Acquedotti
2025
Situata nel cuore della provincia dello Yunnan, nella Cina sud-occidentale, la città di Yuxi è un polo industriale ed ecologico circondato da tre laghi di acqua dolce fondamentali: Fuxian, Xingyun e Qilu.
Negli ultimi anni, questi laghi hanno subito un calo dei livelli d’acqua e un aumento dell’inquinamento, minacciando sia l’ambiente sia le comunità che dipendono da essi.
Per affrontare questa situazione, è stato istituito il Progetto di Fornitura Idrica all’Ingrosso dell’Area Est di Yuxi, noto anche come “Progetto dei Tre Laghi”, con un investimento totale di 1,89 miliardi di Yuan (circa 263 milioni di dollari USA). Il progetto mirava a fornire acqua sorgiva pulita dalla sorgente Dalongtan per migliorare ecologicamente l’acqua dei laghi e garantire l’approvvigionamento idrico alle aree rurali, oltre che soddisfare le esigenze di irrigazione e lo sviluppo industriale di oltre 1,5 milioni di residenti in cinque distretti amministrativi. In questo modo, il progetto promuove la sostenibilità ambientale e contribuisce alla conservazione degli ecosistemi naturali della regione.
Gestione di Elevate Differenze di Quota e Rischio di Colpo d’Ariete
Il progetto richiedeva il sollevamento dell’acqua su un dislivello di 941 metri dalla sorgente Dalongtan fino al serbatoio a monte. Per raggiungere questo obiettivo, sono state progettate e costruite tre stazioni di pompaggio in serie. Ogni stazione di pompaggio è composta da sei pompe ad alta capacità in parallelo (quattro delle quali attive contemporaneamente), che convogliano l’acqua attraverso una condotta metallica da 1.200 mm per una distanza totale di oltre 6,5 chilometri.
La tabella contiene le principali informazioni tecniche sul sistema:
| Parametro di Sistema | 1a Stazione di Pompaggio | 2a Stazione di Pompaggio | 3a Stazione di Pompaggio |
| Numero di Pompe | 6 (4 Attive + 2 di Riserva) | ||
| Portata Singola Pompa (m^3/h) | 2250 | ||
| Portata Totale (m^3/h) | 9000 | ||
| Prevalenza Pompa (m) | 237 | 356 | 356 |
| Diametro Tubazione Principale (mm) | 1200 | ||
| Lunghezza Tubazione Principale (m) | 1415 | 2663 | 1957 |
Un sistema di questo tipo, seppur potente, è altamente vulnerabile ai transitori idraulici, soprattutto durante interruzioni di corrente o arresti di emergenza delle pompe, quando il fluido in movimento è costretto a fermarsi o a cambiare improvvisamente direzione. Questi eventi possono generare pericolosi colpi di pressione, con il rischio di danneggiare pompe, condotte, valvole e altri componenti del sistema, oltre a rischi di rottura, allagamento e perdita di vite umane. Pertanto, è necessario implementare soluzioni di protezione dal colpo d’ariete dopo aver condotto un’analisi approfondita dei transitori.
Analisi e Simulazione del Colpo d’Ariete
Un’analisi dettagliata del colpo d’ariete è stata condotta dagli esperti BERMAD. Utilizzando il software KY Pipe, la simulazione ha modellato lo scenario peggiore, inclusa l’arresto incontrollato delle pompe.
L’analisi ha evidenziato:
- Risultati senza protezione: sia colpi di pressione negativi che positivi si verificano in tutte e tre le stazioni di pompaggio e lungo ciascuna condotta di mandata in caso di arresto totale delle pompe per interruzione di corrente.
- Risultati con soluzione di protezione dal colpo d’ariete: implementando le soluzioni di protezione BERMAD, il fenomeno del colpo d’ariete viene mitigato e il profilo di pressione mostra un transitorio controllato e un funzionamento sicuro in tutte le stazioni di pompaggio e lungo ciascuna condotta di mandata.
