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L’INDISPENSABILE E GIA’ PROGRAMMATA RIORGANIZZAZIONE GENERALE DEGLI ACQUEDOTTI ( IL #Mo.S.A.V.# ED ALTRO )

Le vigenti leggi sulla gestione delle acque impongono la costituzione di reti di interconnessione degli acquedotti italiani allo scopo di formare degli organismi ad ampio raggio che razionalizzano tutto il sistema idropotabile italiano, organismi che stanno via via formandosi. Per rendere un’idea esatta dei problemi e delle soluzioni riporto alcuni dettagli dell’operazione in corso di svolgimento nel veneto.

“Lo Schema acquedottistico del Veneto Centrale è parte del Modello Strutturale degli Acquedotti del Veneto (Mosav), con il quale si prevede l’interconnessione degli acquedotti alimentati dalle falde del Medio Brenta, dalle falde e dalle acque superficiali del Sile, dalle acque superficiali dell’Adige e del Po in un unico schema che massimizzi l’utilizzo delle acque di falda pedemontana, di produzione più economica e di migliore qualità.”

Planimetria Organizzazione generale venetoAggiungo anche la planimetria generale ed indicativa della riorganizzazione degli acquedotti del Veneto redatta posteriormente al MoSAV ( modello strutturale acquedotti veneto ) dal cui esame si possono trarre utili ragionamenti. Vi si arguisce chiaramente che riguarda il collegamento idraulico razionale di un’area Veneto-Friuli vastissima che parte a est dal fiume Tagliamento per arrivare ad ovest al Lago di Garda e comprende in particolare le province di Verona, Vicenza, Rovigo, Treviso Padova e Venezia. Le conclusioni che si possono immediatamente trarre sono duplici. In primo luogo si tratta di un evento della massima razionalità ed importanza, In secondo luogo balzano prepotentemente agli occhi le difficoltà tecniche che una soluzione razionale di questo genere comporta.

È da supporre che, nel mentre lo scopo primario sarà senz’altro quello di addurre a tutti gli acquedotti collegati in rete la portata d’acqua che figura in internet nella tabella allegata alla alla planimetria, acqua prelevata dalle fonti opportunamente scelte, sicuramente fa parte del programma anche l’azione opposta in base alla quale ciascun acquedotto dovrà a sua volta mettere a disposizione della rete la portata d’acqua di soccorso ad eventuali acquedotti in difficoltà.

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UN FULGIDO ESEMPIO DI UTILIZZAZIONE DEL SOTTOSUOLO PER TRASFERIRVI IMPONENTI OPERE ACQUEDOTTISTICHE

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Una mastodontica fresa normalmente usata per lo scavo ed il rivestimento delle gallerie in roccia. Per raffronto osservare l’operaio entro il cerchietto nero.
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Il sottoscritto si impegna da anni a propugnare l’utilizzazione del sottosuolo per ubicarvi opere acquedottistiche e soprattutto i grandi serbatoi di accumulo d’acqua che, se costruite in superficie, presentano problemi nel reperimento dei terreni atti allo scopo ed alla protezione da agenti esterni. Invece nel sottosuolo l’acqua potabile trova un ambiente ideale per conservare a lungo le proprie qualità al riparo da inconvenienti di ogni genere.

Allo scopo si ritiene interessante esaminare quali risultati siano stati recentemente ottenuti dalla esecuzione e gestione di un serbatoio di accumulo e dell’impianto di trattamento dell’acqua del lago di Como onde poterla utilizzare a scopi potabili. In tale città si è infatti pensato che, anziché occupare in superficie aree pregiate del territorio urbano, fosse preferibile scavare la roccia ed ubicare la mastodontica opera interamente nel sottosuolo ottenendo, come risulta da uno stralcio di una relazione redatta dall’Ente gestore che si allega, notevoli ulteriori benefici.

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GRANDI ACCUMULI SOTTERRANEI D’ACQUA CREATI CON DIAFRAMMI DI IMPERMEABILIZZAZIONE

Planimetria della piana di Marina di Campo all'Isoola d'Elba. In rosso il diaframma di imperbeabilizzazione
Planimetria della piana di Marina di Campo all’Isola d’Elba.
In rosso il diaframma di imperbeabilizzazione, in tratteggio nero il bacino sotterraneo

Il ripetersi frequentemente di piogge molto intense e durature porta alla conclusione che sia questo un settore promettente dove ricercare quei volumi d’acqua che si prevede verranno a mancare in un futuro sempre più incombente. Al riguardo si distinguono due principi fondamentali e ad effetto contrapposto:

– primo : necessità di un volume di deposito molto grande .
– secondo : tempi disponibili per completare l’accumulo dell’acqua molto ristretti.

