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Con le centrali idroelettriche viene generato nel mondo circa il 18% dell‘energia elettrica. Con ciò, l’energia idraulica si pone quasi allo stesso livello di quella nucleare. Attualmente l’energia idraulica rappresenta l’unica fonte energetica rinnovabile in grado di contribuire in misura significativa all’approvvigionamento dei popoli della Terra.

Tra le macchine idrauliche, classificabili in base al loro principio di funzionamento, trovano ampi margini di applicazione quelle a gravità, tra esse la più utilizzata è la vite idraulica (o di Archimede), comunemente denominata coclea.

La vite idraulica fa proprio il principio della vite di trasporto archimedea usata nell’antichità per sollevare l’acqua: l’energia viene trasferita ad un albero/rotore per convogliare l’acqua verso l’alto. Grazie all’applicazione del principio inverso, l’energia potenziale disponibile è utilizzata per la produzione di energia elettrica: viene fatta scendere all’interno delle camere dal livello più alto al livello più basso di solito con un movimento relativamente lento.

La forza di gravità che in questo modo agisce sull’acqua esercita un momento torcente sull’albero di trasmissione e un generatore collegato alla vite permette di generare energia elettrica. Poiché la vite idraulica deve “coprire” tutto lo spazio compreso tra lo specchio d’acqua superiore e quello inferiore, è utilizzabile solo per dislivelli limitati, pur potendosi realizzare impianti posti in serie (esistono installazioni fino a 24 m di salto idraulico).

Le caratteristiche peculiari della vite idraulica sono tuttavia l’impatto ambientale minimo, la semplicità (soprattutto per la sua regolazione automatica alle variazioni di portata e per l’assenza di sgrigliatore) e la lunga durata. Una coclea per energia idraulica assume – accanto alla sua valenza in senso energetico – anche una elevata rilevanza in senso ecologico, in considerazione del fatto che tale coclea è pervia per svariate specie di materiali flottanti ed anche per i pesci. Di conseguenza, la coclea per energia idraulica costituisce un’alternativa eccellente nella tecnologia idroelettrica.

Lo sfruttamento ecologicamente compatibile di questa fonte di energia rinnovabile consente di risparmiare sui combustibili fossili. A tale scopo, una coclea idraulica è inseribile in maniera ottimale nell’ambiente senza effetti perturbatori. Variazioni ed instabilità del livello e della quantità d’acqua, sia a monte che a valle dell’impianto, influiscono solamente in maniera secondaria e non causano nessun influsso sul funzionamento e sul conseguente esercizio della vite perpetua a forza idraulica.

Con la vite perpetua a forza idraulica possono essere sfruttati potenziali minimi a partire da1 kW. Griglie e sgrigliatori, normalmente utilizzati con turbine tradizionali per il filtraggio dell’acqua da detriti alluvionali e per l’allontanamento della fauna ittica, non sono necessari con la còclea idraulica: i corpi flottanti ed i pesci possono oltrepassare la còclea senza ostacoli e senza danni. Si evitano così le dispersioni energetiche riconducibili alla riduzione del salto (o differenza piezometrica) od a perdite di portata.

La grande ampiezza di fessure della griglia grossolana, installata in testa all’impianto, consente di ridurre fortemente le quantità incidenti di materiale vagliato – e di concerto i costi per lo smaltimento di questo. A causa delle proprie caratteristiche di funzionamento, le viti idrauliche non hanno bisogno, se confrontate con gli impianti a turbina, di alcun lavoro di costruzione in sottosuolo nella zona dello scarico a valle. Di conseguenza, l’installazione di una vite idraulica in un corso fluviale può avere luogo per lo più senza modificazione del letto fluviale naturale. Inoltre il generatore è posizionato al di sopra del livello idrico di monte, mentre di solito, quando abbinato ad una turbina, si trova al di sotto del livello dell’acqua e quindi necessita di un alloggiamento stagno.

Livelli d’acqua variabili e portate variabili in afflusso e in deflusso influenzano il rendimento in modo irrilevante e non hanno influenza sul funzionamento della vite idraulica e sul suo servizio. Il funzionamento a secco non danneggia la vite idraulica, cosi come i corpi solidi nella corrente. Le viti idrauliche, quindi, in virtù dell’estensione del campo di stabilità del rendimento, continuano a raggiungere buone prestazioni anche in caso di scarsa alimentazione.