Progetto di un acquedotto esterno

D

1g

ܻ ൌ ͳ͹ͷ͹ǤͲ͵͸ כ ͲǤͲͳͲͳ ൌ ͳ͹Ǥͺʹሾ݉ሿ

ଵ௦

ܻ ൌ ͳ͹ͷ͹ǤͲ͵͸ כ ͲǤͲͲͶ͵ ൌ ͹Ǥͷͷሾ݉ሿ

ଶ௦ Per :

D

2g

ܻ ൌ ͳͳͲͶǤʹ͸͹ כ ͲǤͲͳͲͳ ൌ ͳͳǤʹͲሾ݉ሿ

ଷ௦

ܻ ൌ ͳͳͲͶǤʹ͸͹ כ ͲǤͲͲͶ͵ ൌ ͶǤ͹ͷሾ݉ሿ

ସ௦ Per :

D

3g ͻǤͳͻሾ݉ሿ

ܻ ൌ ͻͲ͸Ǥ͵͵ כ ͲǤͲͳͲͳ ൌ

ହ௦

ܻ ൌ ͻͲ͸Ǥ͵͵ כ ͲǤͲͲͶ͵ ൌ ͵ǤͻͲሾ݉ሿ

଺௦

D D L J Y

s s

g s s

[mm] [mm] [m] [m/m] [m]

125 1757.036 0.0101 17.82

D

1g

=100 150 1757.036 0.0043 7.55

125 1104.267 0.0101 11.20

D

2g

=125 150 1104.267 0.0043 4.75

125 906.33 0.0101 9.19

D

3g

=150 150 906.33 0.0043 3.90

Tabella 4 Perdite di carico Ys tratto a sollevamento

A questo punto è possibile determinare la prevalenza manometrica nell’impianto di

sollevamento.

- Determinazione della prevalenza manometrica H :

m

ࡴ ൌ ࡴ ൅ ࢅ ൅ ࢅ

࢓ ࢍ ࢍ ࢙

Con Hg, prevalenza geodetica pari a 39 metri.

Per = 100

D

1g ͻ͹Ǥͳͳሾ݉ሿ

ͶͲǤʹͺ ൅ ͵ͻ ൅ ͳ͹Ǥͺʹ ൌ

ͶͲǤʹͺ ൅ ͵ͻ ൅ ͹Ǥͷͷ ൌ ͺ͸Ǥͺ͵ሾ݉ሿ

Per = 125

D

2g ͹ͲǤͻሾ݉ሿ

ʹͲǤ͹ ൅ ͵ͻ ൅ ͳͳǤʹͲ ൌ

ʹͲǤ͹ ൅ ͵ͻ ൅ ͶǤ͹ͷ ൌ ͸ͶǤͶͷሾ݉ሿ

Per = 150

D

3g ͷ͹Ǥͺͳሾ݉ሿ

ͻǤ͸ʹ ൅ ͵ͻ ൅ ͻǤͳͻ ൌ

ͻǤ͸ʹ ൅ ͵ͻ ൅ ͵ǤͻͲ ൌ ͷʹǤͷʹሾ݉ሿ

D D Y H Y H

g s g g s m

[mm] [mm] [m] [m] [m]

ͻ͹Ǥͳͳ

125 17.82

D =100 40.28 39

1g ͺ͸Ǥͺ͵

150 7.55 ͹ͲǤͻ

125 11.20

D =125 20.7 39

2g ͸ͶǤͶͷ

150 4.75 ͷ͹Ǥͺͳ

125 9.19

D =150 9.62 39

3g ͷʹǤͷʹ

150 3.90

Tabella 5 Determinazione della prevalenza manometrica Hm

2.3 Criterio economico

L’equazione economica alla quale ci si riferisce per effettuare un’analisi dei costi dell’intero

schema misto è la seguente: ݎ ή ܥ ൅ ܥ ൌ ݉݅݊݅݉݋

ଵ ଶ

C è il costo necessario per la costruzione dell’impianto. Nel caso di opera pubblica vanno

· 1

desunti dal prezzario della Regione per la quale si effettua il progetto (sono presenti anche

incidenze relative alla sicurezza). Nel caso di opera privata è possibile consultare il catalogo

al quale ci si riferisce.

C è il costo energetico della gruppo motore-pompa relativo al tratto a sollevamento.

· 2

r rappresenta il tasso di ammortamento annuo e serve per omogeneizzare i costi. Si valuta

· mediante la seguente espressione: ௡

ሺͳ

݅ ή ൅ ݅ሻ

ݎ ൌ ሺͳ ௡ െ ͳ

൅ ݅ሻ

i è il tasso medio di interesse pratico dello Stato in un preciso momento storico. Attualmente

· si aggira intorno al 2%.

n è la vita utile dell’opera. Si assume pari a 50 anni.

