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

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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SICCITA’ – L’ADIGE E LA RISALITA DEL CUNEO SALINO

I bacini artificiali di alta montagna sono chiamati a riservare per la prossima estate acqua accumulata

Avendo percepito dai numerosi articoli apparsi sulla stampa la sempre crescente preoccupazione per la siccità che ormai risulterebbe irrimediabile anche se si avessero nuove e consistenti piogge, faccio seguito al mio recente articolo “SICCITA’ IN ARRIVO – IN BREVE LA STORIA ED I RIMEDI”  dove erano in sunto segnalati alcuni rimedi atti a lenire i danni, per far rilevare il grande pericolo che sta correndo il fiume Adige e di conseguenza le numerose ed essenziali derivazioni d’acqua presenti lungo il fiume medesimo. Si tratta non tanto e non solo della bassa portata estiva che accuserà l’Adige ma sarà soprattutto il verificarsi subdolo e gravissimo della risalita del cuneo salino per chilometri e chilometri lungo l’asta, la quale rende inutilizzabile anche la poca acqua trasportata a mare dal fiume. La gravità di quanto sta per accadere e che molto probabilmente, oltre al Veneto, investirà anche altre regioni italiane, deve far riflettere e moderare i concetti di principio in base ai quali nelle decisioni importanti si mette in primo piano la salvaguardia dell’ambiente evitando perfino di introdurne la discussione di rimedi e di studi di fattibilità delle opere che si rendono necessarie per rimediare ad uno stato di cose tanto grave.

Nell’Adige, allo scopo di scongiurare il pericolo della dannosissima risalita del nucleo salino, si sono da tempo costruite delle barriere antisale ma esse, proprio per non apportare alcun danno all’ambiente ed al traffico acqueo, sono state limitate, nella loro altezza rispetto al fondo, al minimo livello che in sede di progettazione risultava sufficiente per per fermare il nucleo salino in oggetto. I cambiamenti climatici e le mutate condizioni del fiume hanno però denunciato la loro attuale inefficacia proprio ca causa della della loro altezza troppo esigua.

La dura prova che si dovrà tra poco superare con enormi difficoltà o per meglio dire che non potrà affatto essere superata non esistendo alcun mezzo per farlo, richiede assolutamente di riconsiderare le prescrizioni in atto prendendo in esame con tutte le verifiche del caso, soluzioni drastiche ed atte a prevenire futuri danni analoghi a quelli in corso mediante opere dotate di di tutti gli accorgimenti, anche se costosi e di tipologia inusitata, necessari per la tutela dell’ambiente.

La risalita del cuneo salino lungo l’Adige

Tra i manufatti che ad avviso di chi scrive potrebbero , previa attuazione di uno studio approfondito preceduto da tutte le verifiche e le modifiche del caso, offrire risultati di notevole rilievo, suggerisco la barriera mobile di foce rinviando per i dettagli costruttivi e di esercizio alla casella “cerca nel sito” posta in alto a sinistra della pagina e che consentirà di aprire i relativi articoli. In questa sede mi limito a rilevare la sua duplice funzione specifica. Il manufatto principale consiste in una barriera apribile che interessa l’intera larghezza d’alveo riuscendo sicuramente ad impedire la risalita del nucleo salino ed al tempo stesso a trasformare la foce e l’alveo di valle del fiume per una lunghezza di alcuni chilometri in un lungo lago che con il suo notevole invaso, possa costituire una grande riserva idrica atta a dare un significativo contributo nella risoluzione delle paventate carenze idriche soprattutto estive.

Le riserve che vengono mosse ad un’opera del genere si riferiscono prima di tutto alla novità ambientale data dalla presenza del lungo lago di foce cui si deve controbattere che l’avere l’alveo del fiume pieno d’acqua fino quasi alla sommità arginale rappresenta un fenomeno naturale . Ciò che cambia è soltanto la sua frequenza che varia passando da evento occasionale dovuto alla piena dell’Adige che può considerarsi annuale ad un evento abituale essendo il lago normalmente al massimo livello e che viene riportato al livello normale del fiume solo raramente quando tutta l’acqua accumulata deve essere utilizzata per vincere le crisi idriche.

