Roma – “Non è escluso che ci sia stato un colpo d’ariete dovuto a una perturbazione del flusso idrico delle condotte”. A una settimana di distanza dal tragico incidente della Centrale di Bargi, presso la diga di Suviana in cui hanno perso la vita sette tra operai e tecnici, il professor Luigi Natale, docente di Costruzioni Idrauliche presso l’Università di Pavia, ha provato ad avanzare delle ipotesi per cercare di ricostruire quanto è accaduto.
“Benché gli impianti idroelettrici siano da annoverarsi tra le opere più sicure per progetto e per realizzazione – ha detto – non è da escludere da escludere l’accadimento di incidenti talvolta anche molto gravi. Talvolta, le circostanze impongono molto rapide variazioni di deflusso che danno origine alla compressione dell’acqua, che in questo caso non può essere considerata incomprimibile, e alla dilatazione delle condotte in acciaio. Le più frequenti situazioni di moto vario in condotta si hanno per: manovre, involontarie o programmate, di apertura/chiusura di valvole e paratoie; attacco e distacco di pompe; variazione della potenza richiesta alla turbina per modifica della domanda elettrica; moto alternato di pompe a stantuffo; vibrazione di parti delle macchine idrauliche o delle valvole di regolazione; transitori di regolazione delle turbine; instabilità delle parti meccaniche innescate dalla formazione di vortici; variazione di livello nei serbatoi di alimentazione e di scarico degli impianti; formazione di onde nei serbatoi. Nei primi sette casi, poiché le caratteristiche della corrente cambiano in tempi brevissimi. E’ in questi casi che può manifestarsi il colpo d’ariete. Il colpo d’ariete è potenzialmente distruttivo in quanto può provocare l’esplosione o, più frequentemente, l’implosione della condotta e può danneggiare irreversibilmente valvole e macchine idrauliche”.
Molti i casi di incidenti avvenuti in passato.
“Molto citato – spiega Natale – è il caso dell’impianto idroelettrico di Ōigawa Dam (Giappone) dove, nel 1950, la improvvisa chiusura della valvola a farfalla posta alla fine della condotta forzata generò una perturbazione di colpo d’ariete che portò alla rottura della condotta e all’allagamento della sala macchine causando 3 vittime e causò $500 milioni di danni con una perdita 90 GWh di energia. Il Dipartimento del Lavoro statunitense riporta che, il 12 maggio 1984, in un impianto idroelettrico della Utah Power & Light Co si ruppe la condotta forzata in un punto di saldatura a causa di un colpo d’ariete causato dal malfunzionamento della valvola Johnson di regolazione della portata. La portata di circa 85 m3/s fuoriuscita travolse sette veicoli, inondò un edificio e un parcheggio: quattro persone presenti nei veicoli parcheggiati rimasero uccise e una fu ricoverata per gravi ferite. Nel settembre 1985, un colpo d’ariete innescato dalle vibrazioni nella valvola di alimentazione della turbina ruppe la condotta forzata dell’impianto idroelettrico di Oneida sul Bear River, Franklin County, Idaho (USA). L’incidente provocò 5 vittime”. Un altro incidente, che causò danni limitati alla rottura della condotta forzata e nessuna vittima, ha più recentemente – dicembre 1997 – colpito l’impianto di Lapino sul fiume Radunia in Polonia dotato di due gruppi, ciascuno dei quali è formato da 2 turbine Francis accoppiate a un generatore elettrico La potenza dell’impianto è modesta: 2 MW. La rottura si verificò alla base della condotta forzata di più di due metri di diametro che si aprì per la lunghezza di un paio di metri: il manto di acciaio della condotta, spesso 8 mm, cadde al suolo appiattendosi.
2009 incident on Sayan power station 07 Di Mchs.gov.ru, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=144141648
“Uno dei più gravi incidenti che si ricordino – spiega Natale – si è verificato molto recentemente. Nella mattina del 17 agosto 2009 un fenomeno di colpo d’ariete interessò, con esiti catastrofici, l’impianto idroelettrico di Sayano – Shushenskaya realizzato in Khakassia (Russia) sbarrando il fiume Yenisei con una diga ad arco – gravità alta 245m. L’impianto, entrato in attività nel 1978, è il più grande della Russia e il sesto più grande del mondo essendo dotato di 10 turbine Francis da 650 MW ciascuna che forniscono il 10% della energia richiesta dalla Siberia. In quel caso, la sovrapressione di colpo d’ariete fu causata dalla improvvisa chiusura del distributore probabilmente dovuta all’impatto di un detrito trasportato dalla corrente dentro la cassa della turbina (le versioni ufficiali dell’accaduto finora diffuse non sono credibili) al quale forse seguì la automatica e rapida chiusura del regolatore di portata.
La sovrapressione provocò inoltre, l’espulsione dal proprio alloggiamento in calcestruzzo della turbina n. 2 il cui peso complessivo era di circa 900 tonnellate. Il repentino blocco della macchina originò una perturbazione di colpo d’ariete anche nel condotto di scarico della turbina con la conseguente formazione di una depressione al suo interno”.
La sala macchine fu scoperchiata e allagata dall’acqua uscita dalla condotta con il conseguente scoppio di un trasformatore; anche le altre turbine furono danneggiate in differente misura. Le autorità dichiararono la perdita di 76 persone alcune delle quali non furono più ritrovate; i danni ammontarono ad almeno € 250 milioni e la mancata produzione di energia provocò la perdita di produzione di 500 000 tonnellate di alluminio. Sul disastro è reperibile un’abbondante bibliografia. “Infine – conclude Natale – il 27 dicembre 2021, due tecnici molto esperti rimasero uccisi durante le prove di collaudo della condotta forzata di un piccolo impianto in Nepal”.(30Science.com)
