REGIONE MARCHE PROVINCIA ANCONA COMUNE FABRIANO VERIFICA DI ASSOGGETTABILITA CENTRALE IDROELETTRICA ROCCHETTA BASSA Impianto per la produzione di energia elettrica con derivazione di acqua in sponda sinistra del torrente Giano, nel comune di Fabriano RELAZIONE TECNICA VA 1 Progettisti e Collaboratori Dott. Ing. ALBERTO ROMAGNOLI Dott. Ing. ALBERTO DONINI Dott. Ing. Junior. MICHELE EMILI Dott. Ing. DAVIDE NATALONI Dott. Geol. STEFANO BOCCAROSSA Proponente ENERGY SEEKERS srl Via Arceviese n.22, 60010 OSTRA (AN) Tel.:071 7988047 Fax: 0712509971 mail: info@energyseekers.it PEC: energyseekers@registerpec.it N. Stato Data Descrizione 01 Emesso 27 febbraio 2013 Emissione per Progetto Preliminare 02 Emesso 28 agosto 2013 Emissione per Concessione di Derivazione 03 Emesso 09 gennaio 2014 Emissione per Verifica Assoggettabilità a VIA E vietata la riproduzione anche parziale, la concessione a terzi, la diffusione del presente elaborato, se non dietro nostra espresso autorizzazione scritta. Ogni violazione sarà perseguita a norma di legge.
Indice 1. Premessa...4 1.1 Introduzione...4 2. La localizzazione delle opere di presa e di restituzione...8 2.1 Modalità di prelievo e restituzione...8 2.2 Portate di prelievo...9 2.3 Uso dell acqua. Modalità di esercizio.... 10 3. Caratteristiche dell impianto e del prelievo... 11 3.1 Caratteristiche generali... 11 3.1.1Paratoia mobile superficiale... 11 3.1.2Opera di presa... 16 3.1.3Scala di risalita per i pesci... 16 3.1.4Centrale di produzione... 17 3.1.5Canale di rilascio... 17 3.1.6Viabilità... 17 3.2 Potenzialità tecniche dell impianto... 18 3.2.1Calcolo della potenza installata... 18 3.2.2Calcolo della Producibilità media annua... 19 3.2.3Sintesi dei principali dati di progetto... 19 3.3 Incidenza del prelievo sulla risorsa idrica... 20 3.4 Il periodo di prelievo... 20 3.5 Deflusso Minimo Vitale... 22 3.6 Monitoraggio delle utilizzazioni in atto... 23 3.7 Interferenza dei lavori con le captazioni idropotabili esistenti... 25 4. L analisi degli impatti prevedibili... 26 4.1 Fase di realizzazione... 26 4.1.1Programma di realizzazione delle opere... 26 4.1.2Movimentazione di materiali... 27 4.2 Effetti conseguenti alla realizzazione dell opera... 27 4.3 Impatti sull ambiente fluviale... 28 4.4 Mitigazione dell impatto dell intervento... 29 4.5 L opera nella fase di esercizio... 31 4.6 Gestione dell esercizio... 31 4.7 Rischio d incidente... 31 5. Strumenti pianificatori, Normative e Direttive d importanza comunitaria e nazionali che interessano il sito destinato all edificazione dell opera.... 32 5.1 Analisi dei vincoli paesaggistici, architettonici, archeologici e storico-culturali (d.lgs. 42/2004)... 32 5.2 Analisi delle aree naturali protette (Legge 394/91)... 32 5.3 Analisi delle Aree Naturalistiche di importanza Comunitaria (direttive 92/43/CEE e 79/409CEE)... 33 5.4 Analisi del Piano Regionale Paesistico (PPAR) della Regione Marche... 33 5.5 Piano di Inquadramento Territoriale (PIT)... 36 5.6 Piano di Assetto Idrogeologico (PAI)... 36 5.7 Piano Regolatore Comunale (PRG) del Comune di Fabriano... 36 RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 2
6. Conclusioni... 38 6.1 Le finalità dell opera di derivazione alla luce del quadro socio-economico locale... 38 6.2 Possibili soluzioni alternative... 39 6.3 Considerazioni finali... 40 RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 3
1. Premessa 1.1 Introduzione Gli impianti idroelettrici costituiscono la maggior fonte di energia pulita rinnovabile utilizzata sia a livello europeo che mondiale. Il funzionamento degli impianti si basa sull utilizzo di turbine che trasformano l energia potenziale dell acqua in energia meccanica di rotazione che viene convertita a sua volta in energia elettrica dai generatori. Nell impianto idroelettrico la produzione di energia avviene sfruttando la caduta di una massa d acqua che defluisce attraverso una differenza di quota fino ad un punto più basso nel quale è installata la centrale; nello specifico, l obiettivo primario del progetto è quello di sfruttare le potenzialità idrauliche di un tratto di corso d acqua per produrre energia elettrica. Il progetto si configura nell ottica dello sviluppo sostenibile del territorio: si tratta infatti di produrre energia determinando scarsi impatti ambientali sulle caratteristiche intrinseche del territorio. Lo sfruttamento di questo impianto come sistema produttivo di energia elettrica permetterà di risparmiare sulle altre fonti energetiche e di perseguire allo stesso tempo l acquisizione di tecnologie energetiche avanzate. La produzione di energia idroelettrica viene ottenuta per via meccanica ed è pertanto immediatamente