IMPIANTO IDROELETTRICO SUL NAVIGLIO DI BRA - CANALE DELL'URBANETTO IN COMUNE DI FOSSANO ISTANZA DI CONCESSIONE IN SANATORIA

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1 COMUNE DI FOSSANO Centro Verde s.r.l. Corso Italia Bolzano (BZ) PROVINCIA DI CUNEO IMPIANTO IDROELETTRICO SUL NAVIGLIO DI BRA - CANALE DELL'URBANETTO IN COMUNE DI FOSSANO ISTANZA DI CONCESSIONE IN SANATORIA Fase di verifica dell'impatto ambientale L.R. 40 del e s.m.i. A1 RELAZIONE ILLUSTRATIVA PER LA SOCIETA' IL TECNICO ING. A. SELLERI CUNEO, ottobre 2016 Pianificazione e gestione della risorsa ACQUA Progettazione idraulica Via Raffaello, 1 - Cuneo Tel Fax studio@ pantidro.it

2 Indice 1.INTRODUZIONE DESCRIZIONE DELL'IMPIANTO Vasca di carico e sgrigliatore Condotte forzate Canale di by-pass Gruppo turbina-generatore Cabina di centrale Scarico IDROLOGIA DMV CARATTERISTICHE IDROELETTRICHE DELL'IMPIANTO E STIMA DELLA PRODUZIONE Potenza e produzione

3 1. INTRODUZIONE Nel 1994 la Società Centroverde Energia s.r.l., in seguito diventata Centro Verde snc, quindi Centro Verde srl, presentò al Ministero dei Lavori Pubblici, per il tramite del Provveditorato Regionale alle Opere Pubbliche per il Piemonte - Ufficio Operativo di Cuneo, istanza di concessione in sanatoria per derivazione d'acqua dal Naviglio di Bra - Canale dell'urbanetto in Comune di Fossano a scopo di produzione di energia elettrica. La centrale, all'epoca in cui fu presentata l'istanza, era già esistente e funzionante da circa un anno. L'istanza presentava le seguenti caratteristiche principali: Portata massima l/s Portata media l/s Salto 18 metri Potenza nominale 327 kw La domanda era stata presentata al Ministero dei Lavori Pubblici in quanto innestata su una grande derivazione a scopo irriguo intestata alla Coutenza Canali ex Demaniali della Pianura Cuneese. In data 22 giugno 1994 si svolse la visita locale di istruttoria. Per effetto delle modifiche normative intervenute nel corso degli anni, la competenza per il rilascio della concessione è nel frattempo passata alla Provincia di Cuneo. Nel 2003 il Settore Risorse Idriche ed Energetiche della Provincia di Cuneo ha rilasciato il nulla osta per la cessione della titolarità dalla Centroverde Energia s.r.l. alla subentrante Centro Verde snc. Attualmente l'istanza di concessione è ancora in fase istruttoria. 2. DESCRIZIONE DELL'IMPIANTO L'impianto utilizza le acque del Canale Urbanetto, un canale scolmatore del Naviglio di Bra che scorre all'interno dell'abitato di Fossano e recapita le acque non utilizzate a scopo irriguo dalla Coutenza nel Fiume Stura. In relazione al cospicuo dislivello esistente tra il punto in cui ha inizio il canale ed il fiume, sono state realizzate già dai secoli passati numerose utenze per forza motrice, che alimentavano gli opifici presenti in città. Alcuni di questi salti vennero conglobati nell'impianto della Centroverde Energia, con realizzazione di un unico 3

4 impianto idroelettrico che sfrutta l'intero dislivello disponibile. L'impianti si compone di: vasca di carico e sgrigliatore doppia condotta forzata canale di by-pass gruppo turbina-generatore cabina di centrale scarico 2.1 Vasca di carico e sgrigliatore L'opera di presa è stata realizzata in prospicienza di alcuni edifici a carattere residenziale. L'acqua, in arrivo dal canale a monte, perviene alla vasca di carico, delimitata sul lato lungo sinistro da uno scolmatore che recapita l'acqua in eccesso al canale di by-pass. Una minima quantità d'acqua viene sempre immessa nel canale per lo smaltimento dello sgrigliato. Foto 1: vasca di carico - vista verso monte Lo sgrigliatore è a pettine, con funzionamento automatico a doppia regolazione, in base al tempo ed asservito ad un sensore differenziale del livello a monte e a valle della griglia che rileva eventuali intasamenti. 4

