Soluzioni avanzate di protezione contro le sovrapressioni per il progetto di restauro ecologico dei Tre Laghi, Cina
Acquedotti
2025
Cina
Proteggere i laghi d’acqua dolce dello Yunnan
Situata nel cuore della provincia dello Yunnan, nel sud-ovest della Cina, la città di Yuxi è un polo industriale ed ecologico circondato da tre importanti laghi di acqua dolce: 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 avviato 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 aveva l’obiettivo di 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 abitanti in cinque distretti amministrativi. In questo modo, il progetto promuove la sostenibilità ambientale e contribuisce alla conservazione degli ecosistemi naturali della regione.
Gestione di dislivelli estremi e rischio di sovrapressioni
Il progetto richiedeva il sollevamento dell’acqua su un dislivello di 941 metri dalla sorgente Dalongtan al serbatoio situato a monte. Per raggiungere questo obiettivo, è stata progettata e realizzata una serie di tre stazioni di pompaggio. Ogni stazione di pompaggio è composta da sei pompe ad alta capacità disposte in parallelo (quattro delle quali attive contemporaneamente), che convogliano l’acqua attraverso una condotta metallica da 1.200 mm per una distanza totale superiore a 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 di una singola pompa (m3/h) | 2250 | ||
| Portata totale (m3/h) | 9000 | ||
| Prevalenza pompa (m) | 237 | 356 | 356 |
| Diametro tubo principale (mm) | 1200 | ||
| Lunghezza tubo 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 al rischio di rotture, allagamenti e perdita di vite umane. Pertanto, è necessario implementare soluzioni di protezione contro le sovrapressioni dopo aver effettuato un’analisi approfondita dei colpi d’ariete.
Analisi e simulazione delle sovrapressioni
È stata condotta un’analisi dettagliata del colpo d’ariete da parte degli esperti BERMAD. Utilizzando il software KY Pipe, la simulazione ha modellato lo scenario peggiore, inclusa l’arresto incontrollato delle pompe. L’analisi del colpo d’ariete ha evidenziato:
- Risultati senza protezione: si verificano sia picchi di pressione negativa che positiva in tutte e tre le stazioni di pompaggio e lungo ciascuna condotta di mandata, nello scenario di arresto di tutte le pompe a causa di un’interruzione di corrente.
- Risultati con soluzione di protezione contro il colpo d’ariete: implementando le soluzioni di protezione contro il colpo d’ariete di BERMAD, il fenomeno viene mitigato e il profilo di pressione presenta uno scenario transitorio controllato e un funzionamento sicuro in tutte le stazioni di pompaggio e lungo ciascuna condotta di mandata.
Il grafico 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 contro le sovrapressioni implementata. Il significativo aumento di pressione è chiaramente visibile.
- La linea verde mostra l’andamento della pressione durante l’interruzione di corrente con la soluzione di protezione contro le sovrapressioni di 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 i fenomeni e i rischi di sovrapressione, garantendo affidabilità a lungo termine e resilienza del sistema.
Valvole anticipatrici del colpo d’ariete e integrazione con valvole di sfiato aria combinate
La soluzione di protezione contro le sovrapressioni include valvole anticipatrici del colpo d’ariete e valvole di sfiato aria combinate dotate di funzione di protezione contro le sovrapressioni.
1. Valvole anticipatrici del colpo d’ariete
Ogni stazione di pompaggio è stata dotata di tre valvole anticipatrici del colpo d’ariete, azionate idraulicamente e a pistone, installate fuori linea per alte pressioni (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 la separazione della colonna d’acqua. Utilizzando il software BERMAD Air e il software di analisi delle sovrapressioni, 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 le sovrapressioni, 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 e ammortizzando la sovrapressione positiva consentendo un rilascio controllato dell’aria 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, sulla base dell’analisi delle sovrapressioni e del software BERMAD Air.
In base all’analisi, BERMAD ha raccomandato di installare valvole di sfiato aria combinate come segue: per ciascuna stazione di pompaggio, modello WW-C70-AC (4”) su ciascuna linea di mandata della pompa e su ciascuna condotta in salita modello WW-C70-SP (6″). Il cliente ha accettato la maggior parte delle raccomandazioni di BERMAD relative alle valvole di sfiato aria.
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 critiche dei sistemi idrici, anche in presenza di una topografia impegnativa. Garantendo stabilità e affidabilità al sistema, il progetto non solo assicura la fornitura d’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’altitudine, la distanza e altre problematiche ambientali locali richiedono soluzioni efficienti, sostenibili e robuste come quelle progettate e implementate da BERMAD in questo straordinario progetto.