trasformabile in elettricità, mediante meccanismi dotati di eccellente rendimento; presenta l indiscutibile vantaggio ambientale di non immettere nell atmosfera sostanze inquinanti, polvere e calore come accade nel caso di metodi tradizionali di generazione per via termoelettrica, con impatto ambientale notevolmente minore. In base alla potenza installata, l opera è classificabile come microimpianto: (potenza < 100Kw). Il tempo previsto per la realizzazione dell opera è di circa 8 mesi a partire dal conseguimento di tutti i permessi amministrativi. Il progetto analizza tutti gli aspetti relativi a: - inquadramento geografico, territoriale, geologico e geomorfologico; - scelta delle soluzioni sotto il profilo localizzativo e funzionale, in relazione alle caratteristiche e sulle finalità dell intervento, anche con riferimento ad altre possibili soluzioni; - fattibilità ambientale. RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 4
Altri aspetti di cui si è tenuto conto, nei diversi allegati del progetto, riguardano: - l accertamento in ordine alla disponibilità delle aree o immobili da utilizzare; - il crono programma delle fasi attuative con indicazione dei tempi massimi di svolgimento delle varie attività; - le indicazioni necessarie per garantire l accessibilità, l utilizzo e la manutenzione delle opere. 1.2 L energia rinnovabile La crisi energetica ha favorito un notevole sviluppo della ricerca nel campo delle energie rinnovabili, la cui utilizzazione presenta tutta una serie di vantaggi: si evita il consumo di risorse limitate, soprattutto petrolio e carbone, la cui combustione è fonte di un rilevante inquinamento atmosferico. Inoltre, in un paese come l Italia povero di materie prime tradizionali, è molto importante la possibilità di produrre energia in maniera autonoma, evitando le importazioni, migliorando la bilancia dei pagamenti ed evitando l esposizione ad eventi internazionali imprevedibili. Da un punto di vista ambientale occorre sottolineare che i protocolli internazionali e le direttive comunitarie caldeggiano lo sviluppo delle energie rinnovabili, le quali, al pari del risparmio energetico, risultano essere l unico strumento per ridurre le emissioni dei gas serra nell atmosfera, causa principale dell intensificarsi di fenomeni catastrofici a scala mondiale. Esistono numerosi studi, interpretazioni e programmi dell Unione Europea tendenti a favorire lo sviluppo delle energie rinnovabili; tale aumento di produzione pianificata si basa sullo sviluppo dell energia eolica, fotovoltaica ed idroelettrica. Negli ultimi anni, l opinione pubblica e le scelte politiche tengono in maggiore considerazione le problematiche ambientali relative all approvvigionamento energetico. Da un lato si cerca di ridurre e controllare il livello di emissioni e di scorie delle industrie altamente inquinanti e, dall altro, di dare impulso all utilizzazione delle fonti energetiche di tipo rinnovabile e con minori effetti ambientali: l idroelettrica, la geotermica, l eolica. RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 5
1.3 Le motivazioni progettuali Il progetto di costruzione di un impianto mini-idroelettrico sul torrente Giano, nasce a fronte del forte impulso dato dalla normativa nazionale ed internazionale in materia di energia rinnovabile. L idroelettrico minore (di cui fa parte l impianto in esame) costituisce una delle fonti di energia rinnovabile più promettenti per produttività e compatibilità con l ambiente. Nel panorama della produzione idroelettrica, uno dei costi ambientali maggiori è infatti connesso alla perdita di territorio ed alla modificazione permanente della naturale regimazione del torrente in conseguenza della realizzazione dell invaso necessario per la produzione di energia. L idroelettrico minore invece utilizza opere di presa ad acqua fluente, che non necessitano di bacini di invaso ma derivano solo una parte dell acqua del fiume, in funzione della disponibilità idrica dello stesso: quando il corso d acqua è in magra e la portata scende al di sotto del valore di deflusso costituito dalla somma del deflusso minimo (DMV) previsto dalla legge e della minima portata turbinabile (funzione della tipologia di turbina), la derivazione si arresta e con essa la produzione di energia. Tale soluzione è ottimale dal punto di vista della preservazione dell ambiente naturale, sia perché garantisce in ogni momento la continuità del corpo idrico e limita la modificazione dell ecosistema locale, sia perché dal punto di vista idraulico la presenza della briglia migliora la regimazione del fiume, riducendone velocità e potere erosivo. 