riguardo sussistono importanti considerazioni. Si deve rilevare come nella stragrande maggioranza degli acquedotti si sia affidato al telecontrollo soltanto la funzione di effettuare automaticamente tutte le operazioni che un tempo venivano svolte dal personale. Al contrario esso è chiamato a rivestire un ruolo complementare importantissimo e molto ampio la cui descrizione richiederebbe qui pagine e pagine scritte . Ci si limita a riassumerle nella seguente frase: far diventare l’acquedotto in tutto e per tutto il figlio del telecontrollo. Detta in poche parole tale figliazione significa ottenere un insieme di apparecchiature e di condotte di rete nessuna delle quali funzioni non tanto sulla base di regole dettate dal caso come si verifica spesso negli attuali acquedotti, per indirizzarle invece e tramite un telecontrollo razionale, verso compiti tecnicamente ed economicamente ben motivati onde ottenere un servizio all’utenza sempre migliore ed una rilevante economia di mezzi e soprattutto dell’acqua da captare.

Per fare alcuni esempi si precisa come il nuovo acquedotto dovrebbe eliminare tutta la miriade di vasche di carico, a suo tempo erroneamente definite in funzione dei soli consumi di punta , per adottare la immissione diretta in rete a pressione variabile automaticamente regolata in funzione dei fabbisogni a partire dal suo punto iniziale per terminare alle estreme propaggini di tubazioni.

Esempio di alimentazione della rete con vasca di carico e serbatoio pensile

Tra gli altri compiti che dovrebbero essere assegnati al telecontrollo riveste una grande importanza la gestione intelligente dei serbatoi. E’ ben noto come una grande economia d’acqua si ottiene mediante l’operazione tecnicamente definita come “compensazione delle portate” e che consiste nell’accumulare l’acqua presente abbondantemente nei periodi piovosi per conservarla a lungo in modo da far fronte ai periodi, come quello che si presenta adesso, di grande siccità. La metodologia atta allo scopo è duplice prevedendo in primo luogo di incrementare notevolmente il numero e la capacità totale di invaso d’acqua potabile a mezzo della costruzione di nuovi grandi serbatoi. Allo scopo le difficoltà di reperimento di ampie aree di terreno adatte alla loro costruzione dovrebbe essere superata utilizzando il sottosuolo dove l’acqua trova il suo ambiente ideale di conservazione ed inoltre utilizzando la foce dei fiumi per costruirvi delle barriere atte non solo a costituire i citati grandi volumi di invaso ma anche ad impedire la risalita dal mare del cuneo salino che rende inutilizzabile l’acqua sia per l’irrigazione che per il servizio potabile. La seconda metodologia riguarda ancora una volta il telecontrollo che deve svolgere una importante azione di regolazione negli invasi/svasi dei volumi accumulati. A tale riguardo occorre tener ben presente che la vera e difficile funzione di un serbatoio non è soltanto quella di starsene ben pieno e pronto ad intervenire nei momenti di punta ma è soprattutto quella di intervenire quotidianamente ad immettere in circolo l’acqua di cui è ricco provvedendo intelligentemente a ripristinare l’invaso in ognuno dei momenti propizi. Una corretta gestione degli invasi prevede che in tutti i periodi, sia in quelli di scarso o di grande consumo e sia in quelli di abbondante o minima produzione delle fonti, siano evitate le produzioni di punta razionalmente sostituite da produzioni costantemente corrispondenti alla portata media del periodo medesimo.

Esempio di “GALLERIA SERBATOIO” per l’Isola d’Elba

La realtà degli acquedotti italiani è completamente diversa in quanto la maggior parte dei serbatoi sono regolati al massimo livello. E’ abitudine consolidata che, non appena si verifichi un abbassamento dell’invaso, venga effettuato un aumento di portata delle fonti per ripristinarlo con la naturale conseguenza di avere molti serbatoi che permangono pieni e quindi inutilizzati per lunghi tempi

La loro buona regolazione, tesa a sfruttarne in toto l’invaso in tutte le giornate sia di piccolo che di grande consumo, ottiene risultati eclatanti in quanto, l’aver standardizzato come detto la produzione, significa in realtà poter disporre di un maggior quantitativo idrico con minore sfruttamento delle fonti grazie, anche in questo caso, al sistema di telecontrollo che riesce utilizzando un nutrito insieme di dati reali e statistici e naturalmente un programma molto efficiente ed adatto specificamente alle caratteristiche locali del territorio e degli impianti.

