Scorri
Rivista Idraulica 55

Quando la portata da rete è troppo bassa

Andamento orario dei consumi idrici

Le adduzioni idriche non presentano solamente malfunzionamenti legati alla pressurizzazione; in alcuni casi le reti non sono in grado di raggiungere le prestazioni di progetto a causa di portate insufficienti.

Questi problemi si presentano essenzialmente per un sottodimensionamento della rete di alimentazione al punto di prelievo oppure per un calo delle risorse idriche. 

In tutti e due i casi si deve prevedere un opportuno accumulo idrico in grado di soddisfare la richiesta di portata anche quando quella erogata dalla rete di alimentazione risulta insufficiente.

La funzione del serbatoio di accumulo, o riserva idrica, è quella di immagazzinare acqua durante i periodi di poco prelievo e di renderla disponibile nei periodi di picco della richiesta.

Un calcolo accurato del sistema di accumulo può essere fatto partendo dallo studio dell’andamento orario dei consumi idrici (profilo di utilizzo). Nel diagramma di seguito ne è riportato un esempio relativo ad un edificio di tipo residenziale.

Tuttavia non è sempre possibile reperire o ipotizzare i dati relativi ai consumi effettivi nei vari periodi della giornata ed i calcoli risultano talvolta complicati o specifici solo per la situazione analizzata.

Il dimensionamento del serbatoio può quindi  essere fatto tramite:

  • metodo analitico semplificato quando non si è in possesso dei dati relativi al profilo di utilizzo;
  • metodo grafico quando sono noti i dati  relativi al profilo di utilizzo.

È un metodo di dimensionamento approssimato e si basa essenzialmente su due ipotesi:

  • la richiesta massima di portata di progetto (Gpr) è concentrata in uno o più periodi di picco (tp);
  • i periodi di picco sono sufficientemente distanziati di un tempo detto tempo di ricarica (tric) del serbatoio di accumulo con la portata disponibile (Gdisp).

In caso siano verificate queste ipotesi e considerando che la portata di progetto (Gpr) tiene già conto della contemporaneità di utilizzo dell'acqua, il volume di accumulo si può calcolare con la formula:

$$V={t_p · ({G_{pr} - G_{disp}})}$$

Verificando che

$${t_{ric}}  > ({V \over G_{disp}})$$

dove

V = volume teorico accumulo (l)
Gpr = portata di progetto (l/h)
Gdisp = portata disponibile (l/h)
tp = periodo di picco (h)
tric = tempo di ricarica (h)

Il volume teorico viene generalmente aumentato di un fattore di sicurezza (Fs) per poter soddisfare consumi occasionalmente più elevati. 

$$V_{serbatoio} = {F_s · V}$$

A valle del serbatoio di accumulo è necessario ripressurizzare la rete di adduzione come visto nell'articolo "Sistemi di sopraelevazione della pressione" e a quelli ad esso correlati.

È un metodo di dimensionamento più preciso in quanto tiene in considerazione i dati relativi al profilo di utilizzo.  Al fine di evitare calcoli lunghi e complicati, è possibile tracciare la curva di utilizzo cumulativo nel tempo e, a partire da questa, ricavare graficamente il volume del serbatoio di accumulo, come riportato nel box seguente.

Curva di utilizzo cumulativo nel tempo

Curva di utilizzo cumulativo nel tempo

La curva rappresenta l'andamento del volume totale d'acqua prelevato nell'arco della giornata. Si ricava sommando progressivamente i dati di andamento orario dei consumi idrici.

Retta di medio utilizzo

Retta di medio utilizzo

La pendenza della retta che congiunge il punto iniziale (punto 0) con il punto finale della curva di utilizzo cumulativo rappresenta la portata mediamente richiesta dalle utenze nell'arco della giornata.

Rette di contenimento

Rette di contenimento

Sono le parallele alla retta di medio utilizzo che contengono completamente la curva di utilizzo.

Diagramma volume teorico serbatoio

Volume teorico serbatoio

Si può ricavare misurando la distanza, sull'asse delle Y, tra le rette di contenimento.