1.4 Inquadramento programmatico Sulla base delle esperienze e delle evoluzioni delle politiche energetiche che hanno visto un crescente integrarsi delle decisioni ambientali con quelle energetiche, l Unione ha definito una strategia di riduzione autonoma delle emissioni climalteranti del 20% entro il 2020, formalizzata più tardi nella direttiva 2009/28/CE del 5 giugno 2009, con specifici indirizzi relativi alle fonti rinnovabili. La strategia dell Unione si prefigge tre diversi principali obiettivi: la riduzione dell entità dei consumi globali di fonti energetiche, la riduzione delle emissioni di gas capaci di alterare il clima e infine l aumento della presenza di fonti rinnovabili nel totale delle fonti utilizzate. RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 6
Facendo riferimento alla scadenza del 2020 la strategia europea si esprime con tre obiettivi: 1. consumi di fonti primarie ridotti del 20% rispetto alle previsioni tendenziali, mediante aumento dell efficienza secondo le indicazioni di una futura direttiva, 2. emissioni di gas climalteranti, ridotte del 20%, secondo impegni già presi in precedenza, protocollo di Kyoto, ETS (Emissione Trading Scheme), 3. aumento al 20% della quota di fonti rinnovabili nella copertura dei consumi finali (usi elettrici, termici e per il trasporto) L ultimo obiettivo ha richiesto una specifica direttiva, con impegni vincolanti per ogni paese e sanzioni, la 2009/28CE. La direttiva 2009/28/CE sulle fonti rinnovabili riguarda i consumi finali di energia nell Unione, e prevede l obiettivo che essi dovranno essere coperti nel 2020 per almeno il 20% da fonti rinnovabili; ci si riferisce a tutte le forme di energia, non solo all elettricità, e dunque anche ai consumi per il riscaldamento e il raffrescamento sia nelle industrie che nel settore civile, nonché nel settore dei trasporti, settore per il quale si prevede che i consumi siano coperti almeno per il 10% da biocombustibili. Fornendo dei target obbligatori, si vuol dare certezze agli investitori e incoraggiare lo sviluppo tecnologico per la produzione di energia da fonti rinnovabili. Anche gli strumenti pianificatori adottati dalla regione Marche sostengono ed incentivano la produzione di energia elettrica da fonte pulita, rinnovabile e sostenibile. Va inoltre ricordato che la centrale idroelettrica e le sue opere ed infrastrutture necessarie alla sua messa in esercizio e gestione, in quanto connesse alla produzione di energia da fonti rinnovabili sono considerate [ ]Opere di pubblica utilità ed indifferibili ed urgenti[ ] in base all art. 12, comma 1 del D.Lgs. del 20/12/2003, n.387. RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 7
2. La localizzazione delle opere di presa e di restituzione Le società Energy Seekers srl prevede la realizzazione di una derivazione di acqua fluviale dal torrente Giano con la costruzione di una mini-centrale idroelettrica nel territorio comunale di Fabriano, precisamente in località Rocchetta Bassa. Il sito si trova immediatamente a valle del ponte della S.P. 76 in località Rocchetta Bassa di Fabriano, in sponda sinistra orografica del torrente Giano, in prossimità di una briglia in calcestruzzo armato utilizzata per la regimazione della portata. Cartograficamente l area è individuabile sulla Carta Tecnica Regionale 1:10.000 alle sezioni 301080 e sulla cartografia IGM alla tavoletta 301 I in scala 1:25.000. A livello catastale, l opera si inserisce in parte all interno dell alveo fluviale ed in parte occupa le particelle catastali al foglio 121 mappale 354. Il sito in cui ricade la parte dell impianto che non posta in aree demaniali, è classificato secondo il PRG con le seguenti destinazioni urbanistiche: - Zona agricola E ZONA AGRICOLA Le coordinate Gauss Boaga delle opere sono le seguenti: briglia esistente: 43 20' 41,76'' N 12 57' 26,59'' E 2.1 Modalità di prelievo e restituzione Il progetto prevede la derivazione d acqua in sponda sinistra orografica del torrente Giano; l acqua viene prelevata mediante la realizzazione di un opera di presa in corrispondenza della briglia fluviale esistente. L opera di presa consiste in una paratoia mobile, posizionata al di sopra della briglia esistente, che consente, tramite innalzamento del pelo libero di avere un tirante idrico sufficiente al convogliamento delle acque verso l opera di derivazione laterale, costituita da una piccola vasca di accumulo, con funzione di dissabbiatore, completamente interrata. Dalla vasca di accumulo l acqua defluirà, tramite una condotta interrata alla centrale che, sfruttando un dislivello di 5,50 metri (dato dalla somma del salto naturale pari a 4,70m con il RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 8