·

Il valore di r risulta dunque: ݎ ൌ ͵ǤͳͺΨ

La condotta acquedottistica in esame è formata da due tratti, uno a gravità e l’altro a

sollevamento.

Per tale motivo, l’equazione economica può essere riscritta in maniera più dettagliata:

ݎ ή ܥ ൅ ݎ ή ܥ ൅ ܥ ൌ ݉݅݊݅݉݋

௚ ௦ ௘௡

Si nota come il precedente termine C è stato sdoppiato in funzione del tratto considerato. Il

1

termine C è l’analogo di C .

en 2

Volendo focalizzare l’attenzione esclusivamente occorre valutare solo il valore

sul tratto a gravità

di C .

g ࡯ ൌ ࢻ൫ࡰ ൯ ή ࡸ

ࢍ ࢏ࢍ ࢋࢌࢌǤ

α(D ) è il costo unitario del tubo [€/m] già valutato precedentemente

· ig

Diametro di 100 mm 29.85 [€/m]

Diametro di 125 mm 36.45[€/m]

Diametro di 150 mm 52.65 [€/m]

. L . è l’effettiva lunghezza del tratto a gravità (ovviamente in tale fase deve valutarsi per

· eff

ciascuno dei diametri D ).

ig

Si ottengono i seguenti valori: Per D = 100

1g

ܥ ൌ ʹͻǤͺͷሾ̀Ȁ݉ሿ ή ͳ͵ͺͺሾ݉ሿ ൌ ͶͳͶ͵ʹሾ̀ሿ

ଵ௚ Per = 125

2g

ܥ ൌ ͵͸ǤͶͷሾ̀Ȁ݉ሿ ή ʹͲͶͳሾ݉ሿ ൌ ͹Ͷ͵ͻͶሾ̀ሿ

ଶ௚ Per D = 150

3g

ܥ ൌ ͷʹǤ͸ͷሾ̀Ȁ݉ሿ ή ʹʹ͵ͻሾ݉ሿ ൌ ͳͳ͹ͺͺ͵ሾ̀ሿ

ଷ௚

I valori di r · C risultano:

· ig ݎ ή ܥ ൌ ͵ǤͳͺሾΨሿ ή ͶͳͶ͵ʹሾ̀ሿ ൌ ͳ͵ͳ͹Ǥͷ͵ሾ̀ሿ

ଵ௚

ݎ ή ܥ ൌ ͵ǤͳͺሾΨሿ ή ͹Ͷ͵ͻͶሾ̀ሿ ൌ ʹ͵͸͸Ǥ͹ʹሾ̀ሿ

ଶ௚ ͵͹ͷͲǤ͸͹ሾ̀ሿ

ݎ ή ܥ ൌ ͵ǤͳͺሾΨሿ ή ͳͳ͹ͺͺ͵ሾ̀ሿ ൌ

ଷ௚

D L (D ) C r rC

α

g eff. g g g

[mm] [m] [€/m] [%]

[€] [€]

100 1388 29.85 41432 1318

3.18

125 2041 36.45 74394 2367

150 2239 52.65 117883 3751

Tabella 6 Analisi dei costi tratto a gravità

A questo punto è possibile focalizzare l’attenzione sul tratto a sollevamento:

ሻ ή ܮ

ܥ ൌ ߙሺܦ ௘௙௙Ǥ

௦ ௜௦

α(D ) è il costo unitario dell’impianto [€/m] già valutato precedentemente

· is

Diametro di 125 mm – 36.45[€/m]

Diametro di 150 mm– 52.65 [€/m]

L . è l’effettiva lunghezza del tratto a sollevamento (ovviamente in tale fase deve valutarsi

· eff

per ciascuno dei diametri D ).

is

Si ottengono i seguenti valori: D = 100

1g

ܥ ൌ ͵͸ǤͶͷሾ̀Ȁ݉ሿ ή ͳ͹ͷ͹ ൌ ͸ͶͲͶ͵ሾ̀ሿ

ଵ௦

ܥ ൌ ͷʹǤ͸ͷሾ̀Ȁ݉ሿ ή ͳ͹ͷ͹ ൌ ͻʹͷͲ͸ሾ̀ሿ

ଶ௦ D = 125

2g ͶͲʹͶͳሾ̀ሿ

ܥ ൌ ͵͸ǤͶͷሾ̀Ȁ݉ሿ ή ͳͳͲͶ ൌ

ଵ௦

ܥ ൌ ͷʹǤ͸ͷሾ̀Ȁ݉ሿ ή ͳͳͲͶ ൌ ͷͺͳʹ͸ሾ̀ሿ

ଶ௦ perD = 150

3g

ܥ ൌ ͵͸ǤͶͷሾ̀Ȁ݉ሿ ή ͻͲ͸ ൌ ͵͵ͲʹͶሾ̀ሿ

ଵ௦

ܥ ൌ ͷʹǤ͸ͷሾ̀Ȁ݉ሿ ή ͻͲ͸ ൌ Ͷ͹͹Ͳͳሾ̀ሿ

ଶ௦

Quindi i valori di r · C risultano:

· is perD 100

1g = ൌ ʹͲ͵ͺሾ̀ሿ

ݎ ή ܥ ൌ ͵ǤͳͺሾΨሿ ή ͸ͶͲͶ͵ሾ̀ሿ

ଵ௦

ݎ ή ܥ ൌ ͵ǤͳͺሾΨሿ ή ͻʹͷͲ͸ሾ̀ሿ ൌ ʹͻͶͶሾ̀ሿ

ଶ௦ perD 125

2g =

ͶͲʹͶͳሾ̀ሿ ൌ ͳʹͺͳሾ̀ሿ

ݎ ή ܥ ൌ ͵ǤͳͺሾΨሿ ή

ଵ௦

ݎ ή ܥ ൌ ͵ǤͳͺሾΨሿ ή ͷͺͳʹ͸ሾ̀ሿ ൌ ͳͺͷͲሾ̀ሿ

ଶ௦ perD 150

3g=

ݎ ή ܥ ൌ ͵ǤͳͺሾΨሿ ή ͵͵ͲʹͶሾ̀ሿ ൌ ͳͲͷͳሾ̀ሿ

ଵ௦

ݎ ή ܥ ൌ ͵ǤͳͺሾΨሿ ή Ͷ͹͹Ͳͳሾ̀ሿ ൌ ͳͷͳͺሾ̀ሿ

ଶ௦

D D L ) r C rC

α(D

s eff. s s s

g

[mm] [mm] [m] [%]

[€/m] [€] [€]

125 1757 36.45 64043 2038

100 150 1757 52.65 92506 2944

125 1104 36.45 40241 1281

3.18

125 150 1104 52.65 58126 1850

125 906 36.45 33024 1051

150 150 906 52.65 47701 1518

Tabella 7 Analisi dei costri tratto a sollevamento

A questo punto è possibile valutare la potenza P del gruppo motore-pompa mediante la seguente

espressione: ࢽ ή ࡽ ή ࡴ ࢓

ࡼሾ࢑ࢃሿ ൌ ࣁ

ߛ 3

- è il peso specifico dell’acqua pari a 9.81 kN/m ;

- Q= 0.0120 (portata media);

- H è la prevalenza manometrica;

m

ߟ

- è il rendimento della macchina ipotizzato pari al 70%.

Per D :

1g

ͻǤͺͳ ή ͲǤͲͳʹͲ ή ͻ͹Ǥͳ ൌ ͳ͸Ǥ͵ͺܹ݇

ܲ ൌ

ଵ௦ ͲǤ͹Ͳ

ͻǤͺͳ ή ͲǤͲͳʹͲ ή ͺ͸ǤͺͶ

ܲ ൌ ൌ ͳͶǤ͸ͷܹ݇

ଶ௦ ͲǤ͹Ͳ

Per D :

2g

ͻǤͺͳ ή ͲǤͲͳʹͲ ή ͹ͲǤͻͳ

ܲ ൌ ൌ ͳͳǤͻ͸ܹ݇

ଵ௦ ͲǤ͹Ͳ

ͻǤͺͳ ή ͲǤͲͳʹͲ ή ͸ͶǤͶͷ

ܲ ൌ ൌ ͳͲǤͺ͹ܹ݇

ଶ௦ ͲǤ͹Ͳ

Per D :

3g

ͷ͹Ǥͺʹ

ͻǤͺͳ ή ͲǤͲͳʹͲ ή

ܲ ൌ ൌ ͻǤ͹ͷܹ݇

ଵ௦ ͲǤ͹Ͳ

ͻǤͺͳ ή ͲǤͲͳʹͲ ή ͷʹǤͷʹ

ܲ ൌ ൌ ͺǤͺ͸ܹ݇

ଶ௦ ͲǤ͹Ͳ

D D Hp. Q H P

η

g s m

3

[mm] [mm] [m /s] [m] [kW]

