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Rivista Idraulica 55

Risparmio idrico

Erogazione dell'acqua in proporzione alla pressione a monte

La corretta distribuzione delle pressioni nelle reti di adduzione dell’acqua sanitaria è fondamentale per una regolare erogazione del servizio e per evitare problemi di rumorosità e colpi di ariete nelle tubazioni. Infatti, pressioni elevate comportano portate maggiori rispetto alla reale necessità con conseguente spreco energetico e, soprattutto, di acqua potabile.

Il maggior utilizzo di acqua è essenzialmente legato al fatto che un normale rubinetto, se non dotato di dispositivi di limitazione del flusso, farà scorrere più acqua all’aumentare della pressione a monte.

Un esempio di questo andamento è rappresentato nell’immagine qui accanto.

Pressioni di distribuzione elevate a monte dei rubinetti possono portare, quindi, anche a portate di una volta e mezza superiori di quella di progetto.

Tuttavia, ai fini del risparmio idrico, va considerato che un aumento della portata ai rubinetti non ha lo stesso effetto su tutti i tipi di utilizzo. Ad esempio, riempire la vasca da bagno oppure ricaricare la cassetta di risciacquo del wc, comporterà sempre lo stesso consumo d’acqua sia che la rete di adduzione sia correttamente pressurizzata sia nel caso in cui le pressioni siano elevate. In quest'ultima situazione, avendo portate maggiori alle utenze, occorrerà meno tempo a riempire la vasca o la cassetta di risciacquo, ma la quantità di acqua sarà la medesima.

Spreco idrico in assenza di pressione corretta

Questi ultimi sono utilizzi di acqua potabile legati al volume. Vi sono poi utilizzi dipendenti dal tempo, per i quali l’aumento di portata ai rubinetti è invece causa di molti sprechi. Ad esempio, lavarsi le mani, fare la doccia o risciacquare i piatti sono tutti utilizzi che sostanzialmente prevedono l’apertura di un rubinetto per un tempo prefissato.

In questi casi, laddove i rubinetti sono serviti da reti con una pressione maggiore e quindi erogano portate più elevate, si avranno maggiori consumi d’acqua.

L’aumento di consumi per un’utenza servita ad un’elevata pressione, come si può vedere dal grafico riportato, può anche essere del doppio rispetto ad un’utenza servita con una pressione corretta.

Per un’utenza domestica media i consumi dipendenti dal tempo possono essere stimati in una percentuale che varia tra il 50% e il 60% del totale.

Un esempio di rete di adduzione dell’acqua potabile dove si possono verificare forti variazioni di pressione è rappresentato dagli edifici a più piani: infatti l’altezza idrostatica porta ad una equivalente diminuzione della pressione disponibile ai rubinetti.

Tabella consumi medi di acqua per persona

Per meglio capire gli effetti sul consumo dell’acqua potabile si è analizzato, a titolo di esempio, la distribuzione a servizio di una palazzina di 9 piani.

Nell’esempio, si sono considerate tre colonne montanti in grado ciascuna di servire due bagni per piano. Per il dimensionamento delle tubazioni di distribuzione si è fatto riferimento al 5° quaderno Caleffi.

Per semplicità di calcolo è stata considerata la medesima pressione alla base delle colonne montanti. 

Lo schema della distribuzione e il relativo andamento delle pressioni è riportato nell’immagine sottostante. Come si può notare, per garantire la corretta pressione al piano più alto, è necessario un aumento graduale di pressione man mano che si scende di livello.

Per quanto riguarda i consumi giornalieri si sono invece considerati i seguenti dati:

  • persone per piano: 8
  • consumo totale di acqua a persona: 240 l
  • 45% di consumo dipendente dal volume: 110 l
  • 55% di consumo dipendente dal tempo: 130 l

Il fabbisogno totale di acqua per l'edificio risulta pari a 17,3 m3.

Gli sprechi  idrici sono determinati dai consumi dipendenti dal tempo, a loro volta influenzati dalla pressione di erogazione. Nei casi seguenti si calcolerà lo spreco idrico per varie tipologie di installazione.

Rete senza riduttori né limitatori di flusso

CASO 1

È rappresentata un'unica colonna di distribuzione senza riduttori di pressione né dispositivi di riduzione di flusso ai rubinetti. In questa situazione, a causa della maggior pressione ai piani inferiori, si ha un consumo medio di acqua potabile del 29% maggiore rispetto al caso ideale in cui tutti i rubinetti eroghino la portata di progetto.

Schema di distribuzione a due colonne

CASO 2

Nei casi 2 e 3 vengono invece analizzate due situazioni dove la pressione di distribuzione è mantenuta più costante attraverso l’utilizzo di più colonne montanti servite a pressioni diverse. 

È riportata una distribuzione a due colonne montanti: una a servizio dei cinque livelli più alti e l’altra a servizio dei restanti piani. Come si può notare dai dati riportati in figura, una migliore distribuzione delle pressioni rispetto al caso di un’unica colonna montante comporta minori consumi di acqua, ma comunque maggiori del 16% rispetto al caso ideale.

Schema di distribuzione a tre colonne

CASO 3

È analizzata una distribuzione a tre colonne montanti: anche in questo caso si può notare come una maggior uniformità delle pressioni di erogazione comporta una riduzione dell’aumento del consumo idrico rispetto alla situazione di riferimento dove tutti i rubinetti funzionano con la corretta portata di progetto.

Schema di distribuzione a una colonna con riduttori ad ogni piano

CASO 4

È rappresentata una distribuzione costituita da una colonna montante e riduttori di pressione ad ogni piano. Questa soluzione impiantistica garantisce ad ogni rubinetto una pressione molto vicina a quella di progetto e, quindi, la corretta portata di erogazione. Analoghi risultati si possono ottenere tramite valvole per il controllo del flusso montate nei rubinetti; va tuttavia considerato che un controllo a monte della pressione di distribuzione risulta più efficace e sicuro nel tempo. Infatti, i terminali di erogazione possono essere sostituiti dagli utenti con altri senza regolatori di flusso.

 

Come si è brevemente cercato di analizzare, progettare reti di adduzione con distribuzioni uniformi di pressioni, anche oltre alle normali tolleranze di buon funzionamento, può portare a considerevoli risparmi nei consumi dell’acqua potabile.