contributo della paratoia pari a 0,80m), andrà ad alimentare la turbina. Questa sarà posta in una centrale di produzione, anch essa interrata, sita in sponda sinistra idrografica in contiguità con l opera di presa; le opere di trasformazione dell energia saranno collocate nel vano tecnico interrato posto a monte della centrale. L acqua utilizzata sarà restituita integralmente al torrente Giano attraverso uno scarico posto al di sotto della centrale idroelettrica che farà defluire l acqua al letto del fiume; questo sarà adeguatamente dimensionato per garantire un corretto apporto tra salto idraulico e restituzione. 2.2 Portate di prelievo La portata di prelievo è stata determinata sulla base della disponibilità delle portate. Essendo state ritenute adeguate allo sfruttamento idroelettrico si sono determinate le portate utili derivabili, tenendo in considerazione il Deflusso Minimo Vitale e le utilizzazioni già presenti a monte ed a valle del tratto di fiume considerato. Per la descrizione delle portate utilizzate e dei dati idrologici e della producibilità attesa si rinvia alla relazione idrologica VA 2 Relazione idrologica - idraulica. Sulla base di quanto emerso dagli studi idrologici a corredo del presente progetto (calcolo della curva di utilizzazione delle portate e del Deflusso Minimo Vitale) è possibile definire i volumi di acqua medi e massimi derivabili dalle opere di derivazione. Si riportano i dati principali calcolati: Portata media derivata (oggetto di richiesta di concessione)richiesta = 1,20 mc/sec La portata realmente prelevata risulterà regolata dall afflusso nell opera di presa e quindi condizionata dalla portata presente nel torrente Giano; il Deflusso Minimo Vitale sarà comunque garantito in ogni momento. Inoltre tutta l acqua utilizzata per alimentare la turbina verrà comunque restituita integralmente al corso d acqua attraverso il canale di scarico posto a valle della centrale. Il torrente Giano non subirà pertanto alcun depauperamento delle sue potenzialità idrauliche. RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 9
2.3 Uso dell acqua. Modalità di esercizio. L acqua viene utilizzata ad uso idroelettrico. Dall opera di presa l acqua verrà convogliata in una condotta di adduzione, che si prevede di posizionare interrata all esterno della sponda sinistra del fiume, sino all immissione nel locale tecnico dove sarà alloggiata la turbina (le cui caratteristiche sono descritte nella documentazione allegata). La turbina con il suo movimento aziona un generatore di corrente di tipo asincrono. L energia generata viene analizzata attraverso apparecchiature elettriche prima di essere immessa nella rete di utilizzo. Il funzionamento della centrale è di tipo automatico, dotato cioè di tutti quei sistemi di sicurezza che permettono l uso dell impianto con particolari accorgimenti per l istantaneo blocco della produzione elettrica in casi di mal funzionamento. RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 10
3. Caratteristiche dell impianto e del prelievo 3.1 Caratteristiche generali Le opere costituenti l impianto in progetto sono state caratterizzate in merito ad aspetti costruttivi, dimensionali e logistici con un grado di dettaglio commisurato alle finalità del presente studio. 3.1.1 Paratoia mobile superficiale La paratoia sarà collocata in corrispondenza della briglia esistente per consentire la regimazione delle portate del torrente Giano nelle modalità nel seguito descritte; attualmente la briglia si presenta in discreto stato di manutenzione. L intervento in progetto consiste nel posizionare una paratoia mobile a ventola al di sopra della briglia esistente, di larghezza di circa 21m. La briglia manterrà le dimensioni attuali e la sua funzionalità rimarrà inalterata. La paratoia mobile a ventola posta al di sopra della briglia, avrà un movimento meccanico idraulico che permetterà di essere regolata in altezza, comunque al di sotto delle pareti laterali della briglia stessa. La paratoia mobile si abbassa automaticamente ripristinando la quota superficiale originaria della briglia per garantire il trasporto solido ed il passaggio del Deflusso Minimo Vitale nel caso di impianto chiuso. La funzione della paratoia mobile sarà di garantire il tirante idraulico necessario al convogliamento della acque verso le opere di presa con la prescrizione che, qualora il pelo libero naturale superi il livello di progetto (80cm al di sopra della quota della briglia esistente), si attivi un sistema automatico per ritrarre completamente la paratoia riportandola al livello naturale e consentendo il deflusso completo della portata con il passaggio del detrito solido. La paratoia in esame è costituita dai seguenti elementi: - basamento in calcestruzzo fibro-rinforzato; - paratoia mobile in acciaio; - pistoni e circuito idraulico per azionamento della paratoia mobile; - centralina di controllo del circuito idraulico, con sensori di portata e sistema di controllo in remoto. RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 11