Anche in questo caso la costituzione degli impianti acquedottistici deve essere adeguata alle grandi possibilità dell’informatica che molto spesso conducono a soluzioni molto diverse rispetto alle soluzioni tradizionali classiche.

L’argomento in cui il telecontrollo regna incontrastato è quello della regolazione della pressione di esercizio delle reti in tutta la estensione della rete stessa in quanto, grazie alla presenza di impianti di sollevamento dotati di pompe a velocità variabile e di valvole di riduzione della pressione diffuse in rete ed asservite al telecontrollo, fornisce l’acqua all’utenza con la pressione sempre ottimale eliminandone gli eccessi che sono una delle cause principali dell’aumento di perdite occulte di cui soffrono pesantemente gli acquedotti italiani.

L’ultimo provvedimento di questo breve elenco ma non certo quello meno importante per il contributo che può dare alla risoluzione delle carenze delle fonti, è senza dubbio la costituzione di reti di interconnessioni tra acquedotti. La sua efficacia è così notevole da immaginare  che in un futuro abbastanza prossimo l’intera nazione possa essere percorsa in lungo ed in largo da una rete primaria che provveda ad una integrazione di approvvigionamento idrico a livello nazionale contribuendo a comporre le notevoli differenziazioni idriche  oggi esistenti tra regione e regione.

Una ipotetica rete di interconnessione tra tutti gli acquedotti della penisola

La presente disamina dei disservizi accusati dagli acquedotti italiani nonché di alcuni rimedi necessari, pur se molto sintetica e senz’altro incompleta, è la dimostrazione della necessità di ovviare alle crisi idriche come quella che si sta prospettando per il Veneto ma che si teme abbia da ripetersi ovunque con un progressivo peggioramento futuro, in un primo tempo con l’ammodernamento rivoluzionario degli impianti senza il quale nemmeno la scoperta delle nuove fonti. che sicuramente la tecnica metterà in luce negli anni a venire, potrà soddisfare le future richieste idropotabili essendo anch’esse in continua evoluzione .

PS:

Avendo letto l’articolo del Corriere in data 25.03.2017 a firma di Agostino Gramigna

“PERDITE E SPRECHI D’ACQUA , È P….. LA PEGGIORE” nel quale si segnala che la perdita dell’acquedotto della città è pari al 70% della produzione totale, non riesco a sottacere la mostruosità del fenomeno che rende inutili tutte le innovazioni descritte nel soprastante articolo. Le mie deduzioni portano ad ipotesi gravi. Delle due l’una.

Primo: Se il dato è realistico siamo in presenza di un sistema fallimentare ed intollerabile.

In secondo luogo, non essendo materialmente possibile che un acquedotto possa accusare perdite del genere, arrivo alla ipotesi che il dato pubblicato nel giornale sia totalmente errato e che detta perdita sia tollerata per un motivo ancora più terrificante: non si sa nulla di come funzionino gli impianti, non esistono strumenti di misura e vengono forniti solo dati fasulli. Si tratta di una mancanza che domina nella stragrande maggioranza degli acquedotti. E ciò costituisce l’elemento più grave di tutti gli altri.

ACQUEDOTTI – LA REGOLAZIONE DELL’IMMISSIONE DIRETTA IN RETE CON POMPE VARIABILI -LA DISCUSSIONE CONTINUA

Postato il by Marcello Meneghin

Non ho fatto tempo a completare l’articolo “acquedotti – il progresso nella regolazione dell’immissione diretta nella rete di distribuzione tramite pompe a velocità variabile”  che mi sono apparsi necessari alcuni approfondimenti

