Parametri di progettazione
3.5 DIMENSIONAMENT O DEL PIPING TORRI ORT
3.5.1 Proble ma dell a quali tà dell ’acqu a spur gat a
L’acq ua d i spurgo de lle t o rri do vrà es ser e r ipo rt at a a ll’ imp ia nt o d i d ist r ibu z io ne deg li o rt i e so dd is fare la r ic h ie st a d i acqu a g io rna liera p er l’irr iga z io ne.
Sarà impo rt ant e o ra cap ir e se l’a cqu a spurgat a d a lle t o rri sarà ido ne a a ll’ uso irr iguo . Per t ro vare r is po st a a qu est o ques it o so no st at i co nt att at i i t ec nic i c he e ffet t uano le a na lis i c himic he d e ll’acqu a e il do sagg io de i pro dott i a nt i-a lg he e a nt ico rro s ivi ne l c ircu it o fr igo -to rri pre ss o l'o spe da le nuo vo d i I mo la.
Pre liminar me nt e so no st at i rac co lt i d at i e do s i ut iliz zat e re lat ive a i du e pro do tt i per il t rat t ame nt o de ll'acq ua: l'a nt ia lg h e WTD842/D imme s so ne l c irc u it o in qua nt it à par i a 1,5 lit r i 3 vo lt e a set t ima na per un t ot a le d i 4,5 lit r i a s et t ima na e l'a nt i inc ro st ant e WTC 153 po mpat o aut o mat ica me nt e ne l c ircu it o at t raver so p icco la po mpet t a co lle gat a a l misur at o re d i po rt at a in qua nt it à d i c irc a 1,25 m l o gni c irc a 4-5 lit r i d i ac qua in ingr es so a lle t o rri (ca lco lo e ffet t uato co n cro no met ro e pro vet t a graduat a ) in so luz io ne 90%acq ua,10%a nt i incro st a nt e. Co ns idera ndo l’acqu a d i fa ld a a lla p ar i d i que lla de ll’a cqu edo tto (caratt erist ica c he r igu arda part ico lar me nt e l’acqu edo tto di I mo la a lime nt at o dalle fa ld a da 60 a 120 met r i d i pro fo nd it à) a llo spurgo no r ma lme nt e la co ndu c ib ilit à r ile vat a è bas sa e, per qua nt o riguard a l’a nt i- incro st ant e WTC153 a que st i do sagg i no n c i so no
WTD8 42/D, t ratt ando s i d i u n bio c ida, bis o gnere bbe ver ificar ne l' e ve nt ua le
res iduo ; p er s icure zza verrà mo nt ato un filt ro a carbo ne c apac e d i t rat t enere que st e so st anz e ed e vit are co s ì c he fin is ca no ne ll' a mb ie nt e.
3.5.2 L’ idea pe r l’i mp iant o
L’acq ua d i spurgo verrà racco lt a in u na va sca d i a ccu mu lo per po i es sere po mpat a ad u n a lt ro serbat o io d i ac cu mu lo pre sso gli o rt i pre via filt ra z io ne a c ar bo ne p er e liminare re s idu i d i a nt ia lg he ut iliz z at i ne lla t o rre.
Do bbia mo sce g liere inna nz it ut t o qua le de i due ser bat o i po st i ne l t erre no deg li o rt i a lime nt ar e: st a ndo a i dat i d i pro get to de ll’ imp ia nt o d i irr ig az io ne ,no n po t endo a lime nt ar e a cadut a t utt e le ut e nze ma so lo met à d i es se, l’id ea è qu e lla d i po mp are acqua a l ser bat o io da 15 m3 s it uat o ne i pr e ss i de llo sc a vo de l po zzo o ra ut iliz zat o per accu mu lo de ll’ac qua p io va na e do t ar lo d i u na po mp a in gr ado d i s vo lgere il “la vo ro ” c he co mp ie at t ualme nt e la po mpa da po zzo co ad iu vat a da ll’a ut o cla ve c he pres sur izz a l’acqu a in u sc it a fino ad u n mas s imo d i 8 bar. La po mp a in t a l se nso do vrà qu ind i gara nt ire il fa bb iso g no de lla pr ima met à deg li o rt i e so dd is fa re la r ic hie st a de l s er bat o io da 18 m3 s it uat o in c ima a lla co llina il q ua le ser ve a c adut a la re st ant e met à deg li o rt i.
