Acquedotti

Realtà e futuro

Marcello Meneghin, Mnamon, Mnamon

• Editore: Mnamon
• Anno: 2023
• ISBN:
  9788898061051
• Argomento: Tecnologia e ingegneria
• Categoria: Ingegneria civile

Gran parte degli interventi innovativi sono comprovati da esempi effettivamente realizzati. Di questi vengono documentati gli ottimi risultati ottenuti in decenni di esercizio, con oltre 120 immagini inserite nel libro. Si tratta di fotografie di impianti, schemi idraulici, rappresentazioni matematiche.Soluzioni futuribili sono avanzate allo scopo di promuoverne l'approfondimento e la sperimentazione. Anch'esse, avendo come obiettivo un impiego reale, sono verificate tramite simulazioni con modello matematico.Il risultato finale è un originale, documentato ed alle volte fantasioso racconto di una struttura basilare per la moderna società. È un racconto che suscita senza dubbio l'interesse degli addetti ai lavori acquedottistici. Ma, per le allettanti idee che contiene, anche quello del lettore generico.

1) INTRODUZIONE

Il rifornimento idropotabile italiano un tempo era effettuato tramite acquedotti per lo più di piccole dimensioni, gestiti da privati o da Enti pubblici e caratterizzati da una accentuata frammentazione sia tecnica che amministrativa. Nel 1994 si è iniziata la riorganizzazione generale del ciclo dell'acqua mediante costituzione di Enti aventi comprensori molto ampi, regionali ed anche interregionali ma comunque atti a riunire in altrettanti insiemi organici i territori idraulicamente considerati omogenei e quindi promuovere la razionalizzazione ad ampio raggio dei relativi servizi idrici.

Si tratta di un provvedimento della massima importanza che consentirà di attuare, assieme alla unificazione, anche un notevole miglioramento del settore interessante specificamente il presente lavoro cioè il rifornimento idropotabile.

A fronte di una iniziativa di così grande interesse si verificano due situazioni nettamente contrapposte.

Da un lato risaltano le ben note carenze degli acquedotti ed in particolare:

- scarseggiano le apparecchiature di misura e controllo del funzionamento effettivo dei vari servizi acquedottistici, apparecchiature che sono invece indispensabili per il corretto esercizio;

- le fonti non sempre riescono a soddisfare il fabbisogno;

- le reti di adduzione e di distribuzione dell'acqua si basano su una tecnica sorpassata;

- gli impianti di telecontrollo e telecomando sono inadeguati alle necessità di organizzazione dei servizi idrici;

- si registrano ovunque rilevanti perdite occulte ed errori di strategia di base;

- alcune regioni italiane, soprattutto del meridione, soffrono di frequenti e gravi crisi idriche.

A tutto ciò deve aggiungersi la attuale situazione meteorologica che presenta temperature medie in continuo aumento, piogge e quindi disponibilità d'acqua statisticamente in calo con prevedibili maggiori crisi idriche. Si riscontra anche una notevole intensificazione degli eventi piovosi brevi ma molto intensi che comportano la perdita di importanti volumi idrici scaricati rapidamente a mare.

Dall’altro lato spiccano le avanzate ricerche degli studiosi con pubblicazione di interessanti ma poco utilizzati lavori ed esecuzione di convegni dove vengono presentati e discussi gli ultimi ritrovati sull’applicazione delle più moderne teorie matematiche di calcolo e di statistica, sulle tecniche di progettazione, di gestione e di telecontrollo, sui bilanci idrici, sugli indicatori di efficienza idrica dei sistemi, sulla raccolta ed elaborazione dei dati, sulle analisi di funzionalità, sulla distrettualizzazione, calibrazione e sul calcolo delle reti acquedottistiche ed infine sulle esperienze rivoluzionarie fatte direttamente sul campo. Molto importanti anche gli studi in corso per l'ottimizzazione della gestione dei sistemi idrici integrati attraverso idonei strumenti metodologici e modellistici.

In sintesi i due modi descritti di attuazione del servizio idropotabile consistono in sistemi l'uno ormai sorpassato e fonte di inconvenienti gravi, l'altro troppo teorico per trovare piena applicazione pratica.

