LA PERDITA D’EFFICIENZA DEI POZZI D’ACQUA:

L‘IMPORTANZA DEL MONITORAGGIO

E

DEL SISTEMA

LA STRUTTURA DI UN POZZO PER ACQUA

IL FILTRO

IL DRENO

FUNZIONI:

• Proteggere il pozzo dall’ingresso di sabbia

• Aumentare la permeabilità del terreno nelle vicinanze del pozzo

TUBAZIONI

POSSIBILI PROBLEMATICHE DI UN POZZO

Nel corso del suo funzionamento, OGNI pozzo va prima o poi incontro ad almeno una

delle seguenti problematiche:

• Diminuzione dell’efficienza idraulica

• Corrosione della tubazione

• Scarsa qualità biologica dell’acqua

• Acqua con odore/sapore sgradevole

• Emungimento di acqua rossastra

Queste problematiche sono spesso correlate fra loro.

DIMINUZIONE DELL’EFFICIENZA IDRAULICA

Le cause di inefficienza idraulica dei pozzi sono 3:

• Occlusione fisica

• Formazione di pellicole biologiche

• Deposito di minerali

N.B. Le cause di inefficienza interessano anche il dreno e la falda,

e non solo i filtri del pozzo!!

OCCLUSIONE FISICA

• Sabbia fine e limo occludono le porosità del dreno

• Si formano ponti di sabbia

Aumenta la velocità di flusso e nuovo materiale viene richiamato

verso il pozzo

Formazione di pellicole biologiche

Il terreno è naturalmente ricco di microrganismi

• il 90% si trova adeso ai grani del terreno

• il 95% è aerobico

• il 95% è eterotrofo

L’abbondanza di batteri dipende da:

• sostanza organica

• ossigeno disciolto

• nutrienti (azoto e fosforo)

• eventuale contaminazione della falda

• permeabilità del terreno

• pH

Nel pozzo e nel suo intorno l’abbondante flusso d’acqua, l’elevata permeabilità e la

turbolenza dovuta al pompaggio generano le seguenti condizioni:

• elevato ossigeno disciolto

• abbondanza di nutrienti e minerali

• ricchezza di sostanza organica

Si generano le

condizioni per la

colonizzazione

batterica.

La pellicola biologica è generalmente costituita da:

20-30% materia cellulare batterica

70-80% minerali

Resistente agli attacchi chimici

Difficile eliminare gli strati più profondi delle pellicole biologiche

La colonizzazione batterica è responsabile anche dei seguenti problemi:

• scarsa qualità biologica dell’acqua

• emungimento di acqua rossa

• acqua con odore/sapore sgradevole (es. odore di uova marce)

• corrosione

Distacco di batteri dal

biofilm

Deposito di minerali: ferro e manganese

Fe+++ Fe++ colore rosso/marrone

Mn++ Mn++++ colore marrone/nero

La trasformazione avviene in ambiente ricco di ossigeno

Spesso il deposito di minerali avviene per opera di batteri (ferrobatteri)

Per la crescita dei ferrobatteri non è importante quanto ferro è disciolto in acqua, ma

che si creino le condizioni per la colonizzazione batterica

Deposito di minerali: ferro

Deposito di minerali: carbonati

Ca++ CaCO3 colore bianco

Mg++ MgCO3 colore giallo

Interessa principalmente pozzi con acqua dura o medio-dura

È legato all’equilibrio chimico tra carbonati, bicarbonati e CO2 disciolta

Deposito di minerali: carbonato di calcio

Diminuzione della portata d’acqua erogata

Occlusione fisica

Crescita di pellicole biologiche

Deposito di minerali

Diminuzione della permeabilità dell’acquifero circostante il pozzo

Diminuzione della porosità del dreno

Riduzione delle luci di passaggio dei filtri

Flusso difficoltoso dell’acqua dalla falda al pozzo

Diminuzione dell’efficienza idraulica

Un caso pratico (I)

Situazione iniziale:

Portata 260 m3/h (72 l/s)

Prevalenza 20 m

Funzionamento in continuo 24h/giorno

Dopo 10 anni:

Prevalenza 25 m

Portata 160 m3/h (44 l/s)

Risultato:

il pozzo non soddisfa più le

esigenze d’acqua dell’utenza

Un caso pratico (II)

Situazione iniziale:

Portata 260 m3/h

Prevalenza 20 m

Potenza assorbita 17,5 kW

Funzionamento 10 ore/giorno

Alimentazione di serbatoio di stoccaggio

Richiesta 2600 m3/giorno

Consumo elettrico 175 kWh/giorno

Spesa per corrente elettrica

(ipotizzando funzionamento 330

giorni/anno) 8300 €/anno

Un caso pratico (II)

Dopo 10 anni:

