1. Premessa
Uno dei problemi che in futuro si presenteranno in maniera drammatica
è quello della difficoltà di reperimento d'acqua
potabile in quantità sufficiente a soddisfare il sempre
crescente fabbisogno. I settori di intervento per ottenere soddisfacenti
risultati non sono limitati, come si è portati a credere,
alle sole fonti ma spaziano in molti campi uno dei quali è
la razionale costituzione e gestione delle reti di distribuzione.
2. Difetti delle reti di distribuzione classiche
Caratteristiche comuni alla maggior parte delle reti di distribuzione
sono quelle di essere dimensionate per il funzionamento critico
(ora di punta del giorno di massimo consumo) e di funzionare a
pressione di partenza fissa data di solito dal serbatoio di testa.
Tali particolarità, nel passato molto apprezzate e ancor
oggi consigliate dalla letteratura tecnica, presentano il grave
inconveniente di un funzionamento ottimale limitato a periodi
brevissimi quali sono quelli di elevata richiesta dell'utenza,
mentre per la stragrande maggioranza della durata annua di funzionamento,
che, come ben noto, presenta consumi bassi o medio-bassi, si registrano
eccessive pressioni di consegna dell'acqua all'utenza causata
delle limitate perdite di carico che tali portate provocano percorrendo
le condotte.
Risultato eclatante è un vertiginoso aumento delle perdite
occulte nelle condotte di rete rispetto a quelle che si riscontrerebbero
se la pressione fosse contenuta costantemente entro valori normali.
3. La rete ideale
La moderna tecnologia acquedottistica permette di concepire reti
di distribuzione completamente diverse da quelle classiche di
cui al cap. 2 e quindi in grado di ridurre i difetti descritti.
Si tratta di sostituire il serbatoio di testa con un dispositivo
di alimentazione a pressione variabile asservita alla pressione
finale misurata nei punti caratteristici della rete, dispositivo
costituito, in caso di acquedotto a sollevamento meccanico, da
pompe velocità variabile e, nel caso di reti funzionanti
a gravità, da valvola di regolazione della pressione anch'essa
asservita a quella finale di rete. La condizione di base che deve
essere soddisfatta in ogni condizione di funzionamento, e quindi
durante tutto l'arco temporale di tutte le giornate dell'anno
tipo, sia di giorno che di notte, è quindi quella di una
pressione finale di consegna dell'acqua all'utenza che, per definizione,
non deve essere costante durante le 24 ore della giornata ma variabile
secondo un grafico preimpostato ma tarabile sulla base delle esperienze
effettive di esercizio e che presenta la caratteristica di essere
più elevato nelle ore di punta, di avere valori medi durante
le ore di normale consumo ed infine bassi valori durante i periodi
di bassi consumi e particolarmente durante la notte. Ad esempio
il grafico potrebbe imporre dalle ore 7 alle 10 e dalle 17 alle
20 della giornata tipo, periodo nel quale statisticamente si verificano
consumi dell'utenza elevati, una pressione sul suolo di 35 m,
nelle altre ore diurne e serali una pressione di 25 m. mentre
dalle 23 alle ore 5 quando si hanno normalmente consumi dell'utenza
prossimi allo zero, una pressione sul suolo di soli 15 m sufficiente
per l'adduzione delle bassissime portate che si hanno in rete.
Il dispositivo regola automaticamente la pressione in uscita dagli
impianti di produzione in modo che la pressione effettiva finale
in condotta, automaticamente rilevata dagli strumenti disseminati
in rete, si avvicini, a meno di una preimpostata tolleranza, alle
pressioni del grafico descritto.
Una rete come quella descritta, oltre che presentare contenuti
consumi energetici di sollevamento meccanico dell'acqua, dato
dalla minore prevalenza di pompaggio, offre il grande vantaggio
di una marcata riduzione delle perdite di occulte. Considerato
che non è raro che un acquedotto di tipo classico denunci
percentuali di perdita pari al 50-60% dell'acqua totale immessa
in rete, l'adozione delle regole indicate può ridurre la
perdita fino ad ottenere un valore del 25-30 % !.
Si noterà come il funzionamento della rete ideale citata
sia totalmente diverso da quello della rete classica che, essendo
a pressione di partenza fissa, consegna l'acqua all'utenza con
pressioni normali soltanto durante le ore di punta del giorno
di massimo consumo mentre in tutte le altre ore e soprattutto
durante le notti dei periodi invernali o piovosi quando i consumi
sono minimi, la pressione di consegna è elevatissima con
tutte gli inconvenienti che ciò comporta. In realtà
questo è un fenomeno puramente teorico raramente riscontrabile
per il semplice motivo che non è vero che la portata notturna
da immettere in rete sia prossima allo zero: l'aumento notturno
delle perdite assume un valore così elevato che in condotta
si hanno comunque portate rilevanti e che, in luogo di soddisfare
l'utenza, finiscono per essere disperse nel terreno.
