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Captazione di sorgenti montane e reti di adduzione

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Emanuele Roccia
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Convegno GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione - Torino, 27 Novembre 2013

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Convegno su Acque minerali e di sorgente: Idrogeologia, captazione e protezione Torino, 27 novembre 2013 Dott. Ing. Emanuele Roccia
SOMMARIO 1) Accesso alla risorsa: due esempi concreti 2) Cantiere, impiantistica e strumentazione in sorgente 3) Scelta dei materiali e loro caratteristiche 4) Dalla sorgente allo stabilimento: opere di adduzione, stoccaggio e distribuzione 5) Accorgimenti e metodi per la salvaguardia della risorsa idrica 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 2
1) ACCESSO ALLA RISORSA: DUE ESEMPI CONCRETI a) Tipologia di sorgente: per limite di permeabilit 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 3
Tipologia opera di presa: bottino di presa Accurata rimozione del materiale detritico e dalterazione al fine di mettere a giorno la roccia intorno alla scaturigine Rimozione di parte della roccia stessa, praticando un vano relativamente ampio che funger da vasca di raccolta, realizzata in cemento armato 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 4
Dalla vasca di raccolta lacqua passa ad un sistema costituito da due serbatoi (uno di decantazione ed uno di carico) Lacqua verr quindi convogliata verso lo stabilimento tramite apposita tubazione; sono previste anche valvole di manovra e tubazioni di scarico necessarie per la pulizia periodica dellopera di presa VETRO ANTISFONDAMENTO SERBATOI TUBAZIONE DI SCARICO TUBAZIONI DI ADDUZIONE IN STABILIMENTO 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 5
27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 6
b) Tipologia di sorgente: per soglia di permeabilit 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 7
Tipologia opera di presa: drenaggi suborizzontali Realizzazione di n fori di lunghezza opportuna eseguiti con apposita trivella Installazione di tubi filtro con specifica finestratura funzione del tipo di acquifero; la superficie filtrante infatti condiziona notevolmente la velocit dei filetti fluidi attraverso le finestrature 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 8
Isolamento e impermeabilizzazione della parte di parete su cui insistono i dreni con apposita malta osmotica; Allacciamento dei dreni con il sistema di serbatoi descritti precedenza, allinterno di apposito casotto in muratura o cemento armato 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione in 9
2) CANTIERE, IMPIANTISTICA E STRUMENTAZIONE IN SORGENTE La realizzazione di unopera di presa in sorgente necessita di una serie di fasi preliminari: Progettazione dellopera di presa: Studio idrogeologico preliminare al fine di individuare con precisione la tipologia di sorgente, le portate e il suo comportamento idrodinamico Scelta della tipologia di opera, funzione del tipo di sorgente da captare Dimensionamento di serbatoio, tubazioni e locali Scelta dei materiali e della strumentazione necessari Stesura dei disegni di progetto 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 10
Allestimento del cantiere: Realizzazione della pista forestale e dei piazzali per il deposito di materie prime e attrezzature Installazione dei container e dei servizi necessari Trasporto delle macchine e delle attrezzature necessarie alla realizzazione dei lavori 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 11
Data la particolare posizione dei cantieri in questione, solitamente situati in alta montagna, con una morfologia piuttosto acclive, la logistica diventa un fattore molto sensibile e da gestire in maniera oculata. Nel caso in cui non sia possibile raggiungere il cantiere attraverso i normali macchinari da cantiere, si rende necessario lutilizzo di elicotteri per il trasporto di materiali, mezzi e uomini. 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 12
Si passa quindi alla fase operativa della captazione della risorsa e alla successiva costruzione del fabbricato in cui sar collocato il sistema di serbatoi. 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 13
Idroricerche si occupa anche dellinstallazione e messa in opera di tutta la parte di strumentazione elettronica e automazione a servizio dellopera di presa Molti inquinanti di tipo chimico, fisico e microbiologico sono facilmente assorbiti dai solidi sospesi al crescere della torbidit cresce la probabilit di inquinamento TORBIDIMETRO Il sistema prevede un meccanismo che mette a scarico la sorgente attraverso apposite valvole automatizzate nel momento in cui lo strumento rileva un valore di torbidit maggiore di quello prefissato. 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 14
