1. PREMESSA
La cura impiegata nella risoluzione dei problemi che interessano la moderna società, dipende normalmente non tanto, come sarebbe logico pensare, dalle difficoltà intrinseche che li caratterizzano quanto invece dalla loro importanza economica. Ed ecco, da un lato, grandi opere pubbliche progettate e realizzate con dovizia di mezzi e con una attenzione del tutto particolare mentre dall'altro gli interventi minimali per ammontare di spesa sono totalmente trascurati sia come progettazione che come realizzazione pratica. Non è questo il caso delle opere di cui alla presente nota che, pur essendo di importanza economica assai modesta, possiedono qualità tecnica e coerenza con gli scopi da raggiungere. che le rendono meritevoli, a giudizio di chi scrive, di essere segnalate
2. CARATTERISTICHE GENERALI
Le opere
riguardano il potenziamento di un piccolissimo acquedotto alimentante
la frazione di Carpen in Comune di Quero (BL) e costituito, come
risulta dallo schema allegato di fig. 1, da una sorgente con annessa
vasca di raccolta e carico posta a quota 152 m (vasca superiore),
da una condotta di adduzione del diametro di 70 mm e da una piccolissima
rete di distribuzione. Divenuta insufficiente la portata di cui
sopra, occorreva integrarla con quella di una seconda sorgente
munita anch'essa di una camera di raccolta (vasca inferiore) che,
essendo posta ad una quota di soli 100 m, comportava il sollevamento
meccanico dell'acqua tramite un piccolo impianto di pompaggio
da ubicare nelle sue vicinanze e tutto ciò senza modificare
le preesistenti modalità di distribuzione dell'acqua. La
soluzione più semplice, ma non certo la più economica,
sarebbe stata quella inerente il collegamento diretto tra le due
vasche mediante una condotta di adduzione che, sviluppandosi lungo
un pendio montagnoso per circa 300 m, avrebbe consentito alle
pompe di ripristinare il livello massimo nella vasca superiore
ogni qualvolta esso scendeva, per l'insufficiente portata della
sorgente superiore, al di sotto del limite di sicurezza.
La costituzione delle opere effettivamente realizzate, oltre che
risultare più economica sia nella costruzione della condotta
di adduzione (limitata a soli 140 m di tracciato pianeggiante)
che nella gestione, consente anche di immettere in rete una portata
maggiore di quella relativa alla soluzione sbrigativa precedentemente
indicata.
3. SOLUZIONE SCELTA E VERIFICA DEL FUNZIONAMENTO IDRAULICO
Posto come base che la portata massima
da fornire all'utenza nell'ora di punta del giorno di massimo
consumo fosse pari a 5 l/sec si doveva ricercare quella soluzione
che, sfruttando in pieno la producibilità della sorgente
superiore, rendesse il meno frequente possibile l'oneroso funzionamento
delle pompe della sorgente bassa. Tale risultato è stato
raggiunto realizzando un collegamento idraulico tra le pompe e
l'adduttrice preesistente lungo il percorso più breve e
più agevole (tronco A - B di soli m 140). e ponendo in
opera un cavo elettrico aereo tra vasca superiore e pompe per
il funzionamento in automatico di queste ultime. Ne è nato
uno schema idrico che consente all'acqua sollevata di immettersi
sia direttamente nella rete di distribuzione sia, percorrendo
a ritroso una parte della condotta preesistente, nella vasca superiore
a seconda della portata totale consumata dall'utenza e di quella
prodotta in alto.
I casi limite di verifica idraulica dell'insieme sono:
a) il consumo dell'utenza è nullo e pertanto tutta l'acqua
della sorgente inferiore è recapitata nella vasca superiore.
I dati, per portate variabili da 0 a 5 l/sec e rappresentati nel
grafico dalla curva "a", sono quelli della seguente
tabella 1.
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b) il consumo dell'utenza è massimo (5 l/sec) e viene soddisfatto
dalle due sorgenti funzionanti in parallelo. Ognuna di esse varia
la propria portata da zero ad un massimo di 5 l/sec in funzione
della producibilità della sorgente alta cui è data
priorità in quanto il galleggiante che comanda le pompe
entra in funzione solo quando il livello in tale vasca scende
al di sotto della soglia di sicurezza. I dati, nel caso in esame,
rappresentati nel grafico dalla curva "c" sono quelli
della tabella 2).
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E' chiaro come la fascia di funzionamento contrassegnata con tratteggio nel grafico, essendo delimitata dalle citate curve relative rispettivamente al consumo nullo e al consumo massimo dell'utenza, racchiuda tutte le altre possibili situazioni di esercizio, nessuna esclusa, sia al variare dei consumi totali dell'utenza sia al variare del contributo rispettivo dell'una o dell'altra sorgente. Ad esempio quando la richiesta idrica totale è pari a 2 l/sec, cioè corrispondente pressappoco alla portata media richiesta dall'utenza, si avrà il funzionamento rappresentato dalla curva "b" e dalla seguente tabella 3) nella quale il segno - rappresenta la portata entrante nella vasca superiore.
