Circa 200 m prima della centrale elettrica è stata predisposta una torre idrica.

La torre idrica è stata progettata sotto forma di pozzo di risalita. Il pozzo di risalita è costituito da due condotte parallele in acciaio DN 1600 mm, che si dipartono dalla condotta forzata al livello del mare di 1.180 m, circa 200 m prima della centrale, e sono state convogliate lungo un corridoio forestale fino a un pozzo di sfiato al livello del mare di 1.300 m. La torre idrica è stata progettata sotto forma di pozzo di risalita.

Il metodo di costruzione scelto si è rivelato più economico in un terreno difficile e scosceso rispetto alla costruzione di una grande camera di espansione in cemento armato.

La torre idrica ha una funzione protettiva e di bilanciamento in caso di fluttuazioni di flusso nel sistema idraulico.

La sua funzione è descritta brevemente di seguito:

Se i dispositivi di protezione rispondono, la centrale elettrica viene scollegata dalla rete aprendo immediatamente e senza ritardi entrambi gli interruttori di macchina. In questo modo, la forza motrice delle macchine, cioè il flusso d’acqua alle turbine, deve essere interrotta il più rapidamente possibile. In caso contrario, le macchine raggiungerebbero in breve tempo la cosiddetta velocità di fuga. Questa velocità molto elevata sottoporrebbe le macchine a forti sollecitazioni e le danneggerebbe dopo pochi minuti.

Si può immaginare questo processo di “riduzione del carico” delle turbine come se si guidasse in autostrada a tutto gas, si premesse il pedale della frizione e si scaricasse improvvisamente il motore.

Tuttavia, l’acqua non può essere chiusa arbitrariamente e rapidamente. Il volume d’acqua in movimento nella condotta ha una grande inerzia di massa. La velocità di scorrimento dell’acqua nella condotta forzata, lunga 5.123 m, è di circa 10 km/h a pieno carico della centrale. Una brusca “manovra di frenata” delle masse d’acqua provocherebbe un’impennata di pressione molto elevata nella condotta. Per resistere a questa ondata di pressione e per limitare le elevate sollecitazioni del materiale associate, sarebbe necessario scegliere uno spessore della parete del tubo economicamente inaccettabile.

Il progetto complessivo dell’impianto idraulico deve quindi conciliare due esigenze contrastanti:

Da un lato, l’alimentazione deve essere interrotta il più rapidamente possibile per limitare l’aumento di velocità delle macchine. Dall’altro lato, è necessario non interrompere troppo rapidamente l’alimentazione dell’acqua, perché altrimenti la pressione nella condotta aumenterebbe eccessivamente.

La soluzione al problema consiste nel fornire una via di fuga all’acqua nel tubo e nel rallentare il più possibile la colonna d’acqua che scorre.

Questo compito è assolto dalla torre idrica.

L’acqua alle turbine viene chiusa entro 5 secondi, in modo da mantenere l’aumento di velocità entro i limiti. La massa d’acqua dall’opera di presa al punto in cui il pozzo di risalita si dirama dalla condotta può confluire nel pozzo di risalita invece di proseguire verso la centrale elettrica. Solo le masse d’acqua che si trovano nel tratto di condotta relativamente breve, lungo 200 m, tra la diramazione del pozzo di risalita e la centrale elettrica, devono essere rallentate entro 5 secondi. L’aumento di pressione può quindi essere limitato a un livello ragionevole.

L’acqua che entra dall’opera di presa sale verso l’alto nel pozzo di risalita fino a quando non ha “bruciato” l’energia cinetica, per poi sprofondare nuovamente nel pozzo di risalita e tornare all’opera di presa in direzione opposta.

Tra l’opera di presa e la torre idrica (vasi comunicanti) si verifica un’oscillazione transitoria, che si attenua lentamente fino al completo riposo dell’acqua nel sistema di tubature.

L’intero sistema idraulico, dall’opera di presa alle turbine, è stato calcolato con un programma informatico utilizzando le seguenti ipotesi:

Arresto di emergenza di entrambe le turbine entro 5 secondi da 100 % a 0 % di apertura.

Il calcolo ha portato a un aumento massimo della pressione alla base della condotta di 17,43 bar, corrispondente a circa il 140% dell’altezza di pressione. L’oscillazione massima verso l’alto del livello dell’acqua alla chiusura di emergenza di entrambi i gruppi di macchine è stata calcolata con un livello del mare di 1.286,57 m.

L’estremità superiore del pozzo di risalita con la camera di ventilazione si trova al livello del mare a 1.300,75 m, in modo da garantire una sicurezza sufficiente contro la fuoriuscita di acqua dal sistema.

Nel corso delle prove di messa in servizio, sono stati effettuati arresti di emergenza con il 100% della portata.

È stato misurato un innalzamento massimo del livello dell’acqua nella torre idrica di 1.286,20 m, con una deviazione di soli 37 cm dal valore calcolato. La simulazione effettuata al computer è stata quindi confermata.