RETE MONTANA FUNZIONANTE A GRAVITA’

Si esamina qui il caso di territori montani nei quali è possibile captare, ad una quota altimetrica atta alla adduzione diretta a gravità fino al domicilio dell’utenza e quindi senza dover ricorrere all’uso di pompe di sollevamento, acqua potabile in quantità e qualità adeguate all’alimentazione dell’area da servire. Nel mentre in tale evenienza non sussistono, ovviamente, problemi energetici e la costruzione e gestione delle reti di distribuzione, potendo contare su un carico sovrabbondante, si presenta abbastanza facile ed economica, è necessario ricorrere a particolari accorgimenti soprattutto in ordine ad una corretta consegna dell’acqua all’utenza e al contenimento delle perdite occulte, come sarà qui indicato. Lo schema classico prevede che il territorio da servire, anche se suddiviso in tante fasce altimetriche omogenee allo scopo di contenere le pressioni di funzionamento entro valori compatibili con la resistenza delle tubazioni, sia munito di reti di distribuzione uniche per lo più a maglie chiuse ed ognuna alimentata da un serbatoio di testata che garantisce una pressione di partenza costante. Onde far giungere l’acqua in tutte le aree abitate e quindi anche quelle poste più in alto rispetto ad altre, si usa mantenere una pressione di esercizio elevata nel mentre, per ricondurre la pressione stessa entro i normali valori di utilizzazione, ogni allacciamento privato d’utenza è munito di valvola di riduzione. Una rete così concepita presenta notevoli vantaggi sia di costruzione che di funzionalità in quanto sono sufficienti condotte di piccolo diametro per addurre all’utenza, senza alcuna spesa energetica, portate anche notevoli. Sorgono però gravi problemi in ordine alle perdite di rete che, a causa della elevata pressione di esercizio, sono cospicue e richiedono una continua azione di verifica e manutenzione ed in ordine alle modalità costruttive e di riparazione delle tubazioni in quanto devono essere impiegati materiali ed apparecchiature idrauliche appropriate. L’inconveniente si manifesta in maniera preponderante durante i periodi di bassi consumi, soprattutto notturni, durante i quali la piezometrica di rete tende a raggiungere la pressione idrostatica con conseguenti elevatissime pressioni in condotta ed ancora maggiori perdite d’acqua. In realtà la pressione idrostatica non viene mai raggiunta in quanto le condotte di rete sono in continuazione percorse da rilevanti portate dovute soltanto di giorno al consumo dell’utenza nel mentre la notte sono le perdite che, come detto, assumono valori elevatissimi (vedi  “LE PERDITE”). Risulta evidente la necessità di porre rimedio ad una situazione come quella descritta e ciò può aver luogo esclusivamente evitando, per quanto possibile, il funzionamento delle condotte a pressione elevata in quanto è da essa che derivano tutti i problemi. Come ripetutamente indicato il normale funzionamento degli acquedotti in genere e quindi anche di quelli dei territori montani in oggetto, richiede che la pressione di esercizio sia comunque contenuta entro un valore massimo di circa 50 m di colonna d’acqua misurata dall’asse tubo nel mentre il valore di pressione da considerare ottimale può essere definito in 35 m circa. Una soluzione ancora piu’ razionale ed economica è quella che consente di regolare automaticamente la pressione di esercizio in funzione del fabbisogno istantaneo dell’utenza. Per poter rispettare tali regole anche negli acquedotti montani a gravità è necessaria una costituzione totalmente diversa da quella tradizionale che, come già detto, è molto semplicemente costituita da una rete magliata o