…a Mamma e Papà
Indice
Indice ... 1
Introduzione ... 4
Capitolo 1 Studio preliminare... 5
9.1Inquadramento territoriale ... 5
9.1 Analisi della situazione attuale e caratteristiche generali dell’intervento ... 6
1.3 Quadro normativo di riferimento ... 8
Capitolo 2 Dimensionamento della rete ... 9
2.1 Scelta del tipo di sistema... 9
2.2 Andamento plano-altimetrico... 10
2.3 Indagine demoscopia ... 12
2.4 Calcolo delle portate fecali ... 15
2.5 Scelta dei materiali per le tubazioni ... 16
2.6 Dimensionamento delle sezioni dei collettori... 27
2.7 Pozzetti di ispezione ... 33
2.8 Impianti di sollevamento ... 35
2.9 Perfettibilità ambientale della rete ... 47
Capitolo 3 Depuratore... 48
3.1 Generalità sul processo depurativo ... 48
Capitolo 4 Linea liquame... 52
4.1 Linea liquami... 52
4.2 Trattamenti Preliminari ... 53
4.3 Grigliatura ... 54
4.4 Griglia grossolana ... 55
4.5 Griglia fine... 58
4.6 Dissabbiatura e disoleatura... 62
4.7 Sollevamento meccanico ... 64
Capitolo 5 Fase Biologica... 69
5.1 Fase biologica ... 69
5.2 Nitrificazione ... 72
5.3 Denitrificazione ... 76
5.4 Portata di Supero ... 78
5.5 Portata di Ricircolo... 81
5.6 Portata della miscela aereata ... 81
5.7 Portata di aria ... 82
5.8 sedimentatore finale ... 84
Capitolo 6 Defosfatazione... 87
6.1 Defosfatazione ... 87
6.2 Coagulazione ... 88
6.3 Flocculazione: ... 88
6.4 Sedimentazione:... 89
Capitolo 7 Trattamenti terziari ... 90
Trattamenti terziari... 90
7.1 Microfiltrazione ... 91
7.2 Disinfezione ... 94
7.3 Disinfezione con raggi ultravioletti ... 97
Capitolo 8 Linea fanghi ... 100
8.1 Trattamento fanghi... 100
8.2 Digestione aerobica ... 101
8.3 Post-Ispessitore ... 104
8.4 Disidratazione(Nastropressa) ... 106
Capitolo 9 Profilo idraulico ... 108
9.1Profilo idraulico ... 108
ALLEGATO A: ...I
PLANIMETRIA GENERALE DEGLI INTERVENTI ... I
PLANIMETRIA AREE SCOLANTI E DENSITÀ ABITATIVA ... II PROFILO LONGITUDINALE PRINCIPALE SUBSISTEMA I ... III PROFILO LONGITUDINALE PRINCIPALE SUBSISTEMA II...IV PROFILO LONGITUDINALE PRINCIPALE SUBSISTEMA III ... V PARTICOLARE POZZETTI D’ISPEZIONE...VI PARTICOLARE IMPIANTO DI SOLLEVAMENTO... VII
ALLEGATO B: ... 121
SISTEMI DI PRETTRATTAMENTO ESISTENTI:... 121
ALLEGATO C: ... 121
DIAGRAMMA A BLOCCHI ... I PLANIMETRIA DEI COLLEGAMENTI IDRAULICI ... II PLANIMETRIA GENERALE E SISTEMAZIONE A VERDE... III PROFILO IDRAULICO ...IV
Ringraziamenti ... 143
Bibliografia... 144
Introduzione
Il lavoro di seguito esposto tratterà il dimensionamento di una rete di fognatura nera e dell’impianto di depurazione che servirà il comune di Montespertoli della provincia di Firenze.
La trattazione consiste in una relazione tecnica che illustrerà le scelte progettuali adottate per trasformare l’attuale sistema fognario unitario in un sistema
separato,ossia una rete fognaria costituita da due condotte,una delle quali canalizzerà le sole acque meteoriche di dilavamento utilizzando le condotte esistenti,
l’altra,completamente nuova, le acque nere.
Il lavoro termina con la progettazione di un depuratore a fanghi attivi,essendo il comune privo di un impianto di trattamento dei reflui .
Capitolo 1 Studio preliminare
1.1 Inquadramento territoriale
Il comune di Montespertoli fa parte della provincia di Firenze, il suo territorio
si estende tra le valli della Pesa e dell’Elsa e del Virginio alle coordinate latitudine 49° 39′ 0′′ N e longitudine 11° 5′ 0′′ E.
Il territorio del comune si estende per 125.04 km2 .
Sorge a 257 metri sopra il livello del mare,il territorio del comune risulta compreso tra i 53 e i 422 metri sul livello del mare.
L’escursione altimetrica complessiva risulta essere pari a 369 metri .