3.5.3 Di mens iona mento d el serb atoi o a va lle del le torr i e scelt a porta ta dell a po mpa
Quest a vo lt a ser virà u n s er bat o io , il p iù p icco lo po ss ib ile (dat o che no n c i so no vinco li per qua nt o rig uarda a cce ns io n i/sp e gnime nt i de lla po mpa per g io r no ) che per met t a di re nd ere d ispo nib ile p iù ve lo c e me nt e po ss ib ile l’acqu a a lla c ist er na d i dest inaz io ne deg li o rt i.
La po mpa s i ac ce nd e ad u n d et er min at o live llo ma s s imo d e l ser bat o io d i asp ira z io ne e s. o gni 3 0 minut i, ma do vr e mmo impo st are quest o t e mpo in bas e a lle co nd iz io n i d i pre lie vo acqu a s erbat o io d i ma ndat a. La po mpa d e l s er bat o io
do vre bbe in o gni c aso spe g ner s i a l se gna le d i t ro ppo pie no de l s er bat o io d i ma ndat a e a l se g na le d i live llo min imo de l s er bat o io . L’acq ua d i sp urgo ragg iu ng e il s er bat o io per cadut a. Vo le ndo re nder e se mpre d is po n ib ile l’ac qua do vre mmo r idurre a l min imo la cap ac it à d e l ser bat o io pot endo abbas sar e co s ì a nc he la po rt at a d i e fflu sso . D ilat a ndo il per io do min imo d i r ie mp ime nt o quind i il live llo ma s s imo de l ser bat o io do vr e mmo po mpare ad u na po rt at a p iù e le vat a in mo do c he il live llo de l s er bat o io d i de st ina z io ne no n s i a bba ss i a 0 o co mu nqu e so t to un cert o live llo min imo . Pre nd ia mo co me ese mp io il c aso in c u i s i ver ific h ino co nd iz io ni d i a fflu sso /e fflus so cr it ic he e la c ist er na de g li o rt i d a 15 m3 ra gg iu ng a u n p ic co d i live llo min imo par i a 2,55 m.
In input a bbia mo l’a nda me nt o de lla po rt at a di spurgo in co nd iz io ni “cr it ic he ” c io è d i sc arsa po t enza t er mic a r ic hie st a e l’a nda me nt o de l fa bb iso g no d’a cqu a r ic hie st o (rit e nut o co st ant e e in co nd iz io ne cr it ic he d i ma s s imo ut iliz zo d’a cqua). Do vre mmo ver ific are co me d ive rs e fr eque nze d i inv io d ’ac qua po s so no mo d ific ar e il live llo de l s er bat o io d i d est inaz io ne. Oper ia mo u n pr imo d ime ns io na me nt o de l ser bat o io :
Qa=po rt at a d’a fflus so min ima no t t urna =0,65 m3/ h Qa min ima d iur na = 0,7 m3 (a l mat t ino )
Q mas s ima d ’a fflu sso ( influ e nz a la po rt ata min ima de lla po mpa)= 2,2 m3/ h La po rt at a min ima de lla po mpa do vr à es se re 2,2 m3/ h.
Sceg lia mo la po rt at a della po mpa p ar i a 3 ,6 m3/ h e st ud ia mo du e po ss ib ili c as i a l fine d i c ap ire co me po sso no var iare i live lli de i ser bat o i deg li o rt i var ia ndo la capa c it à de l ser bat o io a mo nt e (po sto a va lle d e lle t o rri).