125 97.11 16.38

100 150 86.84 14.65

125 0.7 70.91 11.96

0.012

125 037

150 64.45 10.87

125 57.82 9.75

150 150 52.52 8.86

Tabella 8 Valutazione della potenza P del gruppo motore-pompa

A questo punto è possibile determinare il termine C tramite la seguente espressione:

en

࡯ ൌ ࡼ ή ࢔ ή ࡯

ࢋ࢔ ࢑ࢃࢎ

- P è la potenza del gruppo motore-pompa precedentemente definito;

- n è il n° di ore di funzionamento all’anno; l’impianto è tele controllato e funziona sempre

senza presidio per 24h al giorno;

- C è il costo espresso in kWh; si fissa pari a 0.13 €/kWh.

kWh

Si ottengono i seguenti valori: per D :

1g

ͳ͸Ǥ͵ͺ ή ͺ͹͸Ͳ ή ͲǤͳ͵ ൌ ͳͺ͸ͷͷ̀

ܥ ൌ

௘௡ଵ௦

ܥ ൌ ͳͶǤ͸ͷ ή ͺ͹͸Ͳ ή ͲǤͳ͵ ൌ ͳ͸͸ͺʹ̀

௘௡ଶ௦ Per D :

2g

ܥ ൌ ͳͳǤͻ͸ ή ͺ͹͸Ͳ ή ͲǤͳ͵ ൌ ͳ͵͸ʹʹ̀

௘௡ଵ௦

ܥ ൌ ͳͲǤͺ͹ ή ͺ͹͸Ͳ ή ͲǤͳ͵ ൌ ͳʹ͵ͺͳ̀

௘௡ଶ௦ Per D :

3g

ή ͺ͹͸Ͳ ή ͲǤͳ͵ ൌ ͳͳͳͲ͹̀

ܥ ൌ ͻǤ͹ͷ

௘௡ଵ௦

ܥ ൌ ͺǤͺ͸ ή ͺ͹͸Ͳ ή ͲǤͳ͵ ൌ ͳͲͲͺͻ̀

௘௡ଶ௦

TAB. 9 : VALUTAZIONE DEL COSTO ENERGIA MOTORE-POMPA

D D P n C C

g s kwh en

[mm] [mm] [kW] [n° ore/anno] [€/kwh] [€]

125 16.38 18655

8760 0.13

100 150 14.65 16682

125 11.96 13622

125 150 10.87 12381

125 9.75 11107

150 150 8.86 10089

Dalla precedente espressione economica è possibile valutare il costo totale C :

tot

࢘ ή ࡯ ൅ ࢘ ή ࡯ ൅ ࡯ ൌ ࡯

ࢍ ࢙ ࢋ࢔ ࢚࢕࢚

Per D :

1g

ܥ ൌ ͳ͵ͳ͹Ǥͷ͵ ൅ ʹͲ͵ͺ ൅ ͳͺ͸ͷͷ ൌ ʹʹͲͳͳ̀

௧௢௧ଵ௦

ܥ ൌ ͳ͵ͳ͹Ǥͷ͵ ൅ ʹͻͶͶ ൅ ͳ͸͸ͺʹ ൌ ʹͲͻͶͶ̀

௧௢௧ଶ௦ Per D :

2g

ܥ ൌ ʹ͵͸͸Ǥ͹ʹ ൅ ͳʹͺͳ ൅ ͳ͵͸ʹʹ ൌ ͳ͹ʹ͹Ͳ̀

௧௢௧ଵ௦

ܥ ൌ ʹ͵͸͸Ǥ͹ʹ ൅ ͳͺͷͲ ൅ ͳʹ͵ͺͳ ൌ ͳ͸ͷͻͻ̀

௧௢௧ଶ௦ Per D :

3g ͳͷͻͲͻ̀

ܥ ൌ ͵͹ͷͲǤ͸͹ ൅ ͳͲͷͳ ൅ ͳͳͳͲ͹ ൌ

௧௢௧ଵ௦

ܥ ൌ ͵͹ͷͲǤ͸͹ ൅ ͳͷͳͺ ൅ ͳͲͲͺͻ ൌ ͳͷ͵ͷͻ̀

௧௢௧ଶ௦

D D rC rC C C

g s g s en tot

[mm] [€] [€] [€] [€]

[mm] 125 2038 18655 22011

100 1318

150 2944 16682 20944

125 1281 13622 17270

125 2367

150 1850 12381 16599

125 1051 11107 15909

150 3751

150 1518 10089 15359

Tabella 10 Valutazione del costo totale motore-pompa

2.4 Scelta dei diametri della condotta

Si effettua la scelta dei diametri delle tubazioni tenendo presente che si è ipotizzato il

funzionamento dell&rsquo