Il basamento è realizzato con un supporto di rinforzo strutturale fissato saldamente alla briglia esistente mediante l impiego di ancoranti meccanici (barre M16 inghisate con particolari resine chimiche) opportunamente calcolati per resistere alle azioni sollecitanti provocate dal moto dell acqua. Il basamento costituisce ancoraggio per la cerniera alla base della paratoia mobile, per il pistone idraulico che aziona la paratoia mobile, per il tessuto gommato di protezione. La paratoia mobile è un pannello dello spessore di circa 80mm, costituito da una struttura leggera ed intelaiata di tubolari in acciaio, rivestita da lamiera 6/10 in acciaio inox, dotata di un rivestimento polimerico atto a conferire le opportune caratteristiche di impermeabilità e resistenza alle condizioni atmosferiche, al moto dell acqua ed al conosciuto trasporto solido dell alveo. Tale paratoia è ancorata saldamente al basamento mediante cerniere cilindriche opportunamente protette e riparate per evitarne il contatto con qualsiasi elemento trasportato dal moto dell acqua nel fiume. I pistoni, ancorati tramite cerniere al basamento, sono collegati ad un circuito idraulico che consente la movimentazione della paratoia mobile. Il circuito idraulico ed i pistoni sono progettati affinché possano sostenere la pressione idrostatica prodotta da uno spessore di acqua non superiore a 80 cm; infatti, su ogni pistone agisce una valvola di massima costituita da una semplice molla tarata che, raggiunta la pressione idrostatica prevista (corrispondente a 80cm di acqua), si apre facendo fuoriuscire dai pistoni al circuito il fluido, e quindi, abbassare, fino a scomparire la paratoia mobile. I pistoni sono asserviti anche ad un dispositivo di sicurezza manuale meccanico che consente l apertura della valvola in qualsiasi momento. Il tessuto gommato posto a valle della paratoia serve a proteggere il volume tecnico posto tra la paratoia mobile ed il basamento. Il tessuto gommato è ancorato con il basamento e con la sommità della paratoia mobile sempre con cerniere cilindriche opportunamente protette da qualsiasi eventuali contatti con materiali trasportati dal moto dell acqua. L impiego di tessuti gommati è ampiamente diffuso per questi o analoghi usi; da tempo vengono utilizzati quali serbatoi sottomarini per lo stoccaggio di liquidi, per barriere flessibili, galleggianti adatte sia per la regolazione e il contenimento delle acque, sia per la difesa e la protezione dalla violenza delle onde (frangiflutti). La scelta dei materiali per la realizzazione di un tipo di strutture in tessuto gommato adatta ad una specifica applicazione, può essere fatta entro una RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 12
vasta gamma di prodotti, sia per ciò che riguarda la parte tessile (fibre tessili e strutture dei tessuti), sia per quanto riguarda la parte elastomerica (gomma) o plastomerica. La centralina di controllo è costituita da una unità centrale CPU programmabile, alimentata dalla linea elettrica e dotata di una batteria UPS, dispone di un antenna GPS con scheda GSM connessa alla rete di telefonia cellulare. In caso di mancanza di corrente elettrica, la centralina di controllo viene automaticamente alimentata dalla batteria UPS che ha un autonomia di 12 ore e immediatamente viene inviato tramite GSM una comunicazione sms alla scheda telefonica a disposizione del manutentore dell impianto presente sul posto ed operativo 24h. La centralina è connessa a due sensori (del tipo laser o onde) che misurano il livello del pelo libero dell acqua in prossimità dell opera di presa; il secondo sensore viene attivato solo in caso di guasto del primo sensore (contestualmente la centralina invia sms di notifica del guasto all addetto manutenzione). Il perfetto funzionamento della paratoia mobile viene garantito da quattro dispositivi di sicurezza appositamente progettati che vengono nel seguito elencati. a) Mancanza di alimentazione elettrica In caso di mancanza di corrente elettrica, la centralina di controllo viene automaticamente alimentata dalla batteria UPS che ha un autonomia di 12 ore e immediatamente viene inviato tramite GSM una comunicazione sms alla scheda telefonica a disposizione del manutentore dell impianto presente sul posto ed operativo 24h. b) Guasto al sensore del livello dell acqua La centralina