4. Particolarità della rete ideale
La costituzione della rete ideale presenta delle caratteristiche
generali che la differenziano notevolmente da quella classica
in molti dei suoi settori.
Il fatto di funzionare a pressione variabile, vanifica, in primo
luogo, la funzione che normalmente svolgono i serbatoio pensili
o comunque in quota. Quando sono preesistenti o quando si vuole
comunque dotare la rete di volumi d'acqua in quota pronti ad entrare
in rete in caso di qualche fuori servizio, devono si deve installare
un dispositivo automatico che, durante il normale funzionamento,
li intercetta mantenendoli pieni e che li collega alla rete solo
in caso di una imprevista mancanza di pressione. Anche gli eventuali
serbatoi di rete destinati alla compensazione delle portate così
come le centrali di sollevamento devono essere concepiti, diversamente
da quelli usuali, in modo da soddisfare le particolari esigenze
dettate dalla variabilità della pressione. Una loro descrizione
con modalità di progettazione ed esercizio, è visibile
nel sito http://altratecnica.3000.it
dove figura anche un esempio di rete a pressione variabile
completo dei calcoli di verifica nonchè suo confronto con
una rete analoga ma di tipo classico condotto tramite simulazione
dinamica del funzionamento idraulico delle reti magliate complete
di serbatoi e centrali di sollevamento e risollevamento.
Si deve infine rilevare come la rete ideale di cui si discute
possa essere dimensionata, al contrario di quella classica, non
sulla base della portata massima dell'ora di punta ma di quella
media giornaliera in quanto sarà possibile far fronte ai
prelievi eccezionali semplicemente forzando la pressione stessa.
Ne risulta una rete economicamente conveniente sia per quanto
riguarda i costi di costruzione dati dai minori diametri delle
condotte sia nelle spese di esercizio in quanto il bilancio energetico
annuo risulta comunque molto contenuto considerato che il funzionamento
durante l'anno tipo è, per la stragrande maggioranza del
tempo, effettuato a pressione bassa o medio bassa.
Per quanto riguarda le possibili critiche che possono essere mosse
alla rete ideale in quanto mancano i grandi volumi in quota cui,
nella rete classica, viene affidato il compito di assicurare il
rifornimento idropotabile in caso di guasti, si fa presente come
una rete razionalmente concepita possa offrire garanzie anche
maggiori di quelle date dai serbatoi di rete, grazie a particolari
accorgimenti la cui descrizione è riportata nel sito http://altratecnica.3000.it
più volte citato.
Si accenna, infine, ad una nuova importante opportunità
che può rivoluzionare in senso positivo l'esercizio delle
moderne reti di distribuzione: quella dell'integrazione tra impianto
di telecontrollo e telecomando dell'acquedotto e la rete Internet
che rende possibile al personale addetto che sia in possesso delle
relative password, di effettuare controlli e comandi di tutte
le apparecchiature elettroidrauliche di uno qualsiasi degli acquedotti
collegati agendo da un qualunque ufficio o, addirittura, stando
comodamente a casa propria.
5. Conclusioni
Si è messo in evidenza come l'adozione di regole tutto
sommato semplici, possano consentire, oltre che una sensibile
economia energetica per il sollevamento meccanico dell'acqua,
una rilevante riduzione delle perdite di rete il che contribuisce
notevolmente alla risoluzione del problema della difficoltà
sempre crescente di poter reperire acqua potabile in quantità
sufficiente a coprire il fabbisogno. Al riguardo ulteriori importanti
migliorie possono ottenersi agendo in molti altri campi della
complessa struttura degli acquedotti tra i quali, non trattati
nella presente breve relazione, figurano la ricerca ed eliminazione
delle perdite residue, la automatizzazione e razionalizzazione
della rete, delle stazioni di pompaggio e dei serbatoi di compenso,
la verifica automatica del funzionamento idraulico ed infine la
integrazione con la rete Internet. Esse sono descritte in dettaglio
nel sito http://altratecnica.3000.it
dove è riportato anche un esempio completo di rete ideale
ed il suo raffronto tecnico-economico con una analoga rete di
tipo classico.