Chiaramente risultano necessari grandi invasi che sappiano riempirsi molto velocemente. Tra le varie possibilità si segnala la costruzione di grandi bacini sotterranei realizzati mediante diaframmatura periferica di grandi ammassi di materiale ghiaioso o sabbioso ma comunque permeabile. Una loro caratteristica necessaria è rappresenta da condizioni locali favorevoli e soprattutto di poggiare su strati impermeabili come possono essere quelli rocciosi o, più facilmente, argillosi di grande spessore e compattezza e che sono spesso presenti nelle aree montuose dove da tempo immemore si accumulano gli enormi volumi d’acqua che danno poi origine alle sorgenti o che alimentano le falde artesiani nel mentre sono molto più rari nelle zone di pianura. La ragione di questa rarità va ricercata nel collegamento diretto che esiste tra ammassi permeabili e mare, collegamento che provoca due determinanti fenomeni: lo scarico a mare delle acque sia superficiali che sotterranee di falda provenienti dal bacino imbrifero e che vi si immettono durante i periodi piovosi ed in secondo luogo la risalita del cuneo salino durante i periodi di siccità. La risoluzione dei due problemi potrebbe essere trovata creando dei diaframmi continui in prossimità della costa.

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ACQUEDOTTI – E’ SEMPRE CONDIVISIBILE L’INSEGNAMENTO UNIVERSITARIO?

Nella nota viene documentata un’anomalia dell’insegnamento universitario dalla quale derivano, a giudizio di chi scrive, alcuni dei gravi difetti che caratterizzano gli acquedotti italiani.

Profilo schematico rete di distribuzione acqua . In alto la soluzione ricopiata dalla tesi di laurea ed in basso le modifiche proposte. (cliccare per ingrandire)
Planimetria e profilo schematico rete di distribuzione acqua .
In alto la soluzione ricopiata dalla tesi di laurea ed in basso le modifiche proposte.
(cliccare per ingrandire)

Per documentarlo si prende come esempio una recentissima tesi di laurea Specialistica in Ingegneria Idraulica grazie alla quale un laureando ha positivamente completato i suoi studi in una primaria sede universitaria italiana.
Viene fedelmente riprodotta dalla tesi la planimetria schematica di una rete con vasca di carico e serbatoio di compensazione in rete nonché il profilo longitudinale nelle condizioni di esercizio relative ai consumi massimi e a quelli minimi

Ciò che fa specie sono le modalità di alimentazione della reti di distribuzione che, come si vede chiaramente, vengono tassativamente previste, in ogni tipo di acquedotto e quindi sia se alimentato a gravità sia se a sollevamento meccanico, tramite vasca di carico (T) e di compenso (S) poste in quota e cioè in corrispondenza dei livelli della linea piezometrica della rete. Le incongruenze risaltano in maniera evidente dal profilo in alto che costituisce la copia autentica di quella della tesi. Si nota immediatamente come per i consumi minimi, per esempio quelli notturni, sia prevista una piezometrica elevata, venga cioè ammessa una più forte pressione che in realtà non serve all’utente ma il cui effetto principale è il causare i ben noti danni in merito al grande aumento delle perdite occulte, e all’l’intensità dei colpi d’ariete e quindi ai guasti in condotta. Viceversa durante il periodo diurno e particolarmente durante le ore di consumo di punta, proprio quando sarebbe necessaria la massima pressione al fine di soddisfare appieno l’utenza anche in caso di fabbisogni particolari come ad esempio una maggior portata per spegnimento di incendi, ebbene proprio in quei periodi la pressione cala.
Interessante è notare anche un altro fenomeno, peraltro ricorrente molto spesso e che concerne i periodi di riempimento totale del serbatoio di compenso posto sulla destra della figura, durante i quali la valvola di immissione in serbatoio si chiude e la pressione di rete aumenta ulteriormente tendendo ad avvicinarsi alla linea idrostatica tracciata in figura.

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VELLETRI – ACQUEDOTTO ORIGINARIO – PROGETTO ANNI 90 NON REALIZZATO – IL FUTURO

L’impegno profuso dallo scrivente per risolvere i problemi idropotabili di Velletri risale agli anni 90 e quindi potrebbe considerarsi superato ma ne viene qui fatta menzione per documentare come, anche in questa occasione, siano possibili considerazioni molto interessanti sia sullo stato del servizio idrico in genere quale era in tempi andati, sia in merito ad una progettazione eseguita un ventennio addietro ma comunque densa di validi esempi ed infine per far risaltare le grandi possibilità consentite dalla tecnica moderna.

figura n. 1 Profilo schematico acquedotto originario
figura n. 1
Profilo schematico acquedotto originario.
(Clicca sulla figura  per ingrandire)