Al fine d i c ap ire g li e ffet t i a cu i può po rt are la sce lt a d i u na cap ac it à o un’a lt ra st ud ia mo due ca s i e se mp io a p ar it à d i a nd a me nt o di po rt at a d i a fflu s so (spurgo de lle t o rr i) e par it à d i a nda me nt o d i po rt ata r ic hie st a per l’irr ig az io ne deg li o rt i. Ne i seg ue nt i du e ca s i po nia mo l’ ipo t es i c he po ssa e ss ere ut iliz zat a t utt a la cap ac it à de l ser bat o io e no n e s ist a u n live llo min imo qu ind i la po mpa s i at t iva in
co rrispo nd e nz a de l live llo ma s s imo e s i in t erro mp e a live llo 0. I cas i segu e nt i r ipre ndo no un ca so cr it ico d i min ima po rtat a d i spurgo e ma s s ima r ic hie st a de ll’imp ia nt o di irr iga z io ne:
1° c aso :
scelta serbatoio polietilene
capacità serbatoio [m3] 1,5
t riempimento massimo [h] 2,3
t riempimento minimo [min] 40
Sceg lie ndo un ser bat o io d i ca pac it à 1,5 m3 s ia mo in grado d i so dd is fa re la
r ic hie st a deg li o rt i arr iva ndo in u n mo me nto ad una cap ac it à re s idu a de l s erbat o io d i 0,9 m3 (ved i fig.5 9)
fi g . 5 9 : l i vel l i d ei ser ba t oi d eg l i or t i in cor r i sp on d en z a di ser ba t oi o d a 1 , 5 m 3 a va l l e d el l e t or r i
Da i ca lco li po ss ia mo r ipo rt are il fat t o che med ia me nt e il ser bat o io a va lle d e lle to rri s i r ie mp ie co n fr eque nza par i a c ir ca 2 o re.
In que st o caso abbia mo reg ist rat o 12 accens io ni de lla po mpa p er g io rno
2° c aso
scelta serbatoio polietilene
capacità serbatoio [m3] 0,5
t riempimento massimo [min] 45
t riempimento minimo [min] 14
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 10 20 30 40
livello serbatoio 15m3 pozzo [m3]
livello serbatoio 18m3 sulla collina [m3]
tempo [h] livello [m3]
fi g . 6 0 : l i vel l i d ei ser ba t oi d eg l i or t i in cor r i sp on d en z a di ser ba t oi o d a 0 , 5 m 3 a va l l e d el l e t or r i
In que st o caso la c ur va d i live llo d e l ser bat o io d i 18 m3 deg li o rt i s i a vv ic ina a que lla c a lco lat a ne l c aso id ea le d i po rt at a d i spurgo ist a nt anea me nt e d is po nib ile a l ser bat o io deg li o rt i. In que st o caso abbia mo reg ist rat o 33 acce ns io n i d e lla po mp a per g io rno .
Tra i due ca s i,co ns id erat o il fat t o che il nu mero di a cc e ns io ni/s peg nime nt i de lla po mpa no n è u n vinco lo , il seco ndo è que llo c he co nse nt e d i a vere u na freq ue nz a d i po mp agg io ma gg io re e c iò a iut a a ma nt e nere il live llo d e l ser bat o io d i
dest inaz io ne p iù a lt o so pratt utt o ne i mo me nt i d i ma gg io r r ic hie st a (cu mu lat a) a l t ermine de lla mat t inat a.
Ne llo st ud io de i due c as i no n a bbia mo pre so in co ns idera z io ne il live llo min imo de l ser bat o io a l d i so tt o de l qua le no n do bbia mo a ndar e per e vit are fe no me ni d i ca vit a z io ne d e lla po mp a. La s imu laz io ne e ffet t uat a è co mu nque va lida e le
capa c it à de i ser bat o i pres i po ss ia mo co ns iderar li co me c apac it à ut ile de l ser bat o io t ra live llo min imo e ma ss imo a ll’ int er no de l qu a le o sc iller à il live llo de l ser bat o io .
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 5 10 15 20 25 30 35
livello serbatoio 15m3 pozzo [m3]
livello serbatoio 18m3 sulla collina [m3]
tempo [h] livello [m3]
Sceg lia mo u n ser bat o io o rizzo nt a le in po liet ile ne d i capa c it à 1 m3: - 1,05 m3 d i c apa c it à ut ile -d ime ns io n i 1,19 x1,28 x1,07 [ m] (H xP xL) - prezzo : 327,10 [€] fi g . 6 1 ser ba t oi o or i z z on ta l e in p ol i et i l en e
I l s erbat o io è st ato sce lt o o rizzo nt a le in mo do da essere po s iz io nat o all’est er no de lla CT su l prat o ad un’a lt e zza d i 55,8 m.s. l.