Il presente lavoro si situa a metà tra i due modi e, senza disdegnare né l'uno né l'altro ma invece, combattendone i lati negativi dai quali derivano molti dei noti disservizi, utilizza tutto quanto di buono vi si trova per tracciare delle soluzioni innovative, alle volte anche avveniristiche, dimostrando con esempi e verifiche teoriche, l'ottimo risultato che sono in grado di dare.

Le proposte avanzate riguardano in dettaglio il reperimento dei volumi d'acqua necessari, alcune nuove modalità di stoccaggio, trasporto e consegna dell'acqua agli utenti con drastica riduzione delle perdite occulte, una sensibile diminuzione dei costi di gestione, maggior sicurezza d'esercizio, minori squilibri tra una regione italiana e l'altra ed infine alcuni metodi inusitati di verifica teorica del funzionamento delle reti di distribuzione dell'acqua. In definitiva si propone una completa razionalizzazione degli impianti con impiego diffuso di sistemi di telecontrollo e telecomando ed in generale sfruttando quanto di meglio offre la moderna tecnologia e suggeriscono le ricerche degli studiosi. Il tutto derivato da esperienze reali di progettazione, costruzione ed esercizio di acquedotti in servizio effettivo e dalle ricerche fatte a posteriori sulla base della gestione idropotabile reale e delle modalità di risoluzione dei problemi riportati nella letteratura tecnica, ed infine esaminandone criticamente le particolarità. Determinante anche il contributo di internet. La pubblicazione delle applicazioni reali e di progetto su un apposito sito, riprese e riportate altrove su internet stesso e su riviste tecniche specifiche ha fatto nascere discussioni molto fertili che hanno permesso di aggiornare, correggere ed infine ordinare e collegare con un nesso logico le note già pubblicate fino a comporre il testo organico che figura, accompagnato dalle figure, nel presente elaborato.

Alcune delle soluzioni che sono avanzate appariranno senza dubbio utopistiche. Tra queste figurano quelle volte a colmare il divario idrico esistente tra le regioni del nord e del sud d'Italia tramite opere mastodontiche e solo futuribili e la tanto caldeggiata verifica automatica del funzionamenti delle reti acquedottistiche. Di alcune, sicuramente attuabili, manca l'elemento essenziale costituito dalla sperimentazione pratica: ci si augura di riportare l'attenzione generale sulla gravità dei problemi e fornire almeno alcuni spunti per la loro futura risoluzione. Di quelle già diffusamente adottate vengono riportati e documentati in un apposito capitolo i dati salienti e gli ottimi risultati ottenuti in decenni di effettivo esercizio di alcuni complessi acquedottistici alla cui realizzazione e gestione ha attivamente collaborato l'autore.

Da rilevare una contraddizione: gli stessi studiosi di cui si è detto, nel mentre propugnano soluzioni avanzatissime dei problemi acquedottistici, quando istruiscono all'università i futuri ingegneri si basano sugli schemi di base classici ed ormai superati contribuendo in tal modo al proliferare dei sistemi idrici sorpassati di cui si è fatto cenno e conseguentemente alla necessità di nuove soluzioni del tipo di quelle che verranno di seguito proposte.

Un ultimo avvertimento. Nel testo non figureranno le indicazioni sia descrittive che grafiche degli impianti o delle apparecchiature acquedottistiche di base e tradizionali in quanto si suppongono già note ai lettori o comunque facilmente reperibili sui testi classici o direttamente su internet.

2) GLI SCHEMI DELLE RETI ACQUEDOTTISTICHE

Lo schema classico di un acquedotto è così composto:

A) Una o più fonti ;

B) Una o più reti di adduzione precedute, se necessario, dalle stazioni di sollevamento

C) Serbatoi di compensazione giornaliera o plurigiornaliera;

D) Una o più vasche di carico che stabilizzano la pressione di inizio rete precedute, se necessario, da una o più centrali di sollevamento,

E) La rete di distribuzione generalmente unificata in tutto il territorio oppure divisa in fasce altimetricamente omogenee ognuna delle quali alimentata da propria vasca di carico;

F) Allacciamenti di utenza.