ramificata estesa senza interruzione idraulica nella parte del territorio da servire anche se avente notevoli dislivelli topografici. La soluzione va ricercata nella suddivisione della tubazioni di rete in due diverse categorie. Alla prima appartengono le condotte, chiamate di adduzione, e che corrono all’incirca lungo le linee di massima pendenza del suolo. Si tratta di condotte totalmente prive di allacciamenti di utenza, costruite con materiali ed apparecchiature atte a sopportare le elevate pressioni di esercizio cui sono sottoposte al fine di poter alimentare le condotte secondarie con buon margine di sicurezza anche in caso di richieste d’acqua eccezionali come sono quelle necessarie per spegnimento di incendio o per notevoli richieste dell’utenza. Ogni qualvolta detta pressione assume valori eccessivi sarà comunque possibile ridurla tramite pozzetti di interruzione oppure valvole di riduzione munite di servocomando e di asservimento all’impianto di telecomando centralizzato. Le condotte di secondo ordine, chiamate di distribuzione, sono quelle in derivazione dalle prime e che corrono grosso modo parallelamente alle curve di livello del terreno collegando trasversalmente tra di loro le adduttrici prima descritte. Quando l’andamento del terreno presenta delle aree pianeggianti o a lieve pendenza di una certa estensione, le condotte distributrici formano delle piccole sottoreti locali, magliate o ramificate e collegate alle estremità di inizio e fine con le adduttrici viciniori. La caratteristica essenziale delle condotte in argomento è quella di funzionare alla pressione normale di esercizio prima definita e a tale scopo sono dotate, in tutti i punti di collegamento con le adduttrici del primo tipo, di valvola di riduzione della pressione munita di apparecchi di misura e trasmissione della pressione di valle e di monte ed inoltre di servocomando azionato dall’impianto di telecontrollo e telecomando centrale. Tutti gli allacciamenti di utenza e le piccole condotte di diramazione ad essi assimilabili, devono essere derivate dalle condotte distributrici in oggetto e pertanto funzionano a pressione normale di esercizio nel mentre ogni singola condotta o gruppo di condotte è dotata di apparecchiatura per il rilievo e la trasmissione in automatico delle pressioni di funzionamento. L’impianto di telecontrollo e telecomando provvede alla regolazione delle valvole di riduzione della pressione di valle in modo che sia in continuazione rispettato nella consegna dell’acqua all’utenza il grafico giornaliero preimpostato delle pressioni. Quest’ultimo può ad esempio prevedere che durante la notte dalle ore 23 alle 5 la pressione sia di soli m. 15, che alle 5 essa cominci a salire per giungere alle ore 9 ad un massimo di m. 35 da mantenersi costante fino alle ore 11, che si abbassi in modo da raggiungere i 30 m. alle 19 e poi i 15 m alle 23. Una volta definito il grafico, il cui andamento potrà comunque essere variato in base alle necessità reali di esercizio, sarà l’impianto di telecontrollo centrale che, ricevuta la segnalazione in tempo reale della pressione effettiva che si riscontra nei punti caratteristici delle condotte di distribuzione, effettuerà la regolazione delle valvole in modo che in ciascuno di esse i valori del grafico siano rispettati durante tutta la giornata. Per quanto riguarda i tipi di valvole da adottare saranno da privilegiare quelle a fuso dotate di cestello anticavitazionale nel mentre si dovrà curare che la loro manovra avvenga molto lentamente per contenere le sovrappressioni di moto vario e che sia sempre evitata la chiusura totale e quindi l’insorgenza di fenomeni di cavitazione.