Profilo schematico di sbarramento mobile di foce

Un importante fattore negativo è dato dall’insabbiamento che il nuovo lago è costretto a subire trattenendo i grandi volumi di sabbia normalmente trasportati al mare dove esse compiono una importante azione di ripristino dei fondali. A tale difetto si deve ovviare con l’apertura alternata delle paratoie definita in modo da garantire lo svuotamento del fondo lago dalle sabbie ristabilendo la loro destinazione finale nel mare.

Altre critiche possono riferirsi al pericolo di cedimento degli argini sottoposti alla spinta di un bacino con inusitata caratteristica di perennità ma a questo problema si deve far fronte con le eventuali opere di impermeabilizzazione o di rinforzo degli argini stessi. Anche il problema della navigabilità fluviale che viene interrotta dalla barriera che attraversa tutto l’argine con sopraelevazione del il livello d’acqua, dovrebbe essere risolto tramite opportune conche di navigazione facendo rilevare al tempo stesso la possibilità di sfruttamento del lago a scopo turistico.

Per ultimo è da far notare come la barriera in argomento realizzi indirettamente anche un servizio largamente invocato dalle leggi e che riguarda la necessità di far compiere alle acque usate dall’uomo il ciclo della loro riutilizzazione multipla. In realtà la presenza della barriera che raccoglie tutte le acque superflue del fiume, comprende anche le acque, che lungo tutto il percorso del fiume dalla sua sorgente fino allo sbocco in mare gli impianti di depurazione delle acque reflue delle fognature pubbliche vi scaricano sistematicamente. Grazie alla nuova barriera tali acque vengono anch’esse rimesse in circolo e quindi, tramite le opere di presa dei molti acquedotti, verranno riutilizzate quale loro fonte principale.

Sicuramente le scarne note del presente articolo non possono che dare indicazioni molto sommarie di un’opera così complessa come la barriera di foce e pertanto devono essere considerate solo alla stregua di promozione di un’idea da sottoporre a tutte le osservazioni e critiche che interessano numerosi settori da quello ambientale, a quello dell’idraulica di un fiume importantissimo, alle necessità dell’irrigazione agricola e dell’alimentazione potabile, alle possibilità di sfruttamento turistico di una zona bellissima, ai problemi statici del manufatto ecc.

Quello che si deve soprattutto esaminare a fondo sono i grandi vantaggi che derivano dalla eliminazione del sale da tutta l’asta del fiume risolvendone in maniera sicura tutti i problemi ed inoltre la funzione di un grande bacino che è in grado di immagazzinare tutte le acque superflue che attualmente vengono scaricate inutilizzate nel mare facendole diventare utilissimo elemento atto a dare un importante contributo durante le crisi di siccità del tipo di quella ora in arrivo..

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

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.

L’UTILIZZAZIONE DEI CARICHI IDRAULICI RESIDUI NELL’ALIMENTAZIONE DI UNA RETE ACQUEDOTTISTICA TRAMITE ADDUTTRICE PRIMARIA

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Esempio di centrale di risollevamento affiancata da serbatoio di accumulo. Sono visibili a sinistra le quattro pompe a velocità variabile con inverter ed a destra la condotta di immissione in serbatoio regolata da valvola servocomandata