Prevalenza 25 m

Portata 160 m3/h

Richiesta della rete 2600 m3/giorno

Funzionamento 16 ore/giorno

Potenza assorbita 15 kW

Consumo elettrico 240 kWh/giorno

Spesa per corrente elettrica

11390 €/anno

Maggiore spesa per inefficienza pozzo:

~ 3100 €/anno

Un caso pratico (III)

Pompa installata a 26 metri

La pompa rischia la cavitazione

È necessario ridurre forzatamente la portata

tramite valvola o inverter

Se non sono installati sistemi automatici di

blocco la pompa va in avaria

Perdita di efficienza: cosa NON fare

Nel caso il pozzo non fornisca più una portata sufficiente o la pompa rischi la

cavitazione, NON si deve sostituire la pompa esistente con una pompa più potente

oppure approfondire la posizione della pompa; questo infatti provoca:

• Aumento dei consumi di energia

• Aumento della velocità di flusso dell’acqua verso il pozzo, con

trascinamento di sabbie e limi

Ulteriore peggioramento dell’efficienza idraulica

Perdita di efficienza: cosa fare

1. Il monitoraggio

È necessario monitorare:

• il livello statico e dinamico del pozzo: un aumento della differenza tra i due

livelli è indice di perdita di efficienza del pozzo

• Portata d’acqua erogata dal pozzo: una sua diminuzione è spesso indice di

inefficienza del pozzo

• Consumo elettrico della pompa: in caso di inefficienza esso varia

2. Prove di portata

L’equazione di Jacob -Rorabaugh

s =BQ +CQ2

s = abbassamento in corrispondenza della portata Q

B = costante legata alla componente LAMINARE del flusso

C = costante legata alla componente TURBOLENTA del flusso

Il “Criterio di Walton”

Criteri di giudizio sullo stato dei pozzi secondo Walton, validi per n=2

(modificato da “de Marsily, 1986)

C < 675 m/(m3/s)

2

Pozzo in buone condizioni, ben

sviluppato

675 < C < 1350 m/(m3/s)

2 Pozzo mediocre

1350 < C < 5400 m/(m3/s)

2

Pozzo poco efficiente, fortemente

deteriorato

C > 5400 m/(m3/s)

2

Pozzo in pessime condizioni, sul

quale gli interventi di spurgo

sono probabilmente inutili

L’efficienza del pozzo

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Rapporto fra le perdite di carico legate al flusso laminare e le perdite di carico

totali del pozzo

3. Ispezioni televisive

Eseguite tramite telecamera sommergibile, meglio se con testa orientabile.

Forniscono informazioni su quantità e qualità delle incrostazioni e quindi sulla

causa di inefficienza del pozzo.

Sono importanti per verificare lo stato della tubazione del pozzo (presenza di

corrosioni, fori…).

Permettono di verificare il reale posizionamento di tratti filtranti ed altri

elementi strutturali, oltre all’effettiva quota di fondo pozzo.

4. Registrazione dei dati di funzionamento del pozzo

POZZO N°_________________

Data Livello

statico L.s.

(m)

Portata

Q

(m3/h)

Livello

dinamico

L.d.

(m)

Abbassamento

s.

(m)

Capacità

specifica

Qs

(m2/s)

Assorbimento

pompa

N

(Kw)

Prevalenza

pompa

H

(m)

APPLICAZIONE DEL

SISTEMA

IL SISTEMA

RISOLUZIONI DELLE PROBLEMATICHE DI UN POZZO

Nel corso del suo funzionamento, il pozzo non va incontro alle seguenti problematiche:

• Efficienza idraulica

• Non corrosione della tubazione

• Alta qualità biologica dell’acqua

• Acqua odore/sapore gradevole

• Emungimento di acqua trasparente

EFFICIENZA IDRAULICA

• Rimozione occlusione fisica, e blocco sua

riformazione

• Rimozione di pellicole biologiche e blocco

sua riformazione

• Rimozione deposito di minerali e blocco

sua riformazione

N.B. L’efficienza interessa anche il dreno e la falda, e non solo i

filtri del pozzo!!

Rimozione di pellicole biologiche

L’abbondanza di batteri dipende da:

• sostanza organica eliminata

• ossigeno disciolto viene ossidato

• nutrienti vengono eliminati per legame chimico

• pH viene tenuto costante nel tempo

Non si generano le condizioni per la

colonizzazione batterica.

Vengono eliminati gli strati più profondi delle pellicole biologiche

Deposito di minerali: ferro e manganese

Non avendo un ambiente ricco di ossigeno, e per la mancanza di batteri non avviene la

trasformazione.

Deposito di minerali: carbonati

In pozzi con acqua dura o medio-dura viene tenuto l’equilibrio chimico tra carbonati,

bicarbonati e CO2 disciolta.

NON OCCLUSIONE FISICA !!!!!

ABBATTIMENTO DI COSTI

DI ESERCIZIO

DEI COSTI DEGLI INTERVENTI DI

MANUTENZIONE STRAORDINARIA

MANUTENZIONE ORDINARIA