Conducibilit SONDA MULTIPARAMETRICA Temperatura Portata Il rilevamento di questi tre parametri 竪 previsto dalle normative INTERVALLO DI RILEVAZIONE OGNI 4 ORE 3 DATI REGISTRATI OGNI 4 ORE 540 DATI COMPLESSIVI OGNI MESE 6480 DATI COMPLESSIVI OGNI ANNO 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 15
VS Accesso diretto alla sonda con cavo USB Accesso remoto ai dati tramite SIM-card Possibilit della completa gestione in remoto dei dati registrati 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 16
APPARATI DI TELEGESTIONE Datalogger GSM/GPRS con I/O integrato e funzioni di telecontrollo Idroricerche sta promuovendo un metodo di gestione integrale in remoto di tutti i dati registrati su impianti, sorgenti e opere di presa. Attraverso qualsiasi browser Web su smartphone, tablet, computer 竪 possibile accedere alle applicazioni ed ai database memorizzati sul server gestito e controllato da Idroricerche. 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 17
Un altro importante sistema di sicurezza che Idroricerche ha implementato nella maggior parte delle opere di presa 竪 il sistema di antintrusione: SCARICO DELLA SORGENTE SENSORE DI RILEVAMENTO UBICATO IN CORRISPONDENZA DELLACCESSO ALLOPERA DI PRESA INVIO DI SMS AL PERSONALE AUTORIZZATO Il ripristino delle condizioni precedenti (chiusura degli scarichi) non 竪 automatico ma 竪 riservato al solo personale autorizzato. 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 18
3) SCELTA DEI MATERIALI E LORO CARATTERISTICHE Secondo il Decreto del Ministero della Sanit del 21 marzo 1973 i tipi di acciai inossidabili che possono essere impiegati per il contatto con acque potabili, e pi湛 in generale con gli alimenti, sono i seguenti: ACCIAI INOX AUSTENITICI (AISI 300) ACCIAI INOX FERRITICI (AISI 400) almeno 12% in peso di Cromo riduzione % in peso di Cr facilmente ossidabile, permette la formazione di un sottile film protettivo Riduzione della resistenza alla corrosione Maggiore resistenza allossidazione e alla corrosione chimica Meno adatti allutilizzo con acque minerali 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 19
Per gli acciai inox, vengono generalmente adottate le denominazioni stabilite dallunificazione AISI (American Iron and Steel Institute, USA), che si avvale di numeri costituiti da 3 cifre. Composizione e caratteristiche meccaniche dei principali acciai inox austenitici della serie AISI 300 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 20
4) DALLA SORGENTE ALLO STABILIMENTO: OPERE DI ADDUZIONE E STOCCAGGIO Idroricerche si occupa anche delle opere e dei manufatti necessari al trasporto dellacqua minerale dalla sorgente allo stabilimento: Tubazioni in acciaio inox Tubazioni in Polietilene ad Alta Densit (PEAD) Considerate le migliori, soprattutto a livello igienico-sanitario (elevata rimovibilit batterica) Tecnologia pi湛 recente Resistenti a pressioni di esercizio elevate Elevata resistenza alla corrosione chimica/elettrolitica Ottime caratteristiche meccaniche Elevata deformabilit Soggette alle correnti vaganti Difficolt di posa in tracciati sinuosi (caso frequente) 27/11/2013 Vantaggio economico GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 21
27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 22
Corrosione delle tubazioni in acciaio dovuta a fenomeni elettrolitici Tanto pi湛 bassa 竪 la resistivit elettrica dei terreni attraversati tanto pi湛 alta 竪 la corrente in gioco e quindi pi湛 sono intensi i fenomeni corrosivi Correnti disperse o vaganti che interessano il terreno in cui 竪 installato il manufatto: ferrovie, tranvie, ecc. impianti industriali acquedotti e metanodotti in acciaio Sono fenomeni rari, che richiedono particolari condizioni al contorno Lacciaio inox si pu嘆 definire praticamente immune da tali processi 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 23
DIMENSIONAMENTO TUBAZIONI Metodo idraulico di lunga condotta L tubazione >>> tubazione Trascurabili le perdite di carico concentrate vs perdite di carico distribuite Condizioni: Moto turbolento (Re>2500) La piezometrica non deve intersecare la tubazione (moto a canaletta, problemi di igienicit) Vanno previsti scarichi nei punti di livello minimo delle tubazioni e sfiati nei punti di massimo 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 24
Dalle sorgenti alla centrale arrivi Stoccaggio dellacqua nei serbatoi di accumulo Allacciamento delle tubazioni in arrivo dalle sorgenti e accorgimenti per garantire la protezione della risorsa: HOUSING DI POLMONAZIONE VALVOLA IDRAULICA 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 25
I serbatoi necessitano di appositi condotti con sfiato allaria Garantiscono che sul pelo libero del liquido stoccato la pressione sia quella atmosferica (1bar) Comunicazione con lesterno con possibilit di contaminazione della risorsa Necessit di installazione elementi filtranti Laria 竪 cos狸 sterilizzata e si esclude la contaminazione della risorsa Idroricerche realizza ed installa sistemi di polmonazione progettati in base alle condizioni dellimpiantistica del cliente 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 26
