Stazioni di Sollevamento

Descrizione

Le stazioni di sollevamento sono composte da pompe (elettropompe), quadro elettrico di controllo, sistema di controllo in remoto, sensori di livello, tubi, valvole e un volume di accumulo.
Normalmente le acque reflue vengono scaricate dalle utenze (abitazioni civili, commerciali e istallazioni industriali) a gravità. Dove non è possibile raggiungere la pubblica fognatura o il corpo recettore con un condotto a pelo libero è richiesto l’utilizzo di pompe per le acque reflue e quindi di una stazione di sollevamento. Esistono diverse tipologie di pompe: per esempio sommerse o autoadescanti connesse con il serbatoio di accumulo.
Le stazioni di sollevamento sono utilizzate per pompare i reflui da un livello inferiore ad uno superiore, in particolare quando il livello dello scarico non è sufficiente a raggiungere la fognatura a gravità o quando la realizzazione di una canalizzazione a pelo libero comporterebbe notevoli scavi e quindi alti costi di costruzione.
La strumentazione e le pompe sono normalmente installate in vasche chiuse.
La tipologia più impiegata per le acque è quella delle pompe centrifughe. La configurazione a doppia pompa è consigliabile e sicuramente migliore rispetto a quella singola: il malfunzionamento di una delle due pompe non rappresenta l’interruzione della funzionalità dell’opera e permette una maggiore flessibilità per i tempi e le operazioni di manutenzione e ripristino.
Tra le pompe utilizzate per le acque reflue, le più diffuse sono quelle a girante monocanale, bicanale, a girante aperta (vortex) e con rototrituratore (grinder) a seconda delle caratteristiche del refluo da movimentare e delle prestazioni richieste.
Stazioni di sollevamento di piccole dimensioni sono impiegate anche per l’allontanamento delle portate meteoriche nei seminterrati e nei piani interrati di case ed edifici commerciali (parcheggi, magazzini, ecc.).
Le pompe monocanale o bicanale sono adatte alla movimentazione di reflui pre-trattati: infatti i solidi presenti nel refluo non vengono modificati (in dimensione) ma devono comunque essere di entità tale da non occludere la girante della pompa.
Le pompe rototrituratrici invece riducono le dimensioni delle particelle solide e possono trattare anche acque grezze: questo però richiede, a parità di prestazioni, potenze maggiori.
Le pompe possono essere sommergibili oppure installate in camere separate connesse con il volume di accumulo dei reflui, a seconda dei vari modelli: per alcuni sono possibili entrambe le installazioni ed che presentano vantaggi e svantaggi.
Esistono moltissime tipologie di pompe in commercio che si differenziano per materiali, tecnologia, dimensioni, numero di accensioni massimo per ora, temperature di esercizio, dimensioni massime dei solidi che possono essere movimentati, ecc.
Un altro componente fondamentale sono le valvole che possono essere di diversi tipo: valvola di ritegno o di non ritorno, valvole a sfera, valvole a saracinesca, ecc.
Gran parte delle pompe sono elettriche e quindi necessitano di alimentazione e di quadri di controllo.
Le stazioni di sollevamento possono essere dotate di allarmi acustici, ottici o remoti che inviano informazioni al personale per eventuali problemi o arresti delle pompe.
Le stazioni sono dotate di bacini di accumulo a seconda delle esigenze, per questo motivo è importante considerare il problema degli odori predisponendo sfiati, meglio se collegati alle colonne di ventilazione degli edifici.
Un adeguato sistema di ventilazione è utile anche per ovviare a problemi di schiacciamento della vasche connessi al funzionamento delle pompe.
Per una corretta progettazione vanno individuate le portate in ingresso e le portate in uscita fornite dalle pompe.

La portata in uscita è stabilita incrociando la curva di impianto con la curva caratteristica della pompa.
La curva caratteristica è specifica per ogni modello e fornita dal produttore con le schede tecniche.
La curva di impianto invece è la somma tra il dislivello geodetico (carico statico) e le perdite di carico (che dipendono dalla velocità) generalmente descritta con l’equazione:

H = Hg + Hf

dove:
H è il carico totale richiesto (in metri)
Hg è il carico statico o dislivello geodetico (in metri)
Hf sono le perdite di carico (in metri)

Il dislivello geodetico è la differenza di quota del pelo libero in arrivo e in partenza
La perdita di carico è dovuta agli attriti del moto e dipende principalmente dalla lunghezza della condotta, dal tipo di materiale e di valvole utilizzate, da numero e dal tipo di curve, ecc.
Si dividono in perdite di carico distribuite e concentrate e dipendono entrambe dalla velocità del fluido e quindi dalla portata.

