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Roberto Balestra, Ilaria Butera, Riccardo Isola, Marco Lombardi, Nicola Spina

IMPIANTI MINI HYDRO NEI CONDOTTI FOGNARI. Primi risultati per l’installazione di una girante

MINI HYDRO PLANTS IN SEWERAGE COLLECTORS. Early Results about a Water Wheel Installed in a Sewerage Manhole

Il grande interesse che riscuotono negli ultimi anni le fonti di energia rinnovabile ha coinvolto anche il settore dell’idroelettrico, con particolare attenzione al mondo dei piccoli impianti. La tendenza a sviluppare impianti mini micro idroelettrici ha spinto gli Autori ad indagare il settore dei collettori fognari di pianura nei tratti a monte degli impianti di depurazione, caratterizzati da portate relativamente costanti ma con salti di fondo minimi (< 1 m). Un problema fondamentale in queste situazioni è rappresentato dalla girante: difficilmente si trovano sul mercato prodotti adatti a lavorare in presenza di materiale trasportato dalla corrente e con ingombri compatibili con le dimensioni dei pozzetti fognari. In quest’ottica sono stati svolti degli esperimenti per valutare il funzionamento, in presenza di materiale solido, di una ruota a pressione denominata RHPM. L’analisi sperimentale ha considerato sia una ruota RHPM installata nel laboratorio del DIATI del Politecnico di Torino, sia una ruota RHPM installata in un pozzetto di fognatura. Dai test di laboratorio è emerso he la presenza di materiale nella corrente non influenza i rendimenti della RHPM ma è causa di inceppamento della ruota, come confermato dal comportamento della girante installata in sito. Dall’analisi delle modalità d’inceppamento è risultato che è necessaria una grigliatura grossolana a monte della ruota, sono altresì emerse indicazioni per facilitare il transito degli oggetti a valle della ruota con una migliore sagomatura delle chiusure laterali e di fondo. L’installazione e la gestione della ruota in sito ha riscontrato problematiche dovute agli spazi ristretti e alla sicurezza degli operatori; tali aspetti suggeriscono di andare verso la standardizzazione dell’intera installazione, almeno per le nuove realizzazioni in cui il pozzetto viene predisposto per l’impianto già in fase di progettazione.
Parole chiave: Mini-micro hydro, Recupero energetico, Ruote idrauliche, Sistemi fognari.

In the last years renewable energy received a lot of attention and hydropower knows a resurgence with regard to mini-micro installations. The tendency to develop mini micro hydroelectric plants has induced the Authors to investigate the possibility of installing micro hydropower plants in lowland sewerage collectors, characterized by almost uniform discharge values but with minimal bed drops (< 1 m). In these systems, the choice of the turbine represents the main problem: it is very difficult to found out commercial products able to operate in the presence of solid transport and having dimensions compatible with the sewerage manhole sizes. For these reasons different tests have been conducted on a rotary pressure machine, called RHPM, aimed to evaluate its functioning in presence of solid materials in the eddied discharge. The experimental analysis has considered both a RHPM wheel, installed in the DIATI’s laboratory of the Politecnico di Torino, and a RHPM wheel installed in a sewerage manhole. Laboratory tests have showed that the presence of material in the eddied water does not affect RHPM efficiency but it causes the clogging of the wheel, also confirmed by the functioning of the wheel installed in a sewerage network. These results suggest that a primary screening upstream to the wheel is necessary and give some information for better shaping lateral and bed closures in order to facilitate the material transit through the turbine. The site installation has highlighted the difficulties of working in a restricted space and problems concerning the operators safety. These aspects recommend to go toward the standardization of the entire installation, at least for new projects, in which the sewerage network will be designed also to locate a micro hydroelectric plant since the design stage.
Keywords: Mini-Micro Hydro, Energy Recovery, Water Wheels, Sewerage Systems.

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