è connessa a due sensori (del tipo laser o onde) che misurano il livello del pelo libero dell acqua in prossimità dell opera di presa; il secondo sensore viene attivato solo in caso di guasto del primo sensore (contestualmente la centralina invia sms di notifica del guasto all addetto manutenzione). c) La paratoia mobile si richiude quando il livello di acqua supera i 80cm Il circuito idraulico ed i pistoni sono progettati affinché possano sostenere la pressione idrostatica prodotta da uno spessore di acqua non superiore a 80 cm; infatti, su ogni pistone agisce una valvola di massima costituita da una semplice molla tarata che, raggiunta la RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 13
pressione idrostatica prevista (corrispondente a 80cm di acqua), si apre facendo fuoriuscire il fluido dai pistoni al circuito, e quindi, abbassare, fino a scomparire la paratoia mobile. d) La paratoia mobile si richiude manualmente in qualsiasi caso I pistoni del circuito idraulico sono asserviti anche ad un dispositivo di sicurezza manuale meccanico che consente l apertura della valvola in qualsiasi momento e la chiusura della paratoia. La presenza dei dispositivi di sicurezza sopra descritti consente di asserire che non esiste tecnicamente la possibilità che la paratoia mobile resti aperta in occasioni di portate che determinino uno spessore di acqua superiore a 80cm al di sopra della briglia esistente. La paratoia mobile in funzione delle portate La paratoia mobile a ventola viene utilizzata per avere un tirante idraulico sufficiente a consentire la derivazione delle acque in corrispondenza della briglia esistente, quando questo risulta non sufficiente a tale scopo (piccole portate). Il tirante idraulico minimo necessario è di 80 cm al di sopra del coronamento superiore della briglia esistente. Si evidenzia che, allo stato attuale, il tirante idraulico di 80cm al di sopra del coronamento superiore della briglia esistente, è attivato con una portata pari a circa 25,5 mc/s. Pertanto con portate inferiori a 25,5 mc/s la paratoia mobile a ventola garantirà il tirante idraulico alzando gradualmente il pannello e consentendo di avere la quota richiesta. Per portate superiori a 25,5 mc/s la paratoia sarà completamente abbassata ricreando la situazione attuale: l intera sezione sarà restituita all alveo fluviale e sarà consentito il passaggio del detrito solido non provocando accumuli di materiale a monte della briglia stessa. In ogni situazione di apertura della paratoia sarà sempre mantenuto il valore del Rilascio Minimo Vitale garantito attraverso la profilatura al di sopra della paratoia stessa e la scala di risalita dei pesci. Si evidenzia che sarà cura del proponente effettuare le necessarie verifiche statiche e sismiche sulla funzionalità del complesso briglia-paratoia, e sulla rispondenza alle vigenti normative del Testo Unico sull Edilizia (es. deposito Genio Civile Sismica, certificato di conformità impianto paratoia, ). RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 14
Valutazione delle interferenze con l opera idraulica esistente La briglia esistente svolge principalmente una funzione per il tratto di fiume considerato; tale funzione è legata alla presenza del ponte della S.P. 76, ubicato pochi metri a monte della briglia stessa; idraulicamente la briglia consente di ridurre la velocità di scorrimento dell acqua in corrispondenza di un tratto di fiume in cui la pendenza del letto è elevata per evitare fenomeni di erosione del letto del fiume con conseguente trasporto di materiale. Questo compito è fondamentale a valle di un ponte, poiché ne garantisce la stabilità evitando che l elevata velocità delle acque possa scavare alla base dei piloni del ponte stesso diminuendo la loro capacità statica; quindi, nel caso in oggetto la briglia risulta fondamentale per la stabilità del ponte della S.P. 76. Tali funzionalità della briglia, appena espresse, vengono completamente mantenute e garantite con l intervento in progetto che non interferisce con la funzionalità propria della briglia esistente. La paratoia mobile non costituisce quindi una nuova opera trasversale in alveo, ed è stato dimostrato che non determina modifiche sostanziali alle opere idrauliche esistenti; inoltre l inserimento della paratoia mobile sulla briglia e tutti gli altri interventi connessi non sono permanenti, bensì possono essere rimossi ricostituendo la situazione originaria. RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 15
