LA SITUAZIONE PARADOSSALE DEGLI ACQUEDOTTI ITALIANI REALIZZATI IN BASE AGLI INSEGNAMENTI DELL’UNIVERSITA’

La letteratura tecnica avente per tema gli acquedotti si profonde in interessanti studi inerenti una serie di argomenti assai vasta. Risaltano avanzate modalità di classificazione dell’efficienza degli acquedotti sulla base di indici codificati internazionalmente, di ricerca e riduzione delle perdite, di calcolo e di verifica del funzionamento idraulico secondo i più aggiornati ritrovati teorici e pratici ecc. ecc. In conclusione sussiste un’ampissima gamma di elementi relativi alla progettazione e alla gestione degli acquedotti che ne curano pedissequamente i dettagli con le teorie più sofisticate. Al tempo stesso non si può evitare di rilevare una anomalia di base che ne mina in partenza l’efficacia.
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.

Planimetria e profilo schematici ricopiati dalla tesi di laurea. In basso il profilo con le modifiche proposteCiò 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 posto più in alto che costituisce la copia autentica di quello 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’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.

L’inconveniente appare ancora più grave ove si consideri come nella realtà il permanere di consumi bassi e bassissimi sia statisticamente ad elevata frequenza: basterà pensare ai periodi invernali o di tempo piovoso quando l’utenza consuma pochissima acque. Ebbene in tutti quei periodi, in rete e soprattutto la notte, le pressioni sono ancora più elevate essendo molto spesso prossime al livello idrostatico. In altri termini si può affermare che, stando agli insegnamenti impartiti agli ingegneri italiani, si dovrebbe rifornire l’utenza con una maggiore pressione di esercizio tutte le volte che questa non serve ma al contrario è fonte di disservizi, nel mentre proprio quando l’utente ne ha necessità si dovrebbe provvedere a diminuirla.

Superfluo affermare come queste condizioni di funzionamento dell’acquedottto, se nel secolo scorso erano considerate normali, non lo sono più ai nostri giorni quando diventa invece necessario un vero e proprio loro stravolgimento.

Una delle modalità atte a raggiungere lo scopo è quella schematicamente riportata nel profilo in basso che è una copia di quello originale opportunamente modificato eliminando le vasche poste in quota e cioè in corrispondenza della linea piezometrica ed introducendo il concetto di immissione in rete a pressione variabile automaticamente asservita alle modalità di consegna dell’acqua all’utente.

A questo punto è necessaria una precisazione. Nel mentre nella tesi citata non si fa alcuna distinzione tra reti alimentate a gravità o a sollevamento meccanico in quanto viene posta come condizione di base la presenza della vasca di carico in qualsivoglia tipo di acquedotto, la soluzione qui proposta è particolarmente indicata negli acquedotti a sollevamento meccanico nei quali sono tassativamente imposte vasche di raccolta dell’acqua poste a quote inferiori alla linea piezometrica ed annesse pompe a velocità variabile che regolano automaticamente portata e pressione di pompaggio.
Nei casi, per la verità assai rari, di acquedotti alimentati interamente a gravità, resta valido il concetto della vasca di carico di cui alla tesi citata fatta salva la necessità di riportare con continuità la pressione secondo la proposta qui avanzata, tramite apposite apparecchiature automatiche di rete.
In ogni caso resta confermato il principio che la pressione da tenere sotto controllo cioè quella di arrivo presso l’utenza deve essere più elevata durante i periodi di alto consumo e ridotta la notte. Il tutto rappresenta l’esatto contrario di quanto è indicato nei profili della tesi presa come esempio.

Resta da precisare come all’università vengano insegnate le modalità atte a regolare comunque la pressione di arrivo agendo con sofisticate apparecchiature di rete. Pur trattandosi di una buona tecnica non ci si può esimere dal dichiarare assurda una modalità che in fase iniziale sovverte, come si è visto, le condizioni ottimali di pressione per agire successivamente in rete.

Il logo del-sito rappresenta la necessità di escludere totalmente dagli acquedotti i serbatoi con vasca posta in quota con la linea piezometrica di rete

Si riportano in dettaglio le modifiche che, sulla base dei concetti esposti, si propone di apportare alla rete dell’esempio.
Nel punto T è previsto un serbatoio di accumulo e compensazione giornaliera delle portate posto a bassa quota ed avente impianto di sollevamento con immissione diretta in rete a pressione e portata variabili essendo dotato di pompa a velocità variabile asservita alle pressioni di rete. Quest’ultime vengono prefissate tramite un diagramma giornaliero che indica ora per ora le pressioni da ottenere nei punti caratteristici della rete tenuti sotto controllo da strumenti di misura della pressione effettiva e di trasmissione in tempo reale al centro di controllo e comando. Nel punto S è previsto un serbatoio di accumulo alimentato dalla rete tramite una valvola di regolazione che provvede, durante la notte a riempirlo fino al massimo invaso senza deprimere la rete al di sotto della pressione prefissata ora per ora. Anche questo serbatoio è posto a bassa quota ed è munito di sollevamento ad immissione diretta in rete a pressione variabile essendo asservita allo stesso grafico delle pressioni imposte ora per ora di cui si è detto. Importante chiarire come tale impianto entri in funzione solo nei momenti di forti consumi dell’utenza nei quali l’impianto “T” da solo non è in grado di alimentare tutta la rete con le pressioni imposte presso l’utenza. Poiché tali periodi durante un’annata tipo sono statisticamente molto rari, l’impianto “S”entrerà raramente in funzione mentre per la maggior parte delle giornate sarà l’impianto principale da solo ad alimentare tutta la rete rendendo minime le perdite energetiche dovute alla dissipazione operata dalla valvola di immissione in serbatoio ed al consumo energetico di risollevamento.
Si ritiene che lo schema proposto presenti notevoli vantaggi rispetto a quello classico ferma restando la possibilità di migliorare ancora la pressione tramite un regolazione diffusa in rete tramite valvole di riduzione che è necessario prevedere in caso di territori altimetricamente variegati nei quali la regolazione di base proposta si dimostra insufficiente.

A chiusura della presente nota, il concetto, assolutamente contraddetto sia dalle istruzioni universitarie impartite agli ingegneri e sia da molte installazioni acquedottistiche reali (ed errate), può essere così riassunto: “nessun acquedotto funzionante a sollevamento meccanico deve essere alimentato da vasca di carico”. La convinzione è così radicata nella mente dell’autore da averlo indotto a scegliere come logo del suo sito un serbatoio pensile sbarrato da una grande x.

aggiornato novembre 2010

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