Il grafico sottostante illustra l’andamento della pressione (prevalenza in metri vs. tempo in secondi) in una delle 3 stazioni di pompaggio durante un’interruzione di corrente:
- La linea rossa mostra l’andamento della pressione durante l’interruzione di corrente senza alcuna soluzione di protezione dal colpo d’ariete implementata. Il colpo di pressione significativo è chiaramente visibile.
- La linea verde mostra l’andamento della pressione durante l’interruzione di corrente con la soluzione di protezione BERMAD implementata.
L’analisi ha confermato che la soluzione selezionata, composta da valvole anticipatrici del colpo d’ariete e valvole di sfiato aria combinate, mitiga efficacemente il fenomeno e i rischi del colpo d’ariete, garantendo affidabilità a lungo termine e resilienza del sistema.
Integrazione valvole anticipatrici di colpo d’ariete & valvole di sfiato aria combinate
La soluzione di protezione contro i colpi d’ariete include valvole anticipatrici di colpo d’ariete e valvole di sfiato aria combinate con funzione di protezione contro i colpi d’ariete.
1. Valvole anticipatrici di colpo d’ariete Ogni stazione di pompaggio è stata dotata di tre valvole anticipatrici di colpo d’ariete, azionate idraulicamente e a pistone, installate fuori linea per alta pressione (PN40). Queste valvole, rilevando la pressione della linea principale, si aprono in risposta alla caduta di pressione associata all’arresto improvviso della pompa. Le valvole pre-aperture dissipano l’onda di alta pressione di ritorno, eliminando il colpo d’ariete.
- Stazione di pompaggio n. 1: 3 unità di WW-12”-835-M
- Stazione di pompaggio n. 2: 3 unità di WW-16”-835-M
- Stazione di pompaggio n. 3: 3 unità di WW-16″-835-M
2. Valvole di sfiato aria combinate Posizionate strategicamente lungo la condotta e all’interno delle stazioni di pompaggio, queste valvole rilasciano l’aria intrappolata durante l’avviamento e ammettono aria durante gli arresti, prevenendo condizioni di vuoto e separazione della colonna d’acqua.
Utilizzando il software BERMAD Air e il software di analisi dei colpi d’ariete, gli esperti BERMAD hanno individuato e dimensionato le valvole di sfiato aria necessarie nella stazione di pompaggio e lungo la linea principale. Le valvole di sfiato aria sono una parte fondamentale della soluzione completa di protezione contro i colpi d’ariete, consentendo un’adeguata immissione d’aria nella condotta principale, prevenendo condizioni di vuoto e il collasso delle tubazioni, attenuando il colpo di pressione negativa durante l’arresto delle pompe, oltre ad ammortizzare il colpo di pressione positiva consentendo un rilascio d’aria controllato quando l’onda ritorna verso le stazioni di pompaggio. Le valvole di sfiato aria sono installate in ciascuna stazione di pompaggio, nei punti alti e nei punti critici lungo la linea principale, in base all’analisi dei colpi d’ariete e al software BERMAD Air.
Sulla base dell’analisi, BERMAD ha raccomandato di installare valvole di sfiato aria combinate come segue: per ciascuna stazione di pompaggio, modello WW-C70-AC (4”) su ogni linea di mandata della pompa e su ogni condotta in salita modello WW-C70-SP (6″). Il cliente ha accettato la maggior parte delle raccomandazioni sulle valvole di sfiato aria BERMAD.
PERCHÉ BERMAD
Il progetto di restauro ecologico dei 3 laghi è un perfetto esempio di come le soluzioni di controllo idraulico avanzate, intelligenti ed efficienti di BERMAD mirino a proteggere le infrastrutture dei sistemi idrici critici, anche in presenza di una topografia impegnativa. Garantendo stabilità e affidabilità al sistema, il progetto non solo assicura la distribuzione dell’acqua, ma sostiene anche il restauro ecologico e la sostenibilità dei laghi iconici dello Yunnan.
Questo caso di studio rappresenta un prezioso riferimento per sistemi di approvvigionamento idrico all’ingrosso simili in tutto il mondo, dove l’elevazione, la distanza e altre problematiche ambientali locali richiedono soluzioni efficienti, sostenibili e robuste come quelle progettate e implementate da BERMAD in questo straordinario progetto.