Esempio di rete alimentata a pressione variabile

L’ articolo, nella sostanza, concerne una piccola estensione della nota modalità di regolazione delle reti di cui al titolo e che si basa sulla pressione che si vuole ottenere in rete e precisamente in corrispondenza del punto di consegna dell’acqua all’utenza. La nuova modalità vi aggiungeva la possibilità di lasciare libera la pompa, per brevi e successivi intervalli di tempo in cui essa gira a velocità fissa, di aggiornarsi in portata e pressione di mandata facendo scorrere il punto di funzionamento lungo la curva caratteristica. Questa disposizione consiste semplicemente nell’evitare una continua variazione della velocità della pompa imponendo invece di restare per un intervallo di tempo prefissato (ad esempio per 15 minuti), a velocità costante. Il funzionamento reale del sistema può essere controllato a posteriori esaminando la registrazione di tutti i dati. In conclusione il metodo si basa principalmente sulla imposizione della pressione precedentemente prefissata tramite un diagramma giornaliero caratterizzato da pressioni che, dalle esperienze acquisite, devono essere molto basse alla notte quando i consumi sono minimi per aumentare nelle ore diurne in proporzione ai consumi previsti ora per ora. In definitiva l’efficacia del lavoro dipende totalmente dalla formulazione di tali valori giornalieri essendo logico che una loro errata compilazione fa scorrere per grandi valori il punto di funzionamento lungo la curva caratteristica portando la pompa a lavorare fuori rendimento. Nell’articolo citato si spiegava che, allo scopo di evitare errori grossolani del tipo di quello cui si è fatto cenno, è necessario verificare frequentemente le condizioni effettive di funzionamento della rete e delle pompe in modo di apportare al grafico di preimpostazione quelle correzioni che si dimostrino atte a correggere le anomalie di funzionamento man mano che esse vengono alla luce. Quello descritto in definitiva è un metodo pratico di aggiornamento di uno degli elementi fondamentali di esercizio.

Esempio di grafico giornaliero delle pressioni di rete da preimpostare

Risultando chiaramente che la bontà dei risultati di esercizio della rete è funzione del grafico di predisposizione delle pressioni, è proprio sulla qualità del grafico medesimo che occorre prestare la massima attenzione ed in particolare studiarne le nuove modalità di concezione e redazione.

La moderna tecnica, abbandonato ilo metodo pratico, non può che basarsi sull’uso del modello matematico della rete con il quale si possono eseguire moltissime verifiche della rete partendo da serie di dati differenziati ed approfittando quindi dei numerosi risultati per scegliere la soluzione migliore cioè quella che con minori spese di sollevamento, minore impiego di acqua captata, fornisce la migliore alimentazione della rete.

La procedura da seguire è abbastanza complessa ma molto interessante.

rete-venezia
Esempio di calcolo della rete di Venezia eseguito negli Anni 70 con i primi computer allora disponibili

Le verifiche vanno fatte utilizzando uno dei molti programmi tra i quali primeggia Epanet che consente di effettuare calcoli delle reti acquedottistiche complete di tutti gli annessi e connessi di tutti i tipi dalle valvole, ai serbatoi alle pompe a velocità variabile ecc.

La procedura da seguire nel caso specifico, comprende le operazioni di rito come la memorizzazione dello schema idraulico scheletrizzato e cioè depurato delle condotte secondarie e di tutte quelle che influiscono poco nel funzionamento principale della rete, la definizione delle portate prelevate dall’utenza e distinte nodo per nodo, dei coefficienti di scabrezza delle tubazioni, la determinazione delle perdite occulte e dei criteri per suddividerle tra tutti i nodi, la esecuzione della calibrazione cioè dell’operazione mediante la quale si effettua, sempre con l’ausilio di avanzati programmi di calcolo al modello matematico, l’ adeguamento di tutti i dati ad una situazione nota di funzionamento. In altri termini la prima operazione complessa consiste nel costruire un modello matematico che sia in grado di determinare teoricamente i dati di funzionamento una rete esistente e, partendo dal confronto con quelli noti, di correggerne gli elementi fino a rendere il modello stesso congruo con la rete effettiva.

Completata la descritta prima parte cominciano le elaborazioni di un gran numero di soluzioni diversificate ed atte a definire quella migliore.

Poiché il primo elemento da definire è il grafico giornaliero delle pressioni in rete nel punto di consegna dell’acqua all’utenza, oppure, nel caso di reti complesse dei valori medi del territorio, questa determinazione, come già detto, ha un’importanza capitale che consente di adottare, non un grafico giornaliero derivato da elementi approssimati o da esperienze di esercizio effettivo, bensì frutto di una serie di calcoli molto attendibili e che determinano l’applicazione reale del grafico stesso.