Co me d imo st rato precede nt e me nt e fis s ia mo il live llo min imo de l s er bat o io a 0,5 m3 ( live llo a l q ua le la po mpa d i ma nd at a s i spe g ne a spet t ando che ve ng a ragg iu nt o il live llo mas s imo da c ir ca 1 m3).
3.5.4 Sc elta de l filtr o auto matic o a car bone atti vo
A va lle de l s er bat o io appe na d ime ns io nat o e de lla po mpa c he pro vved erà a l r ila nc io de l flu ido a ll’ imp ia nt o deg li o rt i a ndrà ins er it o un filt ro a car bo ne. La filt raz io ne a car bo ne per met t e la r imo z io ne d i c lo ro ,gas,sapo r i ed o do ri sgrade vo li. E’ ino lt re in grado d i r imuo ve re a lcu ni inqu ina nt i co me
o lii,d et ers iv i, fe no li,pe st ic id i o co me ne l no st ro caso bio c id i (o ant ia lg he). I l
s ist e ma d i co nt ro la vag g io aut o mat ico permet t e d i r imuo vere le imp ur it à gro sso la ne c he depo s it a no su l let t o filt ra nt e dura nt e l’e serc iz io .
I l s ist e ma d i filt ra gg io è co st it u it o da:
-va lvo la mo no b lo cco a 3 fa s i per il co nt ro la vagg io (e serc iz io -co nt ro la vag g io - la vagg io e qu ico rre nt e) co n pro grammat o re e let t ro nico a micro pro cesso r i per la se le z io ne d e lla fr eque nza d i r ige neraz io ne .
-bo mbo la in vet ro res ina -carbo ne at t ivat o
Co nd iz io ni d i es erc iz io :
-t emp erat ura de ll’acqu a da 5 a 45 °C
-perd it a d i pr es s io ne t ip ica (a filt ro pu lit o co n pres s io ne d i a lime nt o d i 3 bar) 0,6-0,7 bar
I l let to filt ra nt e è co st it u it o da uno st rato d i c ar bo ne att ivo suppo rt ato da uno st rato di qu arz it e d i t ipo s fero ida le. I l car bo ne at t ivo è d i t ipo gra nu lare a
granu lo met r ia d iffer e nz iat a ,spe c ifico per il t ratt a me nt o de ll’acqu a e co n e le vat a capac it à d i az io n e fis ica
( filt raz io ne mec ca nic a),c himic a(o ss ido -r iduz io ne) e c himico fis ic a(ad so rbime nt o ). Il co nt ro la vagg io de l let to filt ra nt e a vvie ne aut o mat ic a me nt e a pre- fiss at i int er va lli d i t e mpo . La
r ige neraz io ne po t rà essere co mu nque e ffet t uat a alla pre s s io ne d i u n pu ls a nt e.
Mo de llo AC F- A-350 d e lla B &P Wat er Techno lo g ie s co n po rt at a min ima e ma s s ime d’e serc iz io r isp et t iva me nt e 3,4 e 5,4 m3/ h. Po t enza as so rbit a: 10 W Prez zo : c irca 3327 euro .
3.5.5 Di mens iona mento d el pipi n g in ve rso CT-p ozzo e de lla po mpa a vall e del serba toio
I l s erbat o io verrà po st o all’e st er no de lla CT ad un’a lt ez za geo det ic a d i c irca 55,8 met r i su l live llo d e l ma re me nt re que llo d i dest ina z io ne a 60 ms l per u n d is live llo geo det ico tot ale d i 4,2 met r i. I l p ip ing r ic a lca il perco rso dec iso preced e nt e me nt e co n lu ng he zza d i 350 met r i. Ut iliz z ia mo a va lle d e lla po mp a u n filt ro a car bo ne c he ha pre ss io ne d ’e serc iz io min ima d i 2 bar.
La po rt at a de lla po mpa s ce lt a è 3,6 m3/ h.
(hazen) con filtro a carbone Htot [m] 33 22
L’acq ua d i r it o r no è priva d i impur it à: sce g lie ndo un t ubo PE100 PN16 d i d ia met ro est erno φ50mm abbiamo una velocit à di 0,76 m/s che possia mo asso lut ament e accet t are. L’ado z io ne d i u n d ia met ro mag g io re per il p ip ing c i co nse nt e ,a par it à d i po rt at a, d i sce g liere u na po mpa co n pre va le nza mino re e mino r pot enz a d i
as so rbime nt o co n mino r i co st i d i es erc iz io .