3.1.2 Opera di presa L opera di presa è costituita da una vasca di accumulo interrata posta in sponda sinistra; questa riceve l acqua dalla derivazione dalla quale, previa vagliatura attraverso un dissabbiatore, viene immessa nella camera di carico della centrale di produzione. La captazione è costituita da griglie di presa autopulenti, poste in fregio all alveo del fiume; queste sono costituite da una lamiera forata con sviluppo trasversale di un quarto di circonferenza (raggio 0.8 m) e di larghezza 3 metri. Sulla superficie di tale griglia scorre una lamiera che consente, la regolazione dell apertura della stessa, ed allo stesso tempo la pulizia dell opera di presa. L opera di presa è munita di una paratoia laterale a movimento meccanico idraulico di rilascio al fiume del materiale solido accumulato e dell acqua, tramite piccola apertura nella briglia esistente. La vasca di presa, sulla quale sono poste le griglie, ha un fondo inclinato verso valle ed è munita di sensori per il livello dell acqua prima e dopo la griglia che regolano: - la frequenza di pulitura della griglia stessa; - l ingresso dell acqua nella vasca in caso di riempimento della vasca stessa; - la chiusura totale o parziale dell impianto in caso di piena, fuori servizio o manutenzioni. Essa ha funzione anche di dissabbiatore che consente di far sedimentare il residuo sabbioso in modo da impedire l ingresso nella camera di carico. Una paratoia laterale, consente il periodico svuotamento della vasca scarico di fondo consentendo, tra l altro, il naturale trasporto solido del fiume. La paratoia sarà automatizzata e gestita da un sistema automatico di telecontrollo e tele gestione, comandato da un misuratore di livello solido del fondo della vasca. Tutti gli organi di manovra saranno accessibili per mezzo di una passerella di servizio. 3.1.3 Scala di risalita per i pesci Per garantire il passaggio della fauna ittica, ad oggi impedito dalla presenza della briglia, sarà costruita una scala di risalita per i pesci, posta in sponda sinistra del fiume, a contatto con la briglia esistente, ma con struttura di supporto indipendente rispetto alla briglia. Attraverso questo canale sarà garantito anche il passaggio del DMV. RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 16
3.1.4 Centrale di produzione La centrale idroelettrica delle dimensioni in pianta di circa 20 mq, sarà costituita da struttura in conglomerato cementizio armato. La centrale è completamente interrata; l accesso è eseguito in trincea, e la porzione fuori terra, utilizzata per l accesso alla stessa, è adeguatamente rivestita in pietra locale. La centrale è atta a contenere la turbina, il generatore, il trasformatore, tutte le attrezzature di controllo dell impianto e nella parte più bassa il canale di rilascio dell acqua al fiume. Parte della copertura sarà amovibile per consentire il posizionamento e l eventuale rimozione per la manutenzione della turbina e degli altri macchinari. Una peculiarità dell intervento proposto è la scelta di una turbina a bulbo. Vantaggio di questa soluzione è la sostanziale insensibilità dei macchinari di produzione ad eventuali fenomeni di allagamento, ed alla potenziale rumorosità che viene pressoché annullata dal fatto che il gruppo turbina-alternatore sono a bagno. All interno della centrale trova posto la turbina con albero verticale, sommerse per la produzione di energia elettrica da fonte idraulica. La turbina è stata dimensionata per lavorare fino ad una portata massima di 2 mc/sec. 3.1.5 Canale di rilascio Scopo del canale è quello di conferire la portata in uscita dalle turbine all alveo che si trova più in alto mantenendo una velocità bassa e costante per non provocare eccessive perdite di carico. Il punto di restituzione si trova circa 14 metri più a valle dell opera di presa. Il canale sarà completamente interrato fino al punto di restituzione in alveo; il tratto terminale sarà protetto da strutture in cls. Lo scarico sarà sommerso; la restituzione delle acque avverrà quindi con velocità ridotte e direttamente nell alveo fluviale, in modo da non creare punti critici di erosione locale e non alterare le caratteristiche dell alveo fluviale. 3.1.6 Viabilità L area dove verrà realizzato l impianto è raggiungibile da un accesso che si imbocca dalla Strada Provinciale 76, in località Rocchetta Bassa, nel comune di Fabriano, da questo accesso sarà realizzata una rampa in terra battuta che raggiungerà l area fluviale nei pressi RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 17