Hf = sum( ji(V;D;m) Li) + sum(Vi;fi)

dove.
j è il coefficiente delle perdite di carico distribuite;
V è la velocità media che dipende dalla portata;
D è il diametro della condotta;
m rappresenta il tipo di materiale della condotta;
L è la lunghezza della condotta
f è il coefficiente di perdita di carico locale per ogni singolo elemento i.

Uno dei parametri di dimensionamento più importanti è il volume netto necessario tra il minimo e il massimo livello di funzionamento.
Il tempo minimo tra gli avviamenti consecutivi di pompa deve essere specificato dal costruttore nella scheda tecnica e controllato in fase progettuale.
Per valutare il volume totale deve essere considerato il volume minimo (livello minimo), il volume di lavoro (tra i livelli di funzionamento) e il volume di stoccaggio di emergenza (allarme).
Le stazioni di sollevamento sono spesso dotate di una griglia per fermare i materiali grossolani o, in alternativa, di trattamento primario come una fossa settica. Quest’ultima è sicuramente di più semplice applicazione per soluzioni di piccole dimensioni.
Il funzionamento e la manutenzione deve essere effettuato da personale qualificato e le connessioni elettriche devono essere realizzate da elettricisti professionisti.

Le normative Europee più importanti per le stazioni di sollevamento sono:

UNI EN 12050-1 – Impianti di sollevamento delle acque reflue per edifici e cantieri – Principi per costruzione e prove – Impianti di sollevamento per acque reflue contenenti materiale fecale;
UNI EN 12050-2 – Impianti di sollevamento delle acque reflue per edifici e cantieri – Principi per costruzione e prove – Impianti di sollevamento per acque reflue prive di materiale fecale;
UNI EN 12050-3 – Impianti di sollevamento delle acque reflue per edifici e cantieri – Parte 3: Impianti di sollevamento per acque reflue per applicazioni limitate
UNI EN 12050-4 – Impianti di sollevamento delle acque reflue per edifici e cantieri – Parte 4: Valvole di non-ritorno per acque reflue prive di materiale fecale e per acque reflue contenenti materiale fecale

Per le stazioni di sollevamento è richiesta una Dichiarazione di Prestazione (DoP – Decalration of Performance) come previsto dal regolamento UE. 305/2011.
L’impiego di stazioni di sollevamento in piccoli impianti civili o domestici richiede particolare attenzione agli scarichi: per proteggere le pompe e il corretto funzionamento dell’impianto bisogna prestare maggiore attenzione che non vengano scaricati materiali solidi che le possano danneggiare.
Una quantità eccessiva di carta igienica, di prodotti sanitari, di materiale fibroso o di solidi grossolani come plastica, stracci, ecc. può provocare arresti o malfunzionamenti del sistema.
I solidi possono danneggiare anche la girante delle pompe, per questo è richiesta una manutenzione periodica per la pulizia del fondo delle vasche.
Le stazioni di sollevamento hanno bisogno di un volume di accumulo. Quando l’acqua entra nella vasca il volume sale e il livello cresce fino ad innescare l’accensione di una o più pompe tramite i sensori di livello. I sensori di innesco, spegnimento e allarme sono normalmente a galleggiante; in alcuni casi sono anche utilizzati sensori di livello a pressione oppure ad ultrasuoni.
La corretta installazione richiede l’ausilio di in sistema di installazione fissa (piede d’accoppiamento o dispositivo di accoppiamento rapido) con le relative guide e catene per agevolare la rimozione e manutenzione delle pompe come peraltro stabilito anche dalle norme UNI EN.
Le vasche che utilizzate per le stazioni di sollevamento sono solitamente interrate e possono essere di diversi materiali: calcestruzzo, polietilene, polipropilene, vetroresina.
La scelta della forma e del materiale dipende principalmente dalle esigenze progettuali come le condizioni di posa, la profondità, il livello dell’acqua di falda il peso, ecc.