Una situazione che si verifica sovente è la presenza di condotte destinate ad alimentare un vasto territorio cosparso di centri abitati posti a notevole distanza uno dall’altro ed anche dalla centrale di immissione in condotta. Il profilo idraulico della linea piezometrica è caratterizzato da una elevata pressione di pompaggio iniziale necessaria per dare all’insieme un carico idraulico sufficiente al rifornimento dei serbatoi seminterrati dei centri più lontani ove la piezometrica si riduce a zero dovendo con il minimo dispendio energetico adempiere in toto ai compiti che le sono propri. La stessa piezometrica risulta invece atta ad alimentare in diretta e con un pressione esuberante i centri abitati posti in prossimità della centrale ma che man mano che ci si allontana si abbassa sempre di più rendendo necessario il deposito dell’acqua in serbatoi e successivo risollevamento per l’alimentazione delle rete di distribuzione. Sussistono anche delle combinazioni intermedie di centri abitati che risulterebbero correttamente alimentatili in diretta solo saltuariamente e cioè in periodi più o meno lunghi nei quali l’adduzione conserva comunque una pressione abbastanza elevata. E’ da rilevare l’aleatorietà di un rifornimento di questo tipo  ed al tempo stesso l’opportunità di usufruire con continuità di tutta la pressione di fornitura onde limitare al massimo il dispendio energetico che si verifica tutte le volte che deve entrare in servizio il risollevamento per ripristinare la corretta consegnava dell’acqua all’utenza..

Sono poi da rilevare due aspetti del problema. Da un lato la consegna diretta in rete dell’acqua da parte della sola adduttrice esterna sarebbe caratterizzata dalle sue rilevanti perdite di carico che possono provocare delle crisi improvvise della rete di distribuzione senza dubbio di poca durata complessiva ma che comunque presentano un disservizio grave. Dall’altro lato una alimentazione come questa è soggetta a forti escursioni di portata istantanea con probabili disservizi. Una delle modalità per rimediare all’inconveniente si baserebbe sulla disconnessione totale tra rete di distribuzione locale e rete generale di adduzione attuata mediante l’inserimento di un serbatoio di compensazione giornaliera con annesso impianto di sollevamento che apporterebbe all’Ente fornitore il vantaggio di un prelievo con portata corrispondente al consumo medio giornaliera evitando quello di punta. Una soluzione del genere contrasta nettamente con quanto sostenuto nelle righe precedenti in quanto comporterebbe una forte dissipazione energetica in corrispondenza del serbatoio il quale, funzionando a pelo libero, comporta la perdita di tutto il carico idraulico residuo. Si tratta quindi di una soluzione da scartare prioritariamente. Quella diametralmente opposta a consiste nell’inserire nella condotta di derivazione dall’adduttrice principale un sistema di risollevamento che aspirando direttamente dalla adduttrice stessa garantirebbe verso la rete di distribuzione locale la necessaria maggiore pressione di esercizio. Ad avviso di chi scrive, anche questa soluzione, pur essendo vantaggiosa per le sue limitate spese di costruzione, è anch’essa da scartare per preferire l’inserimento di un serbatoio di accumulo a terra atto a dare al servizio la dovuta sicurezza e che, come già detto, consente di prelevare dall’adduttrice principale una portata che si avvicina a quella media giornaliera.  Risulta anche possibile evitare la disconnessione idraulica totale tra rete di distribuzione e condotte di adduzione onde poter continuare a usufruire di tutta la pressione presente nel punto di consegna.

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Schema idraulico delle opere di integrazione

La soluzione che viene quì proposta, è sinteticamente rappresentata dallo schema allegato. Occorre precisare come nella stragrande maggioranza degli acquedotti sia invalsa l’abitudine di adottare una cura particolare nella regolazione della pressione di esercizio della rete di distribuzione, essendo ufficialmente dimostrato essere questa la regola essenziale per diminuire le perdite occulte di rete che rappresentano un altro grande male degli acquedotti. L’indicazione delle pressioni da mantenere nelle 24 ore della giornata tipo nei punti di consegna dell’acqua all’utenza è tracciata nel grafico giornaliero della figura allegata dal quale risulta una pressione più elevata nelle ore nelle quali statisticamente si verificano le maggiori richieste mentre in quelle di consumo minimo ed in particolare notturne, la pressione ha una valore molto basso ma sufficiente per vincere le minori perdite di carico e soddisfare, con una modesta spesa di sollevamento, le poche utenze che prelevano di notte.