della briglia. Questo verrà adeguatamente trattato per garantire l accesso all area fluviale durante la fase di cantiere e verrà poi in parte mantenuto come accesso alla centrale. 3.2 Potenzialità tecniche dell impianto Le potenzialità teoriche dell impianto sono determinate sulla base del salto morfologico e delle portate rilevate del corso d acqua. Il rilievo topografico unitamente all analisi morfologica, hanno consentito di determinare il salto di quota naturale di circa 4,70 metri. Considerando l inserimento della paratoia mobile, il livello del pelo libero di monte si alza di 80 cm; il salto totale risulta così essere pari a 5,5m. Nel determinare la potenza di carico complessiva non sono state considerate le perdite di carico concentrate nel tratto comprendente il passaggio attraverso la griglia di presa, poiché pressoché nulle. 3.2.1 Calcolo della potenza installata La potenza installata è la potenza teoricamente sviluppabile dall impianto ed è dunque funzione del salto utile netto e della portata massima derivata. Essa è valutata nel seguente modo: P = g H inst. netto Q max Dato che il salto naturale disponibile, comprensivo di briglia mobile, è 5.50m ricavo la potenza massima installata: - Hnetto = Sul è il salto motore netto pari a 5,50 metri - Qmax è la portata massima effluente in turbina pari a 1,83 mc/sec - G è l accelerazione di gravità pari a 9,81 m/sec La potenza massima effettiva dell impianto è dunque pari a: P Inst. = 9,81 x 1,83 x 5,50 = 98,70 kw RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 18
3.2.2 Calcolo della Producibilità media annua La producibilità media annua è la quantità di energia elettrica prodotta in un anno tenendo conto della variabilità delle portate derivate. La curva delle portate derivate Q(t) è ricavabile con le stesse considerazioni riportate per il calcolo della portata media derivata, vale a dire: Per portate Q > Qmax, Q = 1.83 mc/sec (nei periodi con portate maggiori di quella massima di progetto, la portata derivata è pari proprio a quella massima) Per portate Q < Qmax, Q = Q(t). La producibilità media annua è dunque pari a: 365 E( t) = g Hnetto Q( t) η( t) dt 1 Risolvendo l integrale in maniera finita con un opportuno foglio di calcolo, si ottiene una producibilità pari a 422 317 kwh 0 3.2.3 Sintesi dei principali dati di progetto Portata massima derivata (richiesta dalla domanda di concessione)= 1,83 mc/sec Portata media di concessione = 1,20 mc/sec Salto utile lordo = 5,50 m Salto motore netto = 5,50 m Potenza nominale media di concessione = 64,70 kw Potenza installata (massima) = 98,70 kw Producibilità media annua = 422 317 kwh I Si è assunto, come per il calcolo della potenza effettiva, il valore del rendimento costante e pari a 0,85. RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 19
3.3 Incidenza del prelievo sulla risorsa idrica Il progetto prevede la derivazione d acqua in sponda sinistra orografica del torrente Giano; l acqua viene prelevata immediatamente a monte della briglia esistente e viene completamente rilasciata a valle di essa. La portata derivata è significativa, se confrontata con il regime delle portate del torrente Giano nel corso dell anno; la caratteristica del progetto è tale però da non interferire in con il normale deflusso delle acque del torrente Giano per le seguenti motivazioni: - non si creano tratti sottesi dall impianto, poiché la presa ed il rilascio sono posti immediatamente prima e dopo l opera idraulica già esistente; - la paratoia mobile non costituirà una interruzione completa del flusso del fiume, poiché verrà in ogni caso garantito il passaggio del Deflusso Minimo Vitale; - nel caso in cui la portata del fiume sia minore del valore minimo di derivazione, la paratoia mobile si abbasserà completamente consentendo di riportare la briglia alla situazione attuale; questo avverrà in ogni caso quando la portata fluviale sarà minore o uguale al deflusso minimo vitale; - l acqua derivata, a seguito del passaggio nella turbina idraulica, sarà completamente rilasciata al fiume a valle della briglia esistente senza alcuna modifica delle caratteristiche delle acque. 3.4 Il periodo di prelievo La quantità di acqua derivata varierà durante l anno, dipenderà dalla portata normale del torrente Giano decurtata del valore del Deflusso Minimo Vitale. In base a considerazioni basati sulla curva di utilizzazione della portata e facendo una valutazione sui costi-benefici derivanti dalla produzione di energia elettrica (vedi CD2 Relazione Idrologica - idraulica ), si è scelto, un valore di portata massimo derivabile di 1,83 mc/s, disponibile per circa 90 giorni all anno. Nella tabella seguente sono riportati i dati di portata derivabile mensile ed annua. Come si può notare la durata del prelievo è di circa 10 mesi; i restanti 2 mesi l impianto rimarrà chiuso. In ogni caso quando la portata fluviale scenderà al di sotto del Deflusso Minimo Vitale, l impianto non sarà in funzione. RELAZIONE TECNICA Concessione di derivazione 20