Il numero di abitanti risalente all’ultimo censimento ISTAT del 2001 è pari a 11.354 persone mostrando nel decennio 1991-2001 una variazione percentuale positiva di abitanti pari al 20.38%.
Gli abitanti sono distribuiti in 4.216 nuclei familiari con una media per nucleo familiare di 2.69 componenti.
La popolazione è di tipo prevalentemente residenziale,distribuita in modo non uniforme sul territorio.
La densità abitativa è di 90,80 abitanti su km2.
L’orografia del territorio è caratterizzata da declivi di natura collinare con pendenze, anche significative, prevalentemente orientate a sud-est.
Tuttavia la zona oggetto degli interventi è caratterizzata da forti pendenze.
Dal punto di vista geologico il territorio risulta formato prevalentemente da depositi sabbiosi ed alluvioni pleistoceniche su argille plioceniche, pertanto nelle zone interessate non si evincono fenomeni di dissesto significativi, quindi, i versanti sono sostanzialmente stabili.
1.2 Analisi della situazione attuale e caratteristiche generali dell’intervento
La località in oggetto è parzialmente servita da una di rete fognaria mista, i cui collettori affluiscono in piccoli impianti di pretrattamento, le restanti zone sono caratterizzate da fognature di tipo statico, adoperate per le sole acque nere delle case isolate, costituite essenzialmente da pozzi neri, fosse settiche e vasche Imhoff (figura 1).
Fig. 1.1( Foto aerea di Montespertoli)
I piccoli impianti di pretrattamento sono posti in diversi punti del centro abitato e in alcune frazioni che fanno parte del comune .
Nella parte nord-est del centro abitato di Montespertoli (Borro Santo); sulla strada provinciale N°47 posto in un vallino sul lato destro della strada (Le Grotte); in via Schiavone (Schiavone); in via Verdi una fossa biologica (via Verdi); via Montelupo (zona artigiana); via provinciale Volterrana a ridosso del torrente Virginio (zona
sportiva); tre nelle frazioni di Lucardo la più importante (Lucardo); frazione di Lucignano (Lucignano).
Il dimensionamento della rete fognaria in località Montespertoli si inserisce in un progetto più ampio di risanamento della rete dell’intero territorio del comune.
La dinamicità di una fognatura è infatti un requisito indispensabile e le fognature statiche non offrono standard di qualità igienico sanitaria adeguati.
La riorganizzazione del sistema fognario comunale prevede la riabilitazione dei tratti di rete prossimi ai canali di scolo delle acque meteoriche e l’oggettiva priorità di intervento alle zone sprovviste di rete fognante.
L’intervento che si è ritenuto più idoneo a tal fine è stato quello di intercettare e collettare nei pressi di alcuni nodi della località in oggetto i numerosi fognoli convoglianti reflui domestici mediante condotte, di lunghezza opportuna, localizzati in corrispondenza dei pozzetti di ispezione e/o confluenza dei collettori fognanti
La rete dimensionata è stata schematizzata in tre subsistemi:
• Subsistema I
• Subsistema II
• Subsistema III
Ogni subsistema è caratterizzato da un collettore principale che raccoglie le portate provenienti dalle reti secondarie,terziarie e confluisce all’impianto di depurazione . Ad ogni collettore è stata assegnata un’area scolante che comprendesse gli edifici che il collettore stesso dovrà servire.
Le indicazioni precedentemente esposte sono dettagliatamente illustrate nell’allegato
Allegato A Elaborato I Tavola: “Planimetria generale degli interventi”.
Come precedentemente esposto i tre collettori dei subsistemi I, II e III saranno convogliati all’impianto di depurazione localizzato in prossimità dello Schiavone i reflui depurati vengono scaricati nel rio Turbone.
1.3 Quadro normativo di riferimento
Il quadro normativo di riferimento al quale ci si è attenuti per il dimensionamento della rete è costituito in primo luogo dalla circolare 11633 del 7.01.1974 del Ministero dei LL.PP. “Istruzioni per la compilazione degli elaborati dei progetti di fognature”,la legge del 10/05/1976 N°319 “Norme per la tutela delle acque dell’ inquinamento”( LEGGE MERLI ); la “Guida alla progettazione dei sistemi di collettamento e depurazione delle acque reflue urbane”, poi dal documento redatto dal Ministero dell’Ambiente e della Salute del Territorio e dall’ANPA (Agenzia Nazionale per la Protezione dell’Ambiente) del 1997 al fine di predisporre una guida alla progettazione cui potessero riferirsi le amministrazioni e le stazioni appaltanti nell’esercizio delle loro competenze e che si adeguasse alla Direttiva quadro comunitaria (91/271/CEE).
Si è inoltre fatto riferimento alla normativa regionale della regione Toscana regolamento regionale 23 maggio 2003 n°28 ,regolamento di attuazione dell’art.6 della L.R.