In dettaglio per il funzionamento della rete proposta, reso totalmente automatico da una comune scheda elettronica, può essere descritto brevemente come segue:

Oltre ai normali misuratori di portata (N. 1 e 9) un grande ruolo è svolto dal manometro n. 2 in quanto se la pressione è sufficiente per gli scopi indicati impone la chiusura delle valvole 3 e 8, l’esclusione del surpressore e quindi la rete è totalmente alimentata dalla pressione dell’adduzione-.

Si distinguono diverse fasi.

Fase notturna. La valvola n. 5 regola la pressione ora per ora un conformità con le indicazioni del grafico delle pressioni imposte mentre la valvola n. 3 si apre soltanto per il riempimento del serbatoio ma anche il grado di apertura è regolato in modo che la pressione di alimentazione della rete corrisponda, come detto , a quella del grafico. La portata prelevata sarà inoltre sottoposta alla condizione limite di non deprimere eccessivamente la pressione dell’adduttrice. Quando il serbatoio è pieno la valvola n, 3 si chiude ed serbatoio resta pieno in attesa di intervenire per coprire le punte di consumo.

Al mattino la valvola di regolazione n. 5 si apre sempre di più in modo da dare in rete portate sempre adeguate all’aumento della richiesta essendo regolata in funzione del grafico delle pressioni.

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ACQUEDOTTI – REGOLAZIONE INTELLIGENTE DELLE POMPE A VELOCITÀ’ VARIABILE

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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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LE ANOMALIE DEL SISTEMA ACQUEDOTTISTICO : INCOMPETENZA, TRASCURATEZZA OPPURE GIUSTA CAUSA ?

Le anomalie che chi scrive riscontra nella gran parte degli acquedotti riguardano la consistenza e la gestione degli acquedotti che accusano notevoli peggioramenti rispetto a ciò che la razionalità richiede. Tra i molti inconvenienti di cui vale la pena di discutere ci si limita ai più importanti che risaltano per la notevole diversità e soprattutto nei mancati risultati che quotidianamente balzano agli occhi per la loro entità. Si fa qui riferimento specifico a tre categorie di addetti ai lavori che chi scrive ritiene dovrebbero solidalmente rendersi attivi per la eliminazione delle anomalie e di converso l’ottenimento di positivi ed eclatanti risultati.

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Esempio di distrettualizzazione: la mutilazione della rete acquedottistica di Padova, un territorio urbano pianeggiante idraulicamente suddiviso in molteplici aree onde poter finalmente conoscerne, a caro prezzo, il funzionamento e le perdite occulte d’acqua potabile.

La prima attribuzione è rivolta ai gestori degli acquedotti in quanto non reagiscono affatto di fronte a controsensi come la mutilazione delle loro reti dell’acquedotto operate dalla distrettualizzazione ( vedi la dsitrettualizzazione..) e di fronte ad una modalità deleteria di determinazione dei consumi dell’utenza causata dall’uso di contatori privati obsoleti e che causano una errata e costosissima determinazione dei consumi da fatturare ed inoltre portano alla mancata utilizzazione di costosi, complessi ed approssimativi sistemi di conoscenza del funzionamento reale degli acquedotti . Se invece si impegnassero per la sostituzione dei contatori con apparecchiature multifunzione abbinati alla diffusione in rete di apparecchiature di misura della portata, pressione e qualità dell’acqua, otterrebbero ottimi risultati non solo sulla semplificazione della lettura e fatturazione dei consumi che sarebbe effettuata del tutto automaticamente ma soprattutto nella semplificazione e della essenziale verifica di funzionamento delle reti e soprattutto sulla precisione dei relativi dati ( vedi dettagli  sui contatori…). La seconda categoria chiamata in causa è quella degli gli studiosi di acquedottistica che sono costretti a compiere veri e propri salti mortali per riuscire a determinare i dati di funzionamento delle reti mentre la sostituzione dei contatori darebbe la possibilità di conoscere i consumi istantanei utente per utente e di conseguenza i consumi istantanei effettivi ai nodi della rete rendendo molto più semplice le modalità di calibrazione ed esecuzione delle verifiche tramite modello matematico ma soprattutto darebbero quella precisione di risultati finora impossibile da raggiungere (vedi dettagli)