4. LA SCELTA DELLA POMPA DA INSTALLARE
Nel grafico
di fig. 2 è tracciata la curva caratteristica della pompa
installata, curva che interseca l'area tratteggiata di funzionamento
delle condotte mantenendo, nel corrispondente intervallo, buoni
rendimenti meccanici del gruppo..
I dati principali di funzionamento sono i seguenti:
- con consumi di rete nulli l'intera portatta della pompa pari,
in tale ipotesi, a 3.5 l/sec, viene addotta alla vasca superiore
e il dislivello da vincere è pari a m. 62 (Punto A del
grafico);
- con un consumo massimo dell'utenza pari aa 5 l/sec la pompa solleva
(Punto D) una portata di 4.3 l/sec con una prevalenza di m.58.
La restante portata di 0.7 l/sec è fornita dalla sorgente
superiore;
- con consumi intermedi dell'utenza le porttate e prevalenze della
pompa variano entro i limiti sopra descritti ma con la pregiudiziale
di pompa ferma se la sorgente superiore è in grado da sola
di far fronte al fabbisogno del momento. Ad esempio per consumi
di 2 l/sec cioè per la portata media di consumo e se il
livello della vasca superiore fosse sceso al di sotto della soglia,
la pompa solleverebbe (Punto C) una portata di 4 l/sec dei quali
2 l/sec destinati alla rete ed i restanti 2 l/sec alla vasca superiore
per ripristinarne il livello massimo. Nel caso la sorgente superiore
avesse una portata pari o superiore a 2 l/sec la pompa rimarrebbe,
ovviamente, ferma.
Da rilevare come l'installazione consenta alla sorgente inferiore di far fronte da sola alla quasi totalità dei consumi massimi (ben 4.3 l/sec contro i 5 l/sec), nel mentre in tutti gli altri casi l'acqua sollevata venga in buona parte immessa direttamente nella rete di distribuzione con perdite di carico contenute grazie alla esigua estesa della condotta di collegamento.
Se si fosse invece adottato l'altro schema
idraulico consistente, come precedentemente indicato, in una condotta
di collegamento diretto tra sollevamento e vasca superiore, la
medesima pompa avrebbe avuto un funzionamento (Punto B) di 3.7
l/sec con prevalenza fissa di m 61, essendo allora il funzionamento
totalmente indipendente dai consumi. I risultati salienti, paragonati
a quelli della soluzione effettivamente realizzata, sarebbero
stati, con tale soluzione, i seguenti,.
- una inferiore portata massima della pompaa ( 3.7 invece di 4,3
l/sec)
- con un consumo medio dell'utenza ( 2 l/seec), che è quello
che si verifica statisticamente con maggior frequenza, la pompa
funzionerebbe con una prevalenza di 61 m contro i m 59.5 reali
e quindi con un maggior consumo energetico del 2.5 %;
- si otterrebbero risultati migliori solo ccon consumi dell'utenza
prossimi allo zero e pompa che manda tutta la portata nella vasca
superiore, ma tali condizioni, nella realtà, non si verificano
mai in quanto, in tutti i casi di consumi bassi e bassissimi,
la pompa non entra in funzione essendo sufficiente la sola sorgente
superiore per coprire il fabbisogno. Sono evidenti i vantaggi
ottenuti con lo schema idraulico adottato.
Non resta che da accennare al pericolo, insito in un pompaggio diretto in condotta come quello in argomento, della trasmissione in rete di pericolosi colpi d'ariete. Tale eventualità è stata quasi completamente scongiurata grazie alla installazione, effettuata subito a valle della pompa, di una valvola di ritegno a membrana la quale, chiudendosi rapidamente per effetto della propria elasticità, impedisce che, all'arresto della pompa, il moto dell'acqua abbia da invertirsi.
5. CONCLUSIONI
Si è descritto un intervento di
potenziamento, mediante installazione di pompe di sollevamento,
di un piccolissimo acquedotto un tempo funzionante a gravità.
La soluzione scelta ha consentito di realizzare consistenti economie
di spesa non solo grazie alla minor estesa della nuova condotta
di adduzione ma anche alla sua ubicazione nella sede stradale
che ne ha migliorato notevolmente la fattibilità. Ulteriori
economie si sono ottenute nelle spese di esercizio a seguito dell'ottimo
rendimento meccanico delle apparecchiature installate, confermato
da un esercizio durato ininterrottamente per decenni.
Interessante anche la modalità di calcolo idraulico adottata
per la definizione delle caratteristiche delle nuove opere.