Le opere sono dimensionate in funzione delle portate del giorno di punta maggiorate considerando un coefficiente pari a 1,5 oppure 2 ma tenendo conto della durata statistica media dei consumi.

Nel caso, purtroppo molto raro, di acquedotti funzionanti interamente a gravità, non sono presenti le centrali di sollevamento.

 

Lo schema ideale di acquedotto è invece così composto:

A) Una o più fonti;

B) Una o più reti di adduzione precedute, se necessario, dalle stazioni di sollevamento;

C) Serbatoi di compensazione giornaliera o plurigiornaliera posti a terra o interrati;

D) Quando possibile grandi serbatoi di accumulo posti a terra o interrati;

E) Una o più centrali di sollevamento con immissione diretta in rete a pressione controllata. In caso di reti suddivise per fasce altimetricamente omogenee, pompaggi differenziati. Per le reti alimentate a gravità sono da prevedere le valvole di regolazione della pressione asservite all'impianto di telecontrollo.

F) La rete di distribuzione suddivisa per fasce altimetricamente omogenee e con valvole di regolazione della pressione;

G) Allacciamenti di utenza;

Le opere sono dimensionate sempre per la portata di punta moltiplicata per il coeff. 1,5 oppure 2 tenendo debito conto della durata statistica media dei consumi di punta.

Il funzionamento delle reti a pressione variabile conferisce agli impianti una grande elasticità che consente di fronteggiare anche situazioni impreviste ed imprevedibili.

Gli schemi descritti rappresentano solo una traccia sommaria dei sistemi acquedottistici necessaria per iniziarne la discussione. Nei capitoli seguenti se ne descriveranno in dettaglio le caratteristiche ed alcune varianti sostanziali previste per adeguarli alle diverse situazioni contingenti.

3) DISPONIBILITÀ IDRICA

Le odierne previsioni sull'andamento del tempo meteorologico denunciano una evoluzione del clima che, anche a causa dei danni provocati all'atmosfera dalle attività umane, va nella direzione di una sempre maggiore siccità ed una intensificazione degli eventi intensi ma brevissimi che potranno comportare una diminuzione generalizzata delle disponibilità idriche e, di conseguenza, anche di quelle necessarie per alimentare gli acquedotti italiani.

Se si esamina poi la situazione reale del sistema di rifornimento idrico si nota come a detta emergenza si accompagnino disfunzioni e gravi inefficienze attuali ed anche relative agli anni trascorsi che pongono delle serie ipoteche sulle disponibilità idriche future.

Uno degli esempi più eclatanti è dato dalla mancata messa in atto, ai sensi delle leggi da tempo vigenti, di efficaci misure di salvaguardia delle fonti che ha provocato l'abbandono di molte risorse idriche ed il ricorso a sistemi alternativi con necessità di eseguire opere di difficile e costosa costruzione ed esercizio. In questo importante settore fa testo la pianura veneta dove esistevano innumerevoli pozzi che da tempo immemore fornivano acque fresche, di ottima qualità e poste a poca profondità sotto il suolo quando addirittura non fossero risalienti naturalmente. Ebbene tutta questa falda è oggi inquinata e la si è dovuta sostituire con acqua profonda avente caratteristiche notevolmente peggiori oppure con acque superficiali sottoposte a potabilizzazione con tutt'altri risultati sopratutto economici.

Volendo parlare solo sommariamente delle opere di captazione oggi in normale esercizio ed oggetto indiscusso di una fioritura di inefficienze di tutti i tipi, si cita un fenomeno diffuso nella stragrande generalità di acquedotti e cioè una captazione anomala causata dalla mancata azione di compensazione delle portate da parte dei serbatoi, mancanza che costringe la presa dell'acqua a seguire le richieste dell'utenza cioè ad aumentare il prelievo diurno e a rendere minimo quello della notte. Come si vedrà in seguito, è invece necessario produrre durante la notte l'acqua necessaria a coprire le punte del giorno dopo sfruttando i numerosi vantaggi che vi si verificano.