Infine la terza categoria riguarda il legislatore che invece di imporre la distrettualizzazione dovrebbe promuovere la citata sostituzione dei contatori di utenza per motivi determinanti come la giusta contabilizzazione ai cittadini dell’acqua effettivamente consumata, l’evitare la deleteria mutilazione le reti acquedottistiche dovuta all’impiego della distrettualizzazione, il promuovere la semplificazione del lavoro delle università e dei molti studiosi di cui si è detto ed infine evitare lo spreco di ingenti volumi idrici dispersi agli acquedotti con le perdite occulte.

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Contatori in uso normale che forniscono soltanto i consumi ( imprecisi ) trimestrali o addirittura quelli annuali

Chi scrive continua da anni a battersi per la diffusione di metodi che presentino semplicità di attuazione gestionale, bassi costi di realizzazione e soprattutto buoni risultati comprovati da esempi reali tuttora documentabili. Purtroppo le soddisfazioni sono abbastanza scarse. Anzi devo ammettere che il miglior risultato ottenuto non è affatto positivo ma è soprattutto indice di quei difetti contenuti nel titolo di questa nota. Infatti non è una sola la constatazione che alcune parti essenziali dei miei scritti vengano riprese ed inserite col metodo del “copia/incolla” in relazioni, perfino nel testo di qualche libro importante ( vedi esempio in un testo di letteratura tecnica ) ed in genere in note tecniche le quali, per colmo di assurdità, sostengono vistosamente le tesi acquedottistiche classiche le quali vengono quindi contraddette dal citato copia/incolla creando una confusione inspiegabile mentre viene volutamente diffusa un’ignoranza della tecnica vera e l’ancorarsi spasmodicamente ai vecchi ed obsoleti principi di acquedottistica!

IL RUBINETTO CHE RISPARMIA IL 98% DELL’ACQUA

 

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

ACQUEDOTTO FIGLIO DEL TELECONTROLLO – LA DISCUSSIONE CONTINUA

L’immaginazione difficilmente riesce ad ipotizzare i significati che il titolo sottintende. Lo stesso autore non potrà in queste righe condensarne la lunga serie pur avendone già discusso in molte sedi.

Grande acquedotto reticolare del Veneto. (clicca per ingrandire)
fIG. 1 – Un mirabile progetto di unificazione acquedottistica ma anche questo non è “figlio” del telecontrollo

Quello che si vuol far rilevare è la scarsissima attenzione che viene posta all’argomento, in altre parole al fatto che gli acquedotti siano veramente “figli” del telecontrollo-telecomando. È ben vero che la stragrande maggioranza degli acquedotti sono già muniti di impianti centralizzati di telecomando e telecontrollo ma non esistono esempi di servizi che siano stati concepiti e soprattutto costruiti in funzione delle loro caratteristiche precipue. La funzione che normalmente viene assegnata al telecontrollo, come si capisce dal suo nome, è lo svolgere automaticamente e quindi con maggiore velocità, efficacia ed economia, gli stessi compiti che un tempo erano condotti a termine dal personale, ma gli acquedotti restano sempre gli stessi di prima dell’avvento di questo straordinario intelligente mezzo di operatività. Per averne conferma basta esaminare i testi di acquedottistica che abbondano nelle librerie e si vedrà che non viene mai raccomandato o proposto di modificare la struttura fondamentale degli acquedotti, invece si perpetua imperituramente la stessa di mezzo secolo fa.

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