Metodologia per la caratterizzazione di un impianto di pompaggio e la verifica a cavitazione: applicazione a un caso reale nell’Appennino bolognese

L’impianto di sollevamento di Braine, situato nella valle del torrente Setta, è un importante pompaggio intermedio del sistema acquedottistico bolognese che rilancia l’acqua potabilizzata superando un dislivello di circa 390 m. L’impianto è stato oggetto di una manutenzione straordinaria che ha portato alla sostituzione delle pompe dopo circa vent’anni di esercizio senza problemi significativi. Tra le nuove macchine idrauliche, una pompa ha mostrato in breve tempo un deterioramento delle prestazioni tale da richiedere una manutenzione straordinaria. Un danno così rapido su una macchina nuova, installata in un impianto che per due decenni non aveva presentato criticità, rende interessante indagarne l’origine, sia per garantire la continuità di un servizio sia per evitare interventi di manutenzione ripetuti e onerosi. Scopo della tesi è verificare questa ipotesi in assenza di misure dirette sulla pompa, utilizzando i dati di monitoraggio disponibili. Si è proceduto a caratterizzare il funzionamento dell’impianto sulla base delle serie temporali di oltre tre anni dei dati del telecontrollo. La validazione è stata eseguita per livelli successivi con un sistema che distingue i dati mancanti, errati e sospetti. Dall’analisi è emersa una domanda idrica crescente, una storia di interventi di manutenzione e si è ricostruita la logica di rotazione delle pompe. Il carico idraulico disponibile in ingresso a ciascuna pompa (NPSH) è stato stimato costruendo un modello analitico delle perdite di carico che si sviluppano nel circuito di aspirazione. Per la verifica della cavitazione si è svolta un’analisi per scenari; per ciascuno di questi è stata confrontata la curva dell’NPSH disponibile con la curva di margine NPSH, definita secondo la norma ANSI/HI 9.6.1 sulla base dell’NPSH3. L’analisi ha mostrato per tutti gli scenari considerati un margine tra il valore dell’NPSH disponibile e quello richiesto, anche nella condizione più sfavorevole di esercizio.