VALVOLA IDRAULICA Tubazione di troppo pieno Permette lo scarico del serbatoio per evitare che questo vada in pressione Mette in comunicazione il serbatoio con lesterno La VALVOLA IDRAULICA ha lo scopo di impedire ingressi di aria dalla tubazione di troppo pieno Costituisce un sistema chiuso in cui il livello dellacqua allinterno della valvola (garantito da una minima alimentazione continua) assicura lisolamento del serbatoio da possibili ingressi di aria 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 27
5) ACCORGIMENTI E METODI PER LA SALVAGUARDIA DELLA RISORSA IDRICA La salvaguardia della risorsa idrica viene garantita su differenti livelli: ZTA Difesa di punto (determinazione delle aree di rispetto, D. Lgs. 258/00) (Zona di Tutela Assoluta) ZR (Zona di Rispetto) a) Punto di vista idrogeologico Difesa a tutto campo: attivit riservate ad Enti e Agenzie territoriali che si occupano della tutela delle risorse idriche sotterranee 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 28
Idroricerche si occupa, previa perimetrazione delle aree, della posa in opera di adeguate recinzioni che delimitino le Aree di Rispetto, in particolare la ZTA, completando in questo modo lopera di presa. 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 29
Saldature b) Punto di vista operativo Raccorderia Finiture 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 30
Saldature Nellindustria alimentare la garanzia delligiene per produzioni in continuo dipende in gran parte dalla qualit delle superfici a contatto con il fluido di processo Per sistemi di tubazioni in acciaio inossidabile i punti di connessione realizzati tramite saldatura sono zone sensibili La norma considera solamente saldature TIG flussate con azoto; i saldatori Idroricerche sono certificati da apposito organismo per il rispetto di tali prescrizioni 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 31
Raccorderia e finiture Come nelle giunzioni saldate, anche la raccorderia diventa un punto sensibile I raccordi filettati hanno il rischio concreto di diventare, nelle filettature stesse del raccordo, deposito di batteri In generale quindi occorre evitare la formazione dei cosiddetti punti morti Sono tutte quelle zone in cui sono possibili accumuli di acqua che ristagnando potrebbe ospitare colonie di batteri che andrebbero ad intaccare la qualit della risorsa 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 32
GRAZIE PER LATTEZIONE! 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 33

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  • 11. Allestimento del cantiere: Realizzazione della pista forestale e dei piazzali per il deposito di materie prime e attrezzature Installazione dei container e dei servizi necessari Trasporto delle macchine e delle attrezzature necessarie alla realizzazione dei lavori 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 11
  • 12. Data la particolare posizione dei cantieri in questione, solitamente situati in alta montagna, con una morfologia piuttosto acclive, la logistica diventa un fattore molto sensibile e da gestire in maniera oculata. Nel caso in cui non sia possibile raggiungere il cantiere attraverso i normali macchinari da cantiere, si rende necessario lutilizzo di elicotteri per il trasporto di materiali, mezzi e uomini. 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 12
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  • 15. Conducibilit SONDA MULTIPARAMETRICA Temperatura Portata Il rilevamento di questi tre parametri 竪 previsto dalle normative INTERVALLO DI RILEVAZIONE OGNI 4 ORE 3 DATI REGISTRATI OGNI 4 ORE 540 DATI COMPLESSIVI OGNI MESE 6480 DATI COMPLESSIVI OGNI ANNO 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 15
  • 16. VS Accesso diretto alla sonda con cavo USB Accesso remoto ai dati tramite SIM-card Possibilit della completa gestione in remoto dei dati registrati 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 16
  • 17. APPARATI DI TELEGESTIONE Datalogger GSM/GPRS con I/O integrato e funzioni di telecontrollo Idroricerche sta promuovendo un metodo di gestione integrale in remoto di tutti i dati registrati su impianti, sorgenti e opere di presa. Attraverso qualsiasi browser Web su smartphone, tablet, computer 竪 possibile accedere alle applicazioni ed ai database memorizzati sul server gestito e controllato da Idroricerche. 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 17
  • 18. Un altro importante sistema di sicurezza che Idroricerche ha implementato nella maggior parte delle opere di presa 竪 il sistema di antintrusione: SCARICO DELLA SORGENTE SENSORE DI RILEVAMENTO UBICATO IN CORRISPONDENZA DELLACCESSO ALLOPERA DI PRESA INVIO DI SMS AL PERSONALE AUTORIZZATO Il ripristino delle condizioni precedenti (chiusura degli scarichi) non 竪 automatico ma 竪 riservato al solo personale autorizzato. 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 18