Sceg lia mo qu ind i u n t ubo PE 100 PN 16 φ50 mm e procediamo alla scelt a di una po mpa a cat a lo go che so dd is fi le no st re r ic hie st e:
prevalenza impianto
Q [m3/s] 0,001
Hg [m] 4,2
lunghezza tubazione 350 prevalenza della pompa Htot[m] 22 Calcolo potenza pompa
Scelta pompa [Kw] pot nominale motore 0,55 Potenza assorbita dal motore [Kw] 0,9 Durata annua sollevamento (pompa) [h] 2604 Costo en_el [€/Kwh] 0,17 costo annuo esercizio (a det Q)[€/anno] 243,5
Sceg lia mo u na po mpa d a cat a lo go Ca lped a MXH L 403/ A mu lt ist a d io o r izzo nt a le mo no blo c co in acc ia io ino x c he fo rnis c e u n po rt at a d i 3, 6 m3/ h a d u na pre va le nz a d i 27,2 met r i m in co rrispo nde nza d i u n re nd ime nt o par i a l 53%. Po t enza no mina le de l mo t o re 0,55 KW e po t enza a sso r bit a d a l mo t o re par i a 0,9 KW. Prez zo : 325,83 €.
Manning Hazen-W
(Con hazen) φ
est[mm] J J [m/m] Y [m] Ya[m] Htot [m]
40 0,036909 0,048247173 16,88651 1,66233 22,74884 50 0,012375 0,016176614 5,661815 0,677559 10,53937
3.5.6 Verific a di sodd isfac i men to del f abbiso gno per l ’irri gazi one
Ora do bbia mo c h ieder c i se la po rt at a di sp urgo sarà in grado d i so dd is fa re il fa bb iso g no per l’irr ig az io ne deg li o rt i. Ab bia mo co me inp ut l’a nda me nt o de lla po rt at a di spurgo c he r ica v ia mo da lla cur va de l co nsu mo de lle t o rri r ico rda ndo c i c he la po rt at a di spurgo è c irc a il 9 0% de lla po rt at a di e va po raz io ne. Abbia mo a nc he l’a nda me nt o de l co nsu mo d i a cqua deg li o rt i c he rappre se nt a il fa bb iso g no da so dd is fare. Ana liz z ia mo g li a nda me nt i de lle cur ve :
fi g . 6 2 : a n da m en t o d el fa b bi s og n o d i i r r i ga z i on e d eg l i or t i : ca so cr i t i co d i m a ssi m o c on su m o d ’ a cq u a Co ns u mo ma ss imo = 33 m3/ g io r no 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 0 5 10 15 20 25 30
consumo orti [m3/h]
consumo orti [m3/h]curva de lla po rt at a di sp urgo mas s ima (co ns ider a ndo Qp=90%Q v)
fi g . 6 3 : an d a m en t o p or t a ta d i sp u r g o t or r e gr an d e i n g i or n at a con con su m o t or r i d i 8 8, 6 [m 3 / g g ]
Ve rif ica del soddi sf acimen to f abbisogno o rti nel ca so utili zzo di tutta la portata d el poz zo alla CT ( ca so 1,2 l/s)
.
La po rt at a mas s ima g io r na liera d i spurgo co n Qp=90% Q v è ugua le a 40 m3 per g io rno (sare bbe 44 m3 per g io r no ne l ca so Qp=Q v). In line a t eo rica r iu sc ia mo in quest e co nd iz io ni a so dd is fa re il fa bb iso g no per l’irr igaz io ne.
Ana liz z ia mo la cur va de l fa bbiso g no deg li o rt i ( fig. 62): ne lle 10 o re no tt urne in cu i no n vi è a lcu n fa bb iso g no po ss ia mo fo rnire a cqua a lla c ist er ne de g li o rt i p er 15 m3. Ne lla mat t inat a a bbia mo u na r ic hie st a quas i co st ant e da lle 6 a lle 12 d i 3,6 m3 per un fa bb iso g no mat t ut ino d i c ir ca 21,6 m3. Ne l po mer igg io inve ce a bb ia mo u n