Le elaborazioni preliminari non si possono considerare concluse in questo modo poiché con il modello matematico della rete si può anche verificare tutto ciò che provocherà in rete l’adozione dei dati calcolati con il modello stesso. In pratica si potranno prevedere anche i rimanenti elementi ottimali di funzionamento delle pompe e soprattutto determinare la durata degli intervalli durante i quali le pompe funzioneranno a giri fissi. Come già spiegato nel precedente articolo è sicuramente opportuno che le pompe rimangano a portata costante per periodi il più lunghi possibile ma agendo in maniera casuale ne potrebbe derivare un dispendioso funzionamento delle macchine che lavorano fuori rendimento.

Alla fine della trattazione fatta l’insieme di regole proposte in questo e in altri articoli rende l’immagine di una rete acquedottistica di tipo particolarissimo e che prescinde totalmente dalla realtà tanto da apparire del tutto fantasiosa ed inattuabile.

Esempio di rete classica alimentata da vasche di carico

Questa conclusione appare ancora più scottante se si aggiunge un altro fattore realistico: tutte le elaborazioni fatte da chi scrive negli articoli citati si riferiscono, per semplicità, ad acquedotti che alimentano territori pianeggianti mentre nella realtà ciò si verifica molto di rado e sono molto più frequenti servizi idropotabili relativi a terreni caratterizzati da dislivelli altimetrici che fanno crescere a dismisura le difficoltà di calcolo e di determinazione degli elementi essenziali di cui si tratta. Alla fin fine l’autore potrebbe anche convenire con tali giudizi negativi riguardo alle tesi da esso medesimo portate avanti ma sussiste un elemento incontrovertibile che giustifica la ricerca di nuove soluzioni anche avveniristiche ma che possono sempre offrire degli spunti utili. Tale elemento è costituto dalla arretratezza bissale che caratterizza la gran parte degli acquedotti effettivamente esistenti. Basterà elencare tutte le reti che funzionano a pressione iniziale fissa dovuta alla presenza infausta delle vasche di carico le quali sono ancora oggi definite l’elemento essenziale che deve essere presente in tutti gli acquedotti, basterà pensare alla distrettualizzazione adottata negli acquedotti più importanti essendo ritenuta l’optimum mentre non è altro che la dimostrazione di incapacità di verificare il funzionamento del loro acquedotto e di utilizzare elementi validi tra i quali appunto la immissione in rete a pressione variabile, basterà pensare agli sprechi del 50% di acqua delle perdite occulte cui si conta di rimediare, non già rivoluzionando gli acquedotti, ma semplicemente sostituendo le condotte ammalorate con nuove tubazioni del tutto simili aggiungendo, tutto al più la distrettualizzazione che ne perpetua gli errori, Sono queste le motivazioni che mi spingono a continuare nella mia azione di divulgazione di metodi diversi da quelli che regnano indisturbati nei piu’ diffusi testi di letteratura tecnica acquedottistica.

ACQUEDOTTI – REGOLAZIONE INTELLIGENTE DELLE POMPE A VELOCITÀ’ VARIABILE

Postato il by Marcello Meneghin
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Esempio di impianto di sollevamento ad immissione diretta in rete tramite quattro pompe a velocità variabile con inverter e casse d’aria per l’attenuazione dei colpi d’ariete

Un impiego importante delle pompe a velocità variabile negli acquedotti è senza dubbio il pompaggio diretto in rete a pressione regolata che può aver luogo mediante pompe a velocità variabile oppure con insieme di pompe variabili e di altre fisse da utilizzare per le portate minori. Quello che in questa sede non viene preso in esame è il sollevamento nella vasca di carico della rete.

Tutti i sistemi che si esaminano devono forzatamente dipendere, oltre che dalla portata da distribuire, in particolare dalla pressione con la quale la rete di distribuzione deve iniziare il suo lavoro. Senza entrare per il momento nel merito delle varie possibilità di definizione dell’ammontare effettivo di detta pressione di mandata delle pompe, si sottolineano i grandi vantaggi che si possono ottenere da una regolazione intelligente basata su alcuni concetti poco diffusi.

Il principio cui intendo riferirmi è l’opportunità di abbandonare la rigidità che deriva dai metodi considerati ottimali e che impongono la pressione oppure la portata da immettere istantaneamente in rete.

