Le centrali idroelettriche assiali, comunemente dotate di turbine Kaplan, sono ideali per siti con salti medio-bassi e portate elevate. Queste turbine sono ampiamente utilizzate nei progetti di dighe ad acqua fluente e a basso salto grazie alla loro elevata efficienza e adattabilità. Il successo di tali impianti idroelettrici dipende in larga misura da opere civili ben progettate e realizzate con cura, che costituiscono la base per le prestazioni delle turbine, la stabilità operativa e la sicurezza.
1. Preparazione del sito e deviazione del fiume
Prima dell'inizio di qualsiasi costruzione importante, la preparazione del sito è essenziale. Ciò include la bonifica dell'area di costruzione, la creazione di strade di accesso e la creazione di un sistema di deviazione del fiume per deviare il flusso dell'acqua e creare un ambiente di lavoro asciutto. Le dighe di drenaggio, ovvero recinzioni temporanee costruite all'interno o attraverso il fiume, vengono spesso utilizzate per isolare il cantiere dall'acqua.
2. Struttura di assunzione
La struttura di presa controlla l'ingresso dell'acqua nella centrale elettrica e garantisce un flusso stabile e privo di detriti verso la turbina. Include griglie di raccolta rifiuti, paratoie e talvolta dispositivi di lavaggio dei sedimenti. Una corretta progettazione idraulica è fondamentale per prevenire la formazione di vortici, ridurre al minimo le perdite di carico e proteggere la turbina dai detriti galleggianti.
3. Condotta forzata o canale aperto
A seconda della configurazione, l'acqua proveniente dalla presa viene convogliata alla turbina tramite condotte forzate (tubi chiusi) o canali a cielo aperto. In molti impianti a flusso assiale, soprattutto negli impianti a bassa caduta, viene utilizzata una presa a cielo aperto collegata direttamente alla turbina. La stabilità strutturale, l'uniformità del flusso e la minimizzazione delle perdite idrauliche sono aspetti fondamentali in questa fase.
4. Struttura della centrale elettrica
La centrale elettrica ospita il gruppo turbina-generatore, i sistemi di controllo e le apparecchiature ausiliarie. Per le turbine Kaplan, solitamente installate verticalmente, la centrale elettrica deve essere progettata per supportare elevati carichi assiali e forze dinamiche. La stabilità alle vibrazioni, l'impermeabilità e la facilità di accesso per la manutenzione sono aspetti critici della progettazione strutturale.
5. Tubo di aspirazione e canale di scarico
Il tubo di aspirazione svolge un ruolo fondamentale nel recupero dell'energia cinetica dall'acqua in uscita dalla turbina. Un tubo di aspirazione ben progettato aumenta l'efficienza complessiva. Il canale di scarico convoglia l'acqua in modo sicuro verso il fiume. Entrambe le strutture richiedono una sagomatura precisa per ridurre la turbolenza e gli effetti di riflusso.
6. Sala di controllo ed edifici ausiliari
Oltre alle strutture principali, le opere civili includono anche la costruzione di sale di controllo, alloggi per il personale, officine e altri edifici operativi. Queste strutture garantiscono il funzionamento affidabile dell'impianto e la manutenzione a lungo termine.
7. Considerazioni ambientali e geotecniche
Indagini del terreno, stabilizzazione dei pendii, controllo dell'erosione e tutela ambientale sono elementi essenziali della pianificazione civile. Sistemi di drenaggio adeguati, passaggi per pesci (ove necessario) e interventi di paesaggistica contribuiscono a ridurre al minimo l'impatto ambientale del progetto.
La componente di ingegneria civile di una centrale idroelettrica assiale è fondamentale per le sue prestazioni complessive e la sua longevità. Ogni struttura, dalla presa al canale di scarico, deve essere progettata e costruita con cura per resistere alle forze idrologiche, alle condizioni geologiche e alle esigenze operative. Una stretta collaborazione tra ingegneri civili, fornitori di apparecchiature idroelettriche ed esperti ambientali è fondamentale per fornire una soluzione idroelettrica sicura, efficiente e sostenibile.
Data di pubblicazione: 11-06-2025