5 Foto 2: sgrigliatore Immediatamente prima dello sgrigliatore è presente una paratoia di sezionamento impianto che entra in funzione in caso di fermo macchina. In tal caso l'intera portata viene sfiorata tramite lo scolmatore e transita nel canale di by-pass. La vasca è anche dotata di una paratoia di scarico di fondo per le pulizie periodiche. Verifica dello scolmatore Lo scolmatore ha uno sviluppo complessivo pari a 22 metri. Ipotizzando uno stramazzo in parete grossa e utilizzando la formula della foronomia a luce libera: Q = μ L H (2 g h) con coefficiente μ = 0,385 La portata di piena comporta un'altezza sullo stramazzo pari a 29 cm, compatibile con le dimensioni della luce. Verifica del by-pass Il tratto più stretto del canale, che vincola la portata massima esitabile dal by-pass 5

6 nel suo complesso, è quello che connette il canale scolmatore con l'imbocco del tunnel. In tale tratto la condotta ha un diametro minimo di mm all'imbocco e massimo di mm allo sbocco, e presenta un dislivello di 3,5 m su uno sviluppo di 11,5 m, con una pendenza del 30%. Considerando per questo tratto un funzionamento in pressione, ed un efflusso a luce libera al punto terminale, si determina la portata massima applicando la formula di Colebrook per tubi fortemente scabri, ottenendo Qmax = 22 m³/s. Foto 3: paratoie di sezionamento impianto e di scarico 2.2 Condotte forzate Dal bacino di carico partono due condotte forzate in polietilene di diametro 800 mm PN 3,2. Le tubazioni hanno una lunghezza di 240 metri e sono completamente interrate. La posa è stata effettuata su un letto di sabbia compattato, ed un analogo spessore di circa 25 cm di sabbia è stato posto a protezione delle condotte su tutta la circonferenza. 2.3 Canale di by-pass Il canale è costituito da un tunnel in cemento armato, completamente interrato. Nel tratto iniziale sottopassa le condotte passando da lato sinistro a lato destro. 6

7 2.4 Gruppo turbina-generatore I macchinari sono stati recentemente sostituiti. In precedenza erano state installate due macchine Francis, ciascuna connnessa ad una delle due condotte. Anche in considerazione delle problematiche legate al rumore prodotto (la centrale è ubicata nelle immediate vicinanze di un palazzo residenziale, costruito dopo la realizzazione dell'impianto) si è deciso di sostituire i due gruppi con uno solo, mediante riunificazione delle due condotte e creazione di un vano insonorizzato che ospita la turbina Francis ad asse verticale. Foto 4: il gruppo turbina (Francis ad asse verticale) 7

8 Foto 5: condotta e valvola di macchina 2.5 Cabina di centrale Il vano di centrale presenta in pianta forma trapezia; originariamente ospitava le due macchine, ora è utilizzato per i quadri e contiene il raccordo delle due condotte. Da esso si accede al generatore (ospitato in uno scomparto a parte) ed al vano inferiore, alto tre metri, dove è presente la turbina. Dall'esterno si accede ai locali sovrastanti, che ospitano il trasformatore e la cabina ENEL con i contatori. Il raccordo, per consentire l'ingresso assiale dell'acqua in turbina, è stato conformato con curvatura orizzontale a 90 e doppia curva verticale a 45 a S. Un consistente blocco di ancoraggio in calcestruzzo armato consente di assorbire le spinte locali dovute al cambio di direzione del flusso idrico in condotta. 8