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IL RUBINETTO CHE RISPARMIA IL 98% DELL’ACQUA

Postato il by Marcello Meneghin

 

Uno dei più diffusi quotidiani italiani ha pubblicato un articolo che elogiava l’uso del rubinetto di cui alla figura allegata il quale, a detta del cronista, sarebbe in grado di far risparmiare un’altissima percentuale dell’acqua erogata giungendo alla logica conclusione del doppio vantaggio di far economizzare il cittadino nelle spese ed a procurare all’ambiente una rilevante diminuzione dell’acqua prelevata e necessaria per l’alimentazione degli acquedotti .

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Un rubinetto con il diffusore-riduttore

Al riguardo farei alcune osservazioni riguardanti l’abitudine di enfatizzare argomenti che nella sostanza hanno scarsa efficacia per il raggiungimento degli obbiettivi auspicati mentre vengono completamente ignorati altri fattori che in tal senso avrebbero risvolti mille volte più determinanti.

In realtà i vantaggi reali sono del tutto irrisori. Prima di tutto il 98% di risparmio idrico enfatizzato nell’articolo si riferisce solo all’acqua prelevata nei pochi rubinetti che saranno obiettivamente dotati del riduttore descritto nel mentre i consumi principali d’acqua potabile sono dovuti a tutt’altre strutture idriche come sono ad esempio gli apparecchi igienici, le lavatrici, i macchinari dell’industria o dell’artigianato che usano acqua potabile e nei quali non è possibile applicare il riduttore. In secondo luogo non si vuol capire che, anche nell’ipotesi assurda che il riduttore riuscisse a dare risparmi rilevanti nel prelevo dell’utenza, contemporaneamente si realizzerebbe un aumento delle perdite occulte degli acquedotti colabrodo causato dall’aumento di pressione che il mancato consumo provocherebbe nella rete dell’acquedotto, perdite che finirebbero per annullare in gran parte il risparmio ottenuto dai rubinetti.

I giornali compirebbero un azione veramente meritevole se invece di divulgare palliativi come quello in argomento si dilungassero in argomenti sui quali invece si soffermano molto raramente.

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La lettura dei contatori d’acqua dell’utente

Per esempio dovrebbe essere enfatizzata la sostituzione dei contatori di misura del consumo degli utenti. Nelle nostre case sono installati apparecchi di tipo rudimentale, che oltre a non misurare con precisione i consumi reali, non consentono di avere la conoscenza vera del funzionamento dell’acquedotto cosa che si realizzerebbe qualora venissero sostituiti con apparecchi moderni in grado di rilevare e trasmettere automaticamente non solo i consumi trimestrali ma invece le portate prelevate e le pressioni di consegna dell’acqua dando modo di conoscere il funzionamento reale dell’acquedotto e le perdite effettive di rete. Si verrebbe finalmente a conoscenza di fenomeni importanti come il prendere coscienza che che le perdite avvengono soprattutto di notte quando gli utenti non consumano e quindi la pressione nelle condotte stradali aumenta a dismisura.

Il ragionamento che segue porta alla seconda constatazione che riguarda l’importanza rivestita dalla pressione di esercizio delle condotte d’acquedotto e di conseguenza la necessità di effettuarne una intelligente regolazione.

Ecco questi sono, ma ce ne sarebbero molti altri, gli argomenti che i giornali dovrebbero riportare perché da essi dipende effettivamente il settore acqua potabile molto importante ma destinato i ad entrare inevitabilmente in una profonda crisi.

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Grafico giornaliero delle pressioni e delle portate di un acquedotto

QUANDO SI ROMPE UN TUBO PRINCIPALE DELL’ACQUEDOTTO – FIRENZE DOCET

Postato il by Marcello Meneghin
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Danni agli autoveicoli provocati dalla rottura di un tubo dell’acquedotto di Firenze ( dal quotidiano Il Tirreno )

Hanno fatto molto scalpore i danni ed il pericolo corso dalla città di Firenze il giorno 25.05.2016 per la rottura di una tubazione dell’acquedotto nel Lungarno. Non si è ancora accertato se il cedimento iniziale del terreno sia da attribuirsi a cause estranee all’acquedotto ma in ogni caso si può affermare che la fuoriuscita dell’acqua potabile ha sicuramente aggravato la situazione.