Come risulta dalla figura n.1, al momento dell’intervento della società presso la quale lavorava il sottoscritto, l’acquedotto di Velletri era costituito da una rete unificata che avrebbe dovuto alimentare tutto il territorio comunale potendo emungere dalla falda sotterranea della zona a più bassa ( quota 140 m circa ) un quantitativo più che sufficiente di buona acqua potabile. Il servizio si dimostrò invece del tutto carente in quanto l’andamento altimetrico del suolo con dislivelli di centinaia di metri da centro storico alla zona periferica e la elevata pressione interna delle tubazioni che tale situazione altimetrica provocava soprattutto al verificarsi di bassi consumi, ha messo in atto le difese naturali che sempre si verificano in casi dei genere, difese che consistono nella creazione di falle nelle tubazioni e in perdite occulte di quantitativi di acqua così rilevanti da riuscire ad abbassare una linea piezometrica troppo elevata rispetto al suolo ma ad un prezzo altissimo in quanto l’intero acquedotto risultava praticamente inservibile. Per poter almeno far arrivare agli utenti un volume minimo d’acqua non rimase che l’adozione del servizio turnario con il quale lasciar all’asciutto per molte ore la gran parte della rete e concentrare alternativamente tutta la precaria disponibilità idrica in zone molto ristrette e per periodi di solo qualche ora al giorno. Ovviamente ne derivava un servizio assolutamente inaccettabile che rendeva inevitabili dei lavori imponenti ovviamente preceduti da diversificate progettazioni. Il profilo schematico della figura n. 2 illustra la soluzione cui ha collaborato lo scrivente e che può cosi riassumersi.

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LA REGOLAZIONE DEI SERBATOI DI COMPENSO GIORNALIERO A LIVELLI PREIMPOSTATI

Centrale dell'acquedotto di Sacile. In basso si noti il serbatoio di accumulo circolare.
Centrale dell’acquedotto di Sacile. In basso si noti il serbatoio di accumulo circolare.

Il metodo proposto nella nota si basa sulla predisposizione a tavolino dei livelli che il serbatoio deve assumere durante tutte le 24 ore della giornata tipo. Per dimostrarne la validità si descrive la storia di un impianto reale che antecedentemente era regolato, come lo sono tuttora maggior parte dei serbatoi italiani similari, con il metodo “al massimo livello” si descrive cioè la storia del sistema di adduzione dell’acquedotto di Sacile (PN).

A tempo della nostra storia l’impianto era alimentato da tre pozzi artesiani ubicati ad una distanza di circa 5 km rispetto al serbatoio d’arrivo. L’adduzione, che in tempi remoti avveniva esclusivamente a gravità sfruttando la naturale risalienza della falda ed il dislivello topografico esistente tra pozzi ed arrivo, era stata poi incrementata tramite installazione in ciascun pozzo di una pompa sommersa collegata via cavo elettrico di trasmissione del segnale con l’arrivo. La regolazione aveva luogo a mezzo di tre galleggianti che avviavano e fermavano ognuna delle tre pompe rispettivamente al raggiungimento del massimo o del minimo livello dell’acqua accumulata in serbatoio. Il risultato consisteva nel ripristinare il massimo livello mettendo in moto le pompe non appena esso tendeva a calare e quindi dando, apparentemente, la migliore garanzia di servizio in quanto il gestore poteva contare in ogni momento sul grande volume d’acqua sempre presente in serbatoio. In realtà, anche se non giudicati negativamente, sussistevano due inconvenienti. Il primo era dato dallo sfioro di rilevanti portate di ottima acqua che avveniva tutte le volte che, diminuita la richiesta idrica, il serbatoio si trovava, per quanto detto, al suo massimo livello. Tutta la portata che allora giungeva a Sacile per gravità e quindi senza costi di sollevamento, doveva per forza essere sfiorata.

Le valvole di esclusione e rimessa in servizio del serbatoio pensile in funzione della portata richiesta dell'utenza
Le valvole di esclusione e rimessa in servizio del serbatoio pensile in funzione della portata richiesta dell’utenza

Il secondo inconveniente era caratteristico di tutte le giornate a bassa richiesta nelle quali la sola portata adducibile a gravità sarebbe bastata ad alimentare l’utenza qualora il serbatoio avesse svolto compiutamente il suo compito compensativo, consentendo di lasciare sempre ferme perché inutili le tre pompe e quindi senza consumo di energia elettrica. Allo scopo l’invaso avrebbe dovuto svuotarsi completamente durante la giornata in modo da predisporre il posto per l’accumulo dell’acqua che sarebbe arrivata nella susseguente notte. Invece il sistema di regolazione, come detto basato sui massimi livelli, durante le ore diurne e non appena il serbatoio iniziava a svuotarsi, provvedeva a mettere in moto le pompe e a ripristinare immediatamente il massimo livello. La conseguenza logica era lo sfioro e quindi la dissipazione di tutta la portata in arrivo alla notte seguente. In altri termini un funzionamento inutilmente dispendioso sia dal punto di vista economico sia da quello ambientale.

 

GRAFICOGIORNALIERO
Esempio di grafico dei livelli giornalieri preimpostati

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