  • 19. 3) SCELTA DEI MATERIALI E LORO CARATTERISTICHE Secondo il Decreto del Ministero della Sanit del 21 marzo 1973 i tipi di acciai inossidabili che possono essere impiegati per il contatto con acque potabili, e pi湛 in generale con gli alimenti, sono i seguenti: ACCIAI INOX AUSTENITICI (AISI 300) ACCIAI INOX FERRITICI (AISI 400) almeno 12% in peso di Cromo riduzione % in peso di Cr facilmente ossidabile, permette la formazione di un sottile film protettivo Riduzione della resistenza alla corrosione Maggiore resistenza allossidazione e alla corrosione chimica Meno adatti allutilizzo con acque minerali 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 19
  • 20. Per gli acciai inox, vengono generalmente adottate le denominazioni stabilite dallunificazione AISI (American Iron and Steel Institute, USA), che si avvale di numeri costituiti da 3 cifre. Composizione e caratteristiche meccaniche dei principali acciai inox austenitici della serie AISI 300 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 20
  • 21. 4) DALLA SORGENTE ALLO STABILIMENTO: OPERE DI ADDUZIONE E STOCCAGGIO Idroricerche si occupa anche delle opere e dei manufatti necessari al trasporto dellacqua minerale dalla sorgente allo stabilimento: Tubazioni in acciaio inox Tubazioni in Polietilene ad Alta Densit (PEAD) Considerate le migliori, soprattutto a livello igienico-sanitario (elevata rimovibilit batterica) Tecnologia pi湛 recente Resistenti a pressioni di esercizio elevate Elevata resistenza alla corrosione chimica/elettrolitica Ottime caratteristiche meccaniche Elevata deformabilit Soggette alle correnti vaganti Difficolt di posa in tracciati sinuosi (caso frequente) 27/11/2013 Vantaggio economico GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 21
  • 22. 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 22
  • 23. Corrosione delle tubazioni in acciaio dovuta a fenomeni elettrolitici Tanto pi湛 bassa 竪 la resistivit elettrica dei terreni attraversati tanto pi湛 alta 竪 la corrente in gioco e quindi pi湛 sono intensi i fenomeni corrosivi Correnti disperse o vaganti che interessano il terreno in cui 竪 installato il manufatto: ferrovie, tranvie, ecc. impianti industriali acquedotti e metanodotti in acciaio Sono fenomeni rari, che richiedono particolari condizioni al contorno Lacciaio inox si pu嘆 definire praticamente immune da tali processi 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 23
  • 24. DIMENSIONAMENTO TUBAZIONI Metodo idraulico di lunga condotta L tubazione >>> tubazione Trascurabili le perdite di carico concentrate vs perdite di carico distribuite Condizioni: Moto turbolento (Re>2500) La piezometrica non deve intersecare la tubazione (moto a canaletta, problemi di igienicit) Vanno previsti scarichi nei punti di livello minimo delle tubazioni e sfiati nei punti di massimo 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 24
  • 25. Dalle sorgenti alla centrale arrivi Stoccaggio dellacqua nei serbatoi di accumulo Allacciamento delle tubazioni in arrivo dalle sorgenti e accorgimenti per garantire la protezione della risorsa: HOUSING DI POLMONAZIONE VALVOLA IDRAULICA 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 25
  • 26. I serbatoi necessitano di appositi condotti con sfiato allaria Garantiscono che sul pelo libero del liquido stoccato la pressione sia quella atmosferica (1bar) Comunicazione con lesterno con possibilit di contaminazione della risorsa Necessit di installazione elementi filtranti Laria 竪 cos狸 sterilizzata e si esclude la contaminazione della risorsa Idroricerche realizza ed installa sistemi di polmonazione progettati in base alle condizioni dellimpiantistica del cliente 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 26
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  • 28. 5) ACCORGIMENTI E METODI PER LA SALVAGUARDIA DELLA RISORSA IDRICA La salvaguardia della risorsa idrica viene garantita su differenti livelli: ZTA Difesa di punto (determinazione delle aree di rispetto, D. Lgs. 258/00) (Zona di Tutela Assoluta) ZR (Zona di Rispetto) a) Punto di vista idrogeologico Difesa a tutto campo: attivit riservate ad Enti e Agenzie territoriali che si occupano della tutela delle risorse idriche sotterranee 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 28
  • 29. Idroricerche si occupa, previa perimetrazione delle aree, della posa in opera di adeguate recinzioni che delimitino le Aree di Rispetto, in particolare la ZTA, completando in questo modo lopera di presa. 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 29
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  • 31. Saldature Nellindustria alimentare la garanzia delligiene per produzioni in continuo dipende in gran parte dalla qualit delle superfici a contatto con il fluido di processo Per sistemi di tubazioni in acciaio inossidabile i punti di connessione realizzati tramite saldatura sono zone sensibili La norma considera solamente saldature TIG flussate con azoto; i saldatori Idroricerche sono certificati da apposito organismo per il rispetto di tali prescrizioni 27/11/2013 GEAM - Acque minerali e di sorgente: idrogeologia, captazione e protezione 31
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