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L’acqua è una risorsa scarsa e quindi preziosa che deve essere protetta con tutti i mezzi a disposizione. Ciò significa che le perdite nei sistemi di distribuzione dell’acqua potabile devono essere individuate tempestivamente per ridurre al minimo le perdite idriche.
Prova di tenuta prima della messa in servizio delle tubature dell'acqua
Per determinare la tenuta di una nuova condotta prima della sua messa in esercizio, in Germania vige il foglio di lavoro DVGW W 400-2 , pubblicato in una nuova versione nell’agosto del 2022. Il documento definisce standard tecnici e specifiche chiare per il collaudo delle condutture, che garantiscono già un elevato livello di sicurezza operativa per la protezione delle risorse idriche.
Rilevamento automatizzato delle perdite - correlazione
Per le condotte in servizio, il rilevamento automatizzato e permanente delle perdite può essere effettuato utilizzando il principio di correlazione. Si tratta della misurazione della differenza di tempo di transito delle onde sonore nella condotta tramite microfoni a terra. Queste onde sonore sono generate dalla fuoriuscita di acqua a causa delle perdite e “viaggiano” lungo la condotta. L’applicazione di questo principio risulta particolarmente valida con i tubi metallici che conducono bene il suono.
Nei tubi più recenti, realizzati in plastica, il suono si diffonde meno facilmente. Inoltre, questo metodo sta raggiungendo i suoi limiti nella pratica, in quanto le perdite sono più difficili da localizzare a causa dell’aumento del rumore dirompente di fondo. Inoltre, l’uso di microfoni a terra e dei relativi registratori di rumore (correlatori) richiede elevati investimenti iniziali e costi operativi continui che, a seconda del tipo di rete o di condutture e della loro qualità, si ammortizzano solo in tempi relativamente tardivi. Pertanto, questo metodo non sempre consente di individuare le perdite in modo economico.
Rilevamento delle perdite su condutture idriche con gas tracciante
Il metodo del gas tracciante costituisce un’altra opzione relativamente economica per l’individuazione delle perdite. Questo metodo viene utilizzato anche per rilevare le perdite negli impianti di condizionamento dell’aria dei veicoli, ma può essere impiegato anche sulle tubature dell’acqua. In questo caso, il “gas di formazione” o “gas tracciante” viene immesso in una condotta d’acqua in servizio.
Che cos'è il gas tracciante?
Il volume del gas è solitamente composto dal 5% di idrogeno e dal 95% di azoto. Occasionalmente, è presente anche un rapporto di 10/90 o addirittura 20/80; quest’ultimo viene solitamente utilizzato come gas di protezione nella saldatura. Il vantaggio di un contenuto di idrogeno del 5% è che questa miscela non è infiammabile e quindi molto sicura da usare. In passato, l’elio veniva utilizzato come gas vettore al posto dell’azoto. Tuttavia, poiché l’elio è diventato nel frattempo relativamente costoso, si predilige la combinazione di idrogeno e azoto.
Come funziona il processo del gas tracciante?
Il principio di questo processo è lo stesso del rilevamento delle perdite in superficie su gasdotti sotterranei. Grazie alle sue dimensioni molecolari molto ridotte (è la più piccola molecola di gas), l’idrogeno immesso con il gas tracciante raggiunge l’esterno anche attraverso le piccole perdite nella conduttura. Grazie alla sua bassa densità, l’idrogeno è più leggero dell’aria e quindi sale verso l’alto. Al di sopra della tubazione, il gas viene rilevato (pre-localizzazione) con una sonda appropriata (ad esempio sonda a tappeto o a campana) e un rilevatore di gas calibrato per l’idrogeno (ad esempio HUNTER H2).
Nel caso di perdite molto piccole o di condizioni del terreno difficili e delle relative difficoltà di rilevamento, è possibile utilizzare anche una pompa a vuoto mobile per estrarre il gas in superficie con una speciale sonda a campana e immetterlo nel dispositivo di misurazione. Dopo aver rilevato l’idrogeno in superficie, è possibile misurare la concentrazione di gas nel terreno con una sonda fondo foro per localizzare con precisione il punto di dispersione (localizzazione).
Quanto gas tracciante è necessario e dove viene immesso?
La proporzione di gas tracciante dipende dalla temperatura e dalla pressione dell’acqua e va dal due a oltre il dieci per cento del flusso d’acqua. Questa quantità può essere facilmente disciolta nell’acqua e non crea problemi durante il funzionamento del sistema di distribuzione. Anche le dimensioni della perdita giocano un ruolo importante. Maggiore è la perdita, maggiore è la quantità di gas da immettere. Anche se la perdita si trova nel punto più sfavorevole, ad esempio sul fondo del tubo, la miscela di acqua e gas uscirà da quel punto. Tuttavia, se la perdita si trova in un punto più basso rispetto al punto di immissione previsto, è necessario tenere conto dell’altitudine o del percorso della condotta. In questo caso, per l’immissione è necessario scegliere un altro punto, più basso.
I punti di immissione adatti sono generalmente:
- Idranti
- Contatori dell’acqua smontati
Come viene immesso il gas tracciante?
Il gas viene solitamente immesso nel sistema tramite bombole ad alta pressione con appositi riduttori di pressione. Per garantire la quantità di alimentazione desiderata, si raccomanda l’uso di un flussometro, ad esempio il sistema di iniezione TIB 40. In caso di perdite nelle tubature di collegamento dell’abitazione, il gas può essere immesso attraverso il raccordo del contatore dell’acqua, dopo che questo è stato smontato. Il gas tracciante “scorre” nel senso contrario della direzione regolare del flusso dell’acqua fino alla perdita, poiché non avviene alcun prelievo regolare di acqua e l’acqua nel tubo di collegamento dell’abitazione non scorre.
Dopo l’immissione, è necessario attendere un po’ di tempo prima di iniziare la pre-localizzazione con un rilevatore di gas e una sonda, poiché il gas ha bisogno di un certo periodo di tempo per raggiungere la superficie. La quantità di gas tracciante immesso e le dimensioni della perdita, nonché le condizioni e la permeabilità del terreno, influiscono notevolmente su questo aspetto.
Quali sono i vantaggi del gas tracciante?
Il metodo del gas tracciante evita scavi lunghi e costosi che sarebbero altrimenti necessari se non fosse possibile utilizzare metodi acustici come la correlazione o se non fosse possibile utilizzarli in maniera accettabile (ad esempio con tubi di plastica).
Un altro vantaggio di questa procedura è il suo utilizzo su tubi dell’acqua nascosti nell’area di installazione (ad esempio, dietro l’intonaco). Non è possibile verificare la presenza di perdite nei tubi con metodi acustici. Lo stesso rilevatore di gas già utilizzato per il rilevamento di perdite fuori terra può essere utilizzato anche per questo caso. A tal fine, è sufficiente sostituire la sonda e montare un collo d’oca sul dispositivo mediante un attacco rapido.
Grazie alle sue piccole dimensioni molecolari, l’idrogeno contenuto nel gas tracciante penetra anche nelle pareti di mattoni e nell’intonaco. Ciò consente di rilevare spesso le perdite che altrimenti sarebbero difficili da individuare.
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