Molte anomalie riguardano i prelievi dalle falde profonde troppo spesso attuati senza i necessari studi e controlli di emungimento sia preventivi e sia durante il normale esercizio. Ne è derivata una captazione spesso basata sull'empirismo, con prelievi eccessivi rispetto alla potenzialità della falda e conseguente vita troppo breve delle strutture.

La costruzione di opere che danno grandi portate con basse depressione di falda come i pozzi a raggiera tipo Fehldmann, costituiscono esempi troppo rari probabilmente per l'elevato costo di costruzione e per la loro caratteristica peculiare di pescare su falde relativamente poco profonde attualmente soggette al pericolo di inquinamento di cui si è detto.

Nel settore dei bacini artificiali creati a mezzo di dighe di ritenuta, che in merito all’alimentazione degli acquedotti rivestono una grande importanza, si devono registrare dei fattori negativi che ne limitano lo sfruttamento ed impediscono la costruzione di nuovi.

In conclusione si può affermare che in fatto di captazione si è operato in maniera intensiva esaurendo tutta l’odierna disponibilità idrica: le iniziative da intraprendere devono basarsi su una razionalizzazione delle fonti esistenti senza contare su alcun potenziamento di prelievo. Si potrà e si dovrà invece far affidamento su risorse totalmente diverse da quelle in servizio e che, come sarà indicato, risultano comunque disponibili in gran quantità

 

FIGURA 1 = LA DIGA DI KARIBA SUL FIUME ZAMBESI NELLO ZIMBAWE DURANTE I LAVORI DI COSTRUZIONE. HA FORMATO UNO DEI PIÙ IMPORTANTI BACINI ARTIFICIALI DEL MONDO ED ORA SI PENSA DI DEMOLIRLA PER I GRAVI DANNI AMBIENTALI CHE HA PROVOCATO

4) IL REPERIMENTO DELLE NECESSARIE PORTATE IDRICHE

Ai nostri giorni la ricerca e captazione dell'acqua necessaria per soddisfare i sempre crescenti consumi idropotabili deve non solo risolvere il problema relativo alla quantità che occorre reperire in un territorio soggetto ad un processo di continuo depauperamento delle fonti ma deve anche farlo con le dovute garanzie.

Una regola basilare consiglia di utilizzare fonti molto diversificate, in modo che sia altamente improbabile il verificarsi contemporaneo di gravi crisi del rifornimento idropotabile dovute ad inconvenienti vari come ad ...

Indice dei contenuti

• ACQUEDOTTI - REALTA’ E FUTURO
• PRESENTAZIONE
• 1) INTRODUZIONE
• 2) GLI SCHEMI DELLE RETI ACQUEDOTTISTICHE
• 3) DISPONIBILITÀ IDRICA
• 4) IL REPERIMENTO DELLE NECESSARIE PORTATE IDRICHE
• 5) LA RETE DI ADDUZIONE
• 6) SERBATOI
• 7) IMPIANTI DI SOLLEVAMENTO DEGLI ACQUEDOTTI
• 8) LA RETE DI DISTRIBUZIONE
• 9) ALLACCIAMENTI D'UTENZA
• 10) LE PORTATE
• 11) LE PERDITE
• 12) LE PRESSIONI
• 13) LE APPARECCHIATURE ELETTROIDRAULICHE DI CONTROLLO DEL FUNZIONAMENTO DEGLI ACQUEDOTTI
• 14) L'IMPIANTO DI TELECONTROLLO E TELECOMANDO
• 15) IL CALCOLO DI VERIFICA DEL FUNZIONAMENTO DELLE RETI DI DISTRIBUZIONE DEGLI ACQUEDOTTI.
• 16) UNA IMMAGINARIA RETE NAZIONALE DI ADDUZIONE
• 17) LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA
• 18) L'APPLICAZIONE PRATICA DELLE METODOLOGIE PROPOSTE
• 19) LE ANOMALIE DELL'ALIMENTAZIONE IDRICA
• 20) L'ACQUEDOTTO CHE VORREMMO: ALCUNI VALIDI ESEMPI DI OPERE REALIZZATE E DA REALIZZARE
• 21) CONCLUSIONI
• BIBLIOGRAFIA
• INDICE