Schema rete di ridistribuzione per teritorio ad altimetria molto varia con doppia rete (adduzione e distribuzione)

 

Per meglio illustrare i concetti esposti, si riporta nella figura allegata lo schema planimetrico di una rete tipica delle zone montane. La sorgente (punto A), situata in posizione altimetricamente elevata, è collegata a tutto il territorio da servire tramite una condotta ad anello che circonda tutto il territorio e che, funzionando ad alta pressione, deve essere realizzata con condotte ed apparecchiature adeguate. Nei punti B e C sono previste due valvole di riduzione per  abbassare convenientemente la pressione in quanto essa assumerebbe valori inutilmente elevati. Da dette tubazioni si dipartono le condotte secondarie costituite da singole diramazioni oppure piccole sottoreti collegate tramite valvole di regolazione della pressione e munite, nei loro punti caratteristici, di apparecchiatura per la misura e trasmissione in continuo delle pressioni di esercizio. Se si considera idealmente tale rete come costituita dalla sole condotte della seconda categoria e dagli allacciamenti di utenza e cioè dalle strutture dalle quali dipende direttamente il rifornimento idropotabile dell’utenza, si ottiene un sistema acquedottistico di distribuzione d’acqua potabile ottimale in quanto caratterizzato da una piezometrica sempre parallela al suolo pur essendo in presenza di un territorio ad andamento altimetrico così variegato ed inoltre con pressioni reali di consegna dell’acqua anch’esse ottimali. I vantaggi sono essenzialmente quelli di una consegna sempre corretta dell’acqua, di contenere le perdite occulte entro valori limitati ed infine di possedere una grande elasticità di esercizio che consente di far fronte a qualunque situazione imprevista come ad esempio maggiori richieste di rete per eccezionali necessità grazie al grande carico idraulico delle condotte di adduzione e al sistema di regolazione automatico che assicura nei punti di consegna ed anche in tali evenienze, la pressione preimpostata. Presenta inoltre il vantaggio di vedere concentrato nelle sole condotte di adduzione e nelle valvole di riduzione della pressione il funzionamento ad alta pressione il che comporta limitati oneri di manutenzione.

 

Schema di rete di distribuzione per territorio ad altimetria varia con regolazione delle sole condotte di adduzione

 

Schema di rete di distribuzione per territorio ad altimetria varia con regolazione delle sole condotte di adduzione

Una possibile variante dello schema idraulico descritto consiste nel limitare la regolazione alle sole condotte di adduzione tramite una serie di valvole da inserirvi subito a monte di ciascun allacciamento delle condotte secondarie come risulta dallo schema della figura allegata. Ogni condotta secondaria, alimentata dalle condotte adduttrici senza interposizione di valvole o altro simile dispositivo, è munita di apparecchiatura automatica di rilievo e trasmissione in tempo reale della sua pressione di funzionamento. A sua volta l’impianto di telecomando centralizzato, non appena ricevuta tale segnalazione , regolerà le due valvole site subito a monte dei suoi due collegamenti con l’adduttrice stessa, in modo da mantenere la pressione ai valori prefissati ora per ora. Il risultato finale è del tutto simile a quello prima descritto con alcune differenze sostanziali. Innanzitutto sono da rilevare le diverse dimensioni e regolazione delle valvole che possono presentare lati positivi o negativi a seconda dei casi. La soluzione di base prima indicata e caratterizzata da una regolazione della rete secondaria totalmente indipendente dall’adduzione, garantiva l’immunità di quest’ultima rete da eventuali problemi della secondaria stessa e presentava inoltre il vantaggio di adottare valvole di dimensione inferiore e quindi meno costose. La soluzione di variante qui descritta, a fronte degli inconvenienti citati, presenta invece il vantaggio di un numero inferiore di valvole essendo anche possibile studiare una diversa configurazione della rete secondaria che tenga presente il particolare regime di funzionamento modulato dell’adduzione. In definitiva la soluzione da scegliere deve essere studiata volta per volta in funzione delle caratteristiche del territorio e delle portate e pressioni che sono in gioco.

A conclusione della nota si fa rilevare come le soluzioni descritte, ineccepibili dal punto di vista meramente tecnico, possono non esserlo da quello economico poichè, nella maggior parte dei casi riguardano reti di piccole dimensioni, spesso ricche di acqua alle fonti per le quali le difficoltà ed i maggiori costi del funzionamento a pressione regolata  non appare giustificato. In questi casi si preferisce di gran lunga la costruzione e la gestione di reti di tipo unificato come querlle descritte nella prima parte del testo e che risultano atte ad una buona alimentazione dell’utenza sia pur a prezzo si perdite d’acqua potabile piuttoso rilevanti se considerate come percentule della portata totale di esercizio ma che appaiono esigue come valore assoluto dei volumi d’acqua dispersa e quindi non atte alla applicazione effettiva dei sistemi di regolazione descritti.

 

 

 

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