L’episodio è molto rappresentativo della situazione reale degli acquedotti normalmente alimentati con il sistema classico della immissione in rete tramite serbatoi di carico ed anche e soprattutto di quelli ad immissione diretta in rete a pressione regolata. Preciserei che questi ultimi, a fronte dei molti vantaggi, presentano anche una maggiore pericolosità in quanto l’automatismo di regolazione della pressione di esercizio quando rileva una maggiore richiesta di prelievo d’acqua da parte della rete provvede immediatamente ad aumentare portata e pressione dell’acqua immessa e se la maggiore richiesta è dovuta appunto ad una rottura di tubo crea danni maggiori rispetto a quelli, di per sé già molto gravi, che sono provocati dalle vasche di carico.

Occorre però mettere a punto il problema nei suoi dettagli costruttivi e di gestione in quanto sussistono rilevanti differenze tra i due sistemi.

L’alimentazione più diffusa e cioè quella che vede gli acquedotti muniti di una o più vasche di carico poste ad una quota altimetrica atta ad una buona distribuzione dell’acqua in tutta la rete e quindi anche in quella parte dell’utenza posta in posizione disagiata, presentano la caratteristica di una alimentazione a quota fissa che non possiede alcuna facoltà di aumentare l’immissione in rete proprio quando ci sono rotture ma di contro non ha nemmeno alcuna possibilità di intervento automatico di riduzione della portata e della pressione. I sistemi funzionanti in diretta con alimentazione regolata in funzione del fabbisogno, che come detto presentano una maggiore pericolosità, possono, anzi devono essere muniti di due dispositivi estremamente importanti per un esercizio ottimale. In primo luogo diventa essenziale il sistema ( di cui ho dettagliatamente spiegato nell’articolo “regolazione pratica … ”   ) di prevenzione delle grandi rotture partendo dalla probabilità che ognuna di queste sia preceduta da perdite anomale e di entità dapprima lievi e che piano piano aumentano fino a provocare il disastro. Un attento esame del Continue reading “QUANDO SI ROMPE UN TUBO PRINCIPALE DELL’ACQUEDOTTO – FIRENZE DOCET” →

AMIANTO NELLE TUBAZIONI DELL’ACQUEDOTTO : UN PROBLEMA CHE SUSCITA SERI DUBBI E CONCLUSIONI ESORBITANTI.

Postato il by Marcello Meneghin
Le incrostazioni delle tubazioni in cemento amianto provocano aumento delle perdite di carico  ma proteggono dalla migrazione nell’acqua delle particelle di amianto

Noto un aumento di consultazione dei miei articoli relativi al fatto che la stragrande maggioranza degli acquedotti italiani ha condotte in cemento amianto . Vi si nota inoltre una crescente preoccupazione sulle conseguenze che ne potrebbero derivare per la salute pubblica.

Dal punto di vista legislativo, a fronte dell’assenza di normative italiane che prescrivano i limiti massimi tollerabili nella presenza dell’amianto nell’acqua potabile, si può prendere come riferimento il limite fissato dagli Stati Uniti constatando che i valori rilevati in Italia ne sono molto al di sotto . Pertanto non esisterebbe alcun pericolo e le preoccupazioni risulterebbero non motivate

Nei miei articoli sull’argomento amianto/acqua potabile affermavo che un vero gravissimo pericolo lo hanno corso gli operai che per lunghi anni hanno lavorato per la posa in opera delle tubazioni in cemento amianto soprattutto durante le operazioni di taglio di tali tubi normalmente eseguito con flessibile e quindi respirando la polvere nel mentre, trattandosi esclusivamente di tubazioni in servizio da decenni, all’epoca attuale non dovrebbe sussistere alcun pericolo per gli utilizzatori dell’acqua distribuita dagli acquedotti con condotte in cemento amianto.

Nonostante tutto, è corretto disinteressarsi completamente dell’amianto in oggetto visti gli enormi danni che tale materiale ha compiuto in vari settori dell’industria italiana e visto che la scoperta di essi è avvenuta sempre con enorme ritardo rispetto alla sua posa in opera? Alcuni lettori del mio blog vorrebbero infatti sapere se esiste comunque la possibilità di porre, per precauzione, rimedio agli eventuali pericoli tenuto presente che  alla scarsa pericolosità corrisponde una enorme diffusione nell’Italia intera ma non solo qui.

Il problema dà il via ad una discussione molto complessa e che porta, come vedremo, ad estreme conclusioni distanti mille miglia da questi spunti iniziali.

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