21.12.2001 n°64; “ norme sullo scarico di acque reflue e di ulteriori modifiche alla L.R.
1 dicembre 1998, n°88 ”.
All’inizio degli anni 70 furono stanziati in Italia notevoli finanziamenti per gli impianti fognari.
Negli ultimi anni i problemi sull’ inquinamento delle acque hanno acquisito sempre maggiore importanza per la crescente carenza delle risorse idriche disponibili, dovuta in larga misura al progressivo peggiorare della loro qualità.
Lo stato di “sofferenza” delle falde e dei corpi idrici superficiali, nasce anche dalla mancata o inefficiente raccolta delle acque reflue, per cui è stato posto un notevole impegno nel migliorare le esistenti reti di fognatura e nel realizzarne di nuove, con maggiori, più moderni ed affidabili criteri di progettazione ed esecuzione.
All’inizio degli anni 70, quando cioè la problematica prima accennata iniziò a evidenziarsi in tutta la sua gravità, l’autorità Centrale, in considerazione delle ingenti dimensioni dei finanziamenti che venivano stanziati , ritenne opportuno che tutti i progetti di fognatura possedessero caratteristiche di uniformità sotto gli aspetti sia tecnici che amministrativi in modo che gli interventi presentassero una comune matrice di omogeneità.
Capitolo 2 Dimensionamento della rete
2.1 Scelta del tipo di sistema Separazione delle reti
Per sistema separato si intende il tipo di canalizzazione in cui le acque reflue sono convogliate in collettori distinti da quelli destinati alle acque meteoriche (figura 2).
Fig.2.1 ( sistema di collettamento separato )
La scelta di realizzare questa tipologia di sistema nella località in esame è scaturita in seguito ad uno studio di carattere tecnico ed economico,che tiene conto delle condizioni orografiche, igieniche, urbanistiche e sociali del centro abitato.
Si é deciso di adottare un sistema fognario separato sia per la possibilità di utilizzare per le acque pluviali delle condotte già esistenti, sia per la situazione orografica della zona che rende necessario l’inserimento di diversi impianti di sollevamento meccanico lungo il tracciato della rete nera; in tal modo la rete bianca è costituita da una serie di reti indipendenti peraltro in buona parte già esistente .
La scelta è ricaduta sul sistema separato per il fatto che in questo modo si sfrutta a pieno la rete esistente, senza significativi interventi di adeguamento, destinandola al collettamento delle sole acque pluviali .
La nuova rete, necessaria per le acque nere, è costituita da collettori di piccole dimensioni , per cui non risulta molto oneroso realizzarla con caratteristiche tecniche adeguate e dotarla di numerosi impianti di sollevamento.
2.2 Andamento plano-altimetrico
Le reti di fognatura sono costituite da canali chiusi funzionanti a superficie libera.
L’andamento plano-altimetrico delle reti, pertanto, risulta strettamente connesso alla morfometria dei luoghi ed alla natura ed ubicazione del mezzo ricettore finale.
Il criterio che ha portato alla scelta è stato quello di pianificare una rete fognaria in modo il più possibile coerente con le pendenze naturali del terreno, al fine di evitare che essa abbia inaccettabili interconnessioni con il reticolo naturale.
Lo schema planimetrico adottato è stato del tipo a ventaglio in cui i collettori di vario ordine provenienti da diverse zone dell’abitato convergono verso un collettore principale disposto lungo la linea di talweg del centro abitato.
Fig.2.2 (Tipi di schemi planimetrici)
La rete è stata articolata in tre tronchi principali, subsistemi del sistema principale.
Ogni subsistema è costituito da un collettore planimetricamente disposto lungo la strada
principale al fine di operare prevalentemente sul suolo comunale e ridurre gli espropri di terreni privati.
In ognuno dei collettori principali, convergenti all’impianto di depurazione, confluiscono le varie ramificazioni delle reti secondarie.
Il funzionamento delle condotte fognarie è prevalentemente a gravità anche se ci sono diversi tratti di condotte in pressione.
La normativa vigente prescrive che la velocità minima nelle fogne debba essere tale da impedire la sedimentazione delle sostanze sospese, in modo da evitare la progressiva occlusione della tubazione e la formazione di depositi putrescibili; nei casi in cui tale velocità non poteva essere mantenuta con il semplice funzionamento a gravità si sono adottate stazioni di sollevamento puntuali per ripristinare pendenze che consentissero il raggiungimento della velocità minima.
La legge prescrive infatti che la velocità minima calcolata in tempo asciutto con la portata media non debba essere inferiore a 0,5 m/s,mentre la velocità massima non deve superare i 4 m/s.
2.3 Indagine demoscopia
Lo studio preliminare alla stesura del progetto della rete fognaria ha interessato diversi aspetti naturali, antropici, socioeconomici e di pianificazione territoriale.
