L'abbassamento delle acque sotterranee con la nuova tecnologia del vuoto

GW Kanalabsperrung sta utilizzando nuove tecnologie del vuoto per abbassare il livello delle acque sotterranee. Le pompe per vuoto a lobi Mink di Busch vengono utilizzate in esclusiva nei nuovi sistemi per l'abbassamento delle acque sotterranee della serie GWA. Rispetto ai generatori di vuoto convenzionali, queste pompe offrono vantaggi significativi in quanto a manutenzione, efficienza e affidabilità.
Fig. 1: Il sistema di abbassamento delle acque sotterranee GWA 80/90 con una pompa a lobi Mink MV 0080 C di Busch con controllo della frequenza

GW Kanalabsperrung tiene sempre a disposizione una selezione di questi sistemi nella propria sede tedesca di Wesel e li noleggia alle aziende e agli enti locali che si trovano ad affrontare il problema di abbassare le falde freatiche per poter costruire strutture interrate o posare condutture sotterranee e reti fognarie. GW Kanalabsperrung offre al cliente un servizio personalizzato che va dall'installazione del sistema completo di filtri e tubi flessibili al monitoraggio quotidiano delle funzionalità e del funzionamento. Questo ha consentito a GW Kanalabsperrung di conquistare una base di clienti nell'intera regione della Renania Settentrionale-Vestfalia.

Finora la vendita ha riguardato i sistemi di due diversi produttori. Nel 2015 Gerhard Wagner, Managing Director dell'azienda, ha ideato un nuovo sistema e, dopo molti anni di esperienza con diverse pompe per vuoto, ha deciso di scegliere la tecnologia a lobi Mink di Busch. Nonostante i primi sistemi siano stati consegnati ai clienti già lo scorso anno, GW Kanalabsperrung ha presentato per la prima volta il nuovo sistema a un vasto pubblico di esperti alla Bauma 2016 di Monaco.

Gerhard Wagner aveva iniziato a operare nel campo dell'abbassamento delle acque sotterranee molto prima che l'azienda fosse fondata. Il lavoro con le pompe per vuoto segue fondamentalmente lo stesso principio (fig. 1). Per impedire all'acqua di penetrare in uno scavo o in alternativa per evitare di dover drenare l'acqua da uno scavo si installano tutto intorno delle pompe aspiranti dotate di filtri collocandole a una distanza di uno o due metri l'una dall'altra e a una profondità da sei a sette metri. Il numero di pompe aspiranti, la loro distanza e i filtri utilizzati dipendono dalle condizioni del terreno.


Il principio di funzionamento della tecnologia del vuoto per l'abbassamento delle acque sotterranee: 1 Sistema di abbassamento delle acque sotterranee, 2 Collettore, 3 Scavo, 4 Tubo di aspirazione, 5 Filtro di aspirazione, 6 Acque sotterranee

I diversi tubi di aspirazione sono collegati al sistema di abbassamento delle acque sotterranee tramite un collettore. Il sistema comprende sempre una o due pompe per vuoto, un serbatoio di vuoto, pompe idriche e un sistema di controllo. Quando viene acceso le pompe per vuoto estraggono l'aria dal serbatooio e dall'intera rete di condutture. Il vuoto così creato aspira l'acqua dall'area attorno ai filtri abbassando l'intera falda. L'acqua viene aspirata dal vuoto all'interno del serbatoio. Quando raggiunge il livello prestabilito, la pompa idrica, solitamente centrifuga o a immersione, inizia ad aspirare l'acqua e la riversa nel sistema fognario o in un corso d'acqua attraverso una tubatura.

Quando il livello dell'acqua nel serbatoio scende al minimo la pompa si spegne e il vuoto aspira nuovamente l'acqua della falda e la riversa nel serbatoio di vuoto. Questo processo si ripete ininterrottamente 24 ore su 24 per assicurare il drenaggio dello scavo durante la fase di costruzione e può continuare per settimane o mesi a seconda della durata delle operazioni di scavo.

Le pompe per vuoto ad anello liquido che vengono spesso impiegate per questo processo hanno lo svantaggio di utilizzare l'acqua come fluido operativo. L'acqua viene immessa ininterrottamente nella pompa per mezzo di un sistema di circolazione interno. Durante il processo è fondamentale controllare regolarmente la quantità di acqua per assicurare che la pompa non funzioni a secco e si blocchi. Nonostante il funzionamento a ricircolo, mentre la pompa è in funzione è necessario fornire costantemente acqua fresca al sistema, un'operazione che durante i lavori di scavo può risultare difficoltosa. In ogni caso l'acqua aspirata non deve mai entrare in circolo nel sistema perché, nonostante venga filtrata, spesso trasporta piccole particelle di sabbia abrasive che causerebbero una rapida usura delle pompe. 