9 2.6 Scarico Lo scarico è un canale a pelo libero completamente interrato che passa sotto alla strada comunale e recapita le acque in un canale in terreno naturale, a cielo aperto. A suo tempo è stato verificato che attraverso il canale di scarico è possibile smaltire fino a 6 m³/s di portata. 3. IDROLOGIA L'impianto idroelettrico è alimentato dalle acque del Naviglio di Bra mediante il Canale Urbanetto. Il Naviglio di Bra utilizza le acque derivate dal torrente Mellea, dal Fiume Stura di Demonte e da alcuni fontanili. Il Canale Mellea, derivatore in sponda destra del torrente omonimo, è praticato da tempo antico, appartenne per un lungo periodo al Regio Demanio e poi fu amministrato dal Ministero delle Finanze fino a quando, per effetto della Legge 984/1977, fu trasferito alla Regione Piemonte. Il Canale di Stura è derivato dal Fiume omonimo in sponda sinistra, in Comune di Centallo, mediante chiusa instabile; appartenne anch'esso al Regio Demanio e poi al Ministero delle Finanze. I due canali si riuniscono a monte dell'abitato di Fossano formando il Naviglio di Bra, le cui acque sono ulteriormente incrementate con apporti da vari fontanili che si generano poco a monte. Il Canale di Stura ha una portata media di 2,0 m³/s e massima di 3,0 m³/s. Il Canale Mellea, la cui alimentazione è in massima parte dovuta a fontanili, ed incrementato da acque di falda emunte da pozzi, ha la portata media di 3,0 m³/s e massima di 3,5 m³/s in periodo primaverile. Il Naviglio di Bra ha quindi la portata massima corrispondente alla capacità di trasporto del canale, pari a 5 m³/s, per 6 mesi all'anno, e mediamente pari a 4 m³/s per altri tre mesi del periodo ottobre-giugno, mentre nel periodo luglio-agosto la portata viene quasi per intero mantenuta nel ramo principale per le utilizzazioni irrigue a valle di Fossano. La portata disponibile media è pari a l/s, di questa un 50% circa transita nel Canale Urbanetto e viene utilizzata per intero dalla centrale. 9

10 3.1 DMV Il Deflusso Minimo Vitale (DMV) non è dovuto da parte della derivazione dal Canale Urbanetto in quanto l'art. 3 del Regolamento Regionale 8/R del indica che il DMV di base si applica a tutti i prelievi d acqua da sorgenti e da corsi d acqua naturali, mentre il Canale Urbanetto è un corso d'acqua artificiale. 4. CARATTERISTICHE IDROELETTRICHE DELL'IMPIANTO E STIMA DELLA PRODUZIONE Si richiamano i dati caratteristici dell'impianto: salto motore: 18,0 m portata massima derivata: 2,00 m³/s portata media derivata: 1,85 m³/s 4.1 Potenza e produzione Le seguenti quantificazioni della potenza dell'impianto riprendono le definizioni riportate nel Manuale di Ingegneria Civile - 1 Volume Ed. Zanichelli-ESAC al capitolo dedicato agli impianti idroelettrici. Potenza nominale (o di concessione) Dal salto e dalla portata media è possibile ricavare la potenza nominale: P nom = g Dh Qmed = 9,810 18,0 1,85 = 327 kw Potenza efficiente La potenza efficiente è determinata tenendo conto di un rendimento pari a 0,91 per la turbina e a 0,95 per il generatore in corrispondenza della portata massima, e del salto che si determina in quelle circostanze per effetto delle condizioni in alveo. P eff = ht hg g Dh Qmax = 0,91 0,95 9,810 18,0 2,00 = 305 kw Potenza installata È la potenza di targa della macchina idraulica installata. Si parte dal valore calcolato in corrispondenza del salto e della portata massima: 10

11 P = ht g Dh Qmax = 0,91 9,810 18,0 2,00 = 321 kw La potenza di targa della macchina in realtà supera di circa il 30% il valore sopra indicato in quanto: 1. è buona norma impiantistica installare un gruppo di generazione leggermente sovradimensionato così da evitare danneggiamenti o rotture (velocità di fuga, surriscaldamento, ecc.) nel funzionamento in condizioni di portata massima; 2. è ben noto che il rendimento massimo di una turbina si ottiene per valori di potenza erogata leggermente inferiori alla potenza di targa Pertanto si ha: P inst = 421 kw La produzione totale media nel periodo di funzionamento è stata pari a circa MWh. 11