Le piogge abbondanti sovraccaricano sempre più spesso i sistemi fognari e gli impianti di trattamento.
I serbatoi di raccolta delle acque piovane servono a mantenere il flusso di drenaggio regolare.
Improvvisamente il cielo si oscura e in pochissimo tempo una pioggia torrenziale bagna la terra.
Temporali inaspettati di questo tipo stanno diventando sempre più frequenti. Attualmente, però, molte città e comuni non sono sufficientemente preparati ad affrontarli. Una negligenza che porta a inondazioni e, di conseguenza, a ingenti danni a cose e persone - soprattutto nelle città, a causa della loro densa popolazione e delle superfici prevalentemente impermeabilizzate. Gli esperti ritengono che il cambiamento climatico aumenterà la frequenza e l'intensità delle precipitazioni intense. Ancora oggi le piogge abbondanti causano più danni di qualsiasi altro evento naturale in molti Paesi. Inoltre, gli impianti di trattamento delle acque reflue sono sovraccaricati dall'improvviso aumento dell'afflusso, con conseguente calo delle prestazioni di depurazione. Il risultato: le acque reflue si riversano nei corsi d'acqua in modo insufficiente o non vengono depurate affatto.
Le reti fognarie e le condotte o i canali più grandi possono consentire all'acqua piovana di defluire più rapidamente, ma possono comunque rappresentare solo una parte di una soluzione più completa. Per trattenere l'acqua in eccesso e scaricarla in modo più lento e sistematico, è fondamentale disporre di capacità tampone, sia che si tratti di semplici bacini di ritenzione delle piogge sia di grandi serbatoi, come le cosiddette vasche di raccolta delle acque piovane. Contrariamente a quanto ci si potrebbe aspettare, il funzionamento di queste cisterne è robusto e impegnativo, il che rende indispensabile una tecnologia affidabile.
L'area Ambiente, Sicurezza e Mobilità del Comune di Madrid ha promosso un piano di miglioramento della qualità delle acque del fiume Manzanares. Il piano prevede la costruzione di 36 serbatoi per le acque piovane e di oltre 34 chilometri di nuovi collettori di grandi dimensioni. L'obiettivo principale del piano è quello di rispettare le normative vigenti in materia di qualità delle acque del fiume.
Dopo lunghi periodi di piogge persistenti o particolarmente intense, i rispettivi impianti di depurazione non erano in grado di trattare le acque in arrivo. Dopo la loro installazione, i serbatoi di raccolta delle precipitazioni trattengono le acque di piena provenienti dalla canalizzazione. Un fatto che non solo protegge gli impianti di trattamento delle acque reflue della città, regolando le masse d'acqua in entrata in base alla loro capacità, ma i serbatoi di raccolta delle precipitazioni sono stati progettati anche per evitare lo scarico diretto delle acque reflue nel fiume.
Sistema semplice per le sfide nascoste
I serbatoi di raccolta delle acque piovane fungono da tampone, assorbendo e rilasciando costantemente acqua. Durante la fase di carico - ad esempio dopo una forte pioggia - l'acqua piovana arriva ad alta velocità e con un flusso turbolento, trasportando ogni tipo di solidi e rifiuti, pulendo contemporaneamente le fognature. I rifiuti superficiali e le sostanze nocive vengono trascinati dall'acqua piovana insieme ai sedimenti del sistema stesso. Si tratta di una miscela d'acqua fortemente contaminata, che comprende materiali organici e fibre come fogile, capelli, stracci e persino piccoli corpi di animali. Anche tutta una serie di sostanze non organiche, tra cui molti prodotti igienici e altri rifiuti smaltiti in modo improprio come plastica, giocattoli, scarpe e molte salviettine umidificate, raggiungono la vasca di raccolta. Nonostante l'installazione di vagli e dissabbiatori o altre misure preventive, un'elevata quantità di solidi si fa comunque strada nei serbatoi di raccolta delle acque piovane. Anche se il contenuto complessivo di materia secca dell'afflusso è solo dell'1,5%, le parti più pesanti formano strati di fondo sul serbatoio, mentre i solidi più leggeri si accumulano in strati galleggianti. Pertanto, dopo lo scarico dell'acqua trattenuta, il contenuto di materia secca del fango rimanente può raggiungere anche il 10-20%.
Dopo piogge abbondanti, l'acqua viene raccolta nei serbatoi di raccolta e viene poi rilasciata all'impianto di depurazione per essere depurata.
Il sistema per lo svuotamento del serbatoio era già stato progettato per far fronte a queste condizioni speciali. È costituito da due sistemi di pompaggio separati. Il sistema di pompaggio principale funziona da solo fino a un certo livello di sostanza secca, un livello sufficiente per il funzionamento in circostanze normali. In effetti, si sono verificati solo alcuni blocchi sporadici nelle pompe a causa dell'elevata quantità di detriti e sostanze nocive.
Nel caso in cui il sistema raggiunga un certo livello d'acqua e quindi una quota di sostanza secca molto più elevata, venivano attivate le pompe di scarico. Ogni volta che queste ultime venivano attivate, tuttavia, si verificavano molti malfunzionamenti, poiché non erano in grado di estrarre il fango. Enormi quantità di fibre e stracci che scorrevano nell'acqua e negli strati bloccavano ripetutamente le pompe centrifughe installate. Il responsabile di IMESAPI Groupe, gestore dei serbatoi di raccolta, è stato costretto a eseguire interventi speciali di pulizia e svuotamento per evitare malfunzionamenti e mantenere l'efficienza delle vasche.
Dopo aver analizzato i dati di funzionamento dei più grandi serbatoi di raccolta delle acque piovane dei comuni di Madrid (Butarque, Abroñigal, La China e Arroyofresno), IMESAPI Groupe ha stimato in migliaia di metri cubi la quantità di fanghi che dovevano essere estratti e smaltiti ogni volta che i serbatoi venivano puliti. A causa della complessità del processo, della sua suddivisione interna e del difficile accesso all'impianto, ciascuna di queste estrazioni comporta uno sforzo straordinario in termini di risorse meccaniche e umane, un onere troppo stressante per l'operatore, nel lungo periodo.
Testare soluzioni alternative
Nella ricerca di una soluzione alternativa, è stato eseguito un test pilota nel serbatoio di Abroñigal. Più che soddisfatto del risultato, IMESAPI Groupe ha deciso di installare l'apparecchiatura Vogelsang testata nel serbatoio di Butarque. Questo serbatoio si trova a sud di Madrid. È stato costruito nel 2006-2010 per raccogliere l'acqua piovana dalla riva destra del fiume Manzanares e ha una capacità di stoccaggio di 400.000 m3 , che lo rende il quarto serbatoio di raccolta per le precipitazioni più grande al mondo.
Principio del serbatoio Butarque: in caso di forti piogge, l'acqua viene convogliata dalla camera di bypass nella vasca di raccolta delle precipitazioni, per essere poi rilasciata all'impianto di trattamento delle acque reflue per la depurazione. Il sistema di pompe Vogelsang è installato nella camera di pompaggio insieme al resto della tecnologia di pompaggio.
Vogelsang ha fornito un sistema di pompe speciale per il drenaggio del serbatoio di Butarque, comprendente una pompa a lobi rotativi VX186-260Q e un trituratore RotaCut in linea RCX-58G, entrambi collegati tra loro in modo particolare. Poiché la pompa a lobi rotativi è in grado di adescare il fango creando un vuoto, è stato possibile installare il sistema in condizioni di siccità nella camera della pompa. È progettata per una capacità di 55-220 m3/h e una pressione di 3 bar, essendo in grado di pompare fluidi molto viscosi, anche fanghi con un elevato contenuto di fibre e solidi.
Una squadra vincente per compiti impegnativi: sistema di pompaggio composto da pompa a lobi rotativi Vogelsang e dal trituratore per fluidi RotaCut.
Prima che il fluido entri nella pompa, il fango passa attraverso il trituratore, dove pietre e pezzi di metallo vengono separati per gravità, mentre fibre e stracci vengono triturati in modo efficiente. Questo protegge la pompa e il resto dell'impianto da danni e intasamenti. L'unità di controllo, installata nella sala di controllo principale della vasca di raccolta, monitora e analizza le variabili di processo in tempo reale e adatta istantaneamente la strategia operativa alle rispettive condizioni. Grazie a questa specifica apparecchiatura, non si verificano più problemi durante la fase di svuotamento del serbatoio.
Di conseguenza, il sistema di pompaggio consente a IMESAPI Groupe di risparmiare molto lavoro e denaro. Secondo le sue stime, avrebbe dovuto pulire il serbatoio di Butarque due volte all'anno per eliminare ogni volta circa 2.200 metri cubi di fango. In termini finanziari, ciò si tradurrebbe in un minimo di 200.000 euro all'anno, solo per il prelievo dei fanghi dal serbatoio. Come ulteriore vantaggio, i costi di gestione e manutenzione si riducono di circa 50.000 euro. Nel complesso, l'investimento si è ripagato già dopo la prima pulizia del serbatoio e l'operatore è assolutamente convinto dei risultati ottenuti. Non c'è quindi da stupirsi che siano in corso ulteriori sviluppi in collaborazione con Vogelsang per ammodernare altri serbatoi di raccolta delle acque piovane nella comunità di Madrid.
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