Sezione di una pompa per vuoto a lobi a secco senza contatto Mink

In passato per abbassare le acque sotterranee Gerhard Wagner ha utilizzato principalmente le pompe per vuoto rotative a palette lubrificate a olio, che sono particolarmente affidabili, ma richiedono un certo livello di manutenzione. Le pompe per vuoto rotative a palette a secco si sono rivelate del tutto inadatte. Mentre l'olio presente nelle pompe lubrificate crea una pellicola protettiva all'interno della pompa proteggendola dalla corrosione, le pompe a secco rischiano sempre di corrodersi durante i tempi di inattività e di non riuscire più a partire. Le palette possono bloccarsi nel rotore persino dopo una pausa di un solo giorno. All'avvio possono rompersi e causare un danno ancora maggiore all'interno della pompa per vuoto.

Nei suoi nuovi sistemi per l'abbassamento delle acque sotterranee Gerhard Wagner si è affidato alla tecnologia del vuoto a lobi di Busch che ha finora fornito i risultati migliori. Quello che la rende particolarmente interessante per questa applicazione è la richiesta di manutenzione. Non è infatti più necessario controllare la pompa per vuoto quotidianamente, un lavoro che può essere molto costoso in termini sia di tempo che di denaro.

Ad esempio, se un cantiere si ferma dopo che è stato costruito il piano interrato o durante il fine settimana oppure se un dipendente deve recarsi appositamente nel cantiere per verificare se il sistema funziona correttamente. La manutenzione è minima perché le pompe per vuoto a lobi Mink funzionano senza contatto e la compressione non richiede l'uso di olio. Poiché le camere di compressione di queste pompe non contengono fluidi di esercizio quali acqua o olio, si evitano le operazioni di monitoraggio e di manutenzione richieste per tali fluidi. Non si corre quindi il rischio che si verifichi un guasto per mancanza di acqua nella pompa, come accade con le  pompe per vuoto ad anello liquido, o a causa della condensa formata dall'umidità aspirata assieme all'olio all'interno della pompa. Inoltre grazie al metodo di funzionamento senza contatto la pompa non si usura. Non è quindi necessario sostituire i componenti e le parti all'interno della pompa non possono bloccarsi a causa della corrosione. La manutenzione delle pompe per vuoto a lobi Mink si limita alla sostituzione annuale dell'olio della scatola ingranaggi.

I nuovi sistemi per l'abbassamento delle acque sotterranee sviluppati da GW Kanalabsperrung sono disponibili in quattro versioni. Tutte le versioni comprendono un serbatoio di vuoto con un volume di un metro cubo, all'interno del quale è installata in orizzontale una pompa a immersione per acque reflue con una portata di 90 metri cubi all'ora. Le pompe a lobi Mink possono essere scelte in tre dimensioni diverse e con capacità di aspirazione di 80, 100 o 140 metri cubi all'ora a seconda del numero di pompe collegate o della quantità d'acqua che deve essere aspirata. Il sistema Mink con la pompa più piccola e una capacità di aspirazionedi 80 metri cubi all'ora è disponibile anche con comando e controllo della frequenza integrato. È quindi possibile controllarlo in modo da mantenere una capacità di aspirazione o un livello di vuoto costante indipendentemente dal cambiamento delle condizioni operative. Se le condizioni cambiano durante il funzionamento, si ha così il vantaggio che la pompa per vuoto regola automaticamente la velocità di pompaggio. Inoltre la portata può essere impostata individualmente nel luogo di utilizzo durante l'installazione. Il sistema può essere impostato con precisione o regolato in base alle condizioni presenti sul posto oppure può regolarsi automaticamente. Durante la prima prova sul campo Gerhard Wagner ha potuto apprezzare un ulteriore vantaggio della tecnologia del vuoto a lobi di Busch: la pompa per vuoto Mink è molto più efficiente di qualsiasi altra pompa per vuoto meccanica disponibile sul mercato. E la sua efficienza può essere ulteriormente aumentata tramite il controllo della frequenza. I nuovi sistemi GWA per l'abbassamento delle acque sotterranee sono utilizzabili anche per i pozzi profondi sotto vuoto.

Nel corso del processo è possibile applicare al pozzo un vuoto aggiuntivo procedendo dalla superficie verso il basso.
Il vuoto garantisce in particolare un drenaggio più rapido e migliore e stabilizza la nuova superficie nel caso il terreno sia scarsamente permeabile.

Informazioni su GW Kanalabsperrung 
GW Kanalabsperrung, azienda fondata nel 2005, si occupa della vendita e del noleggio di attrezzature per l'interruzione delle reti fognarie quali palloni otturatori, piastre di chiusura, guarnizioni anulari e sistemi che impiegano la tecnologia del vuoto per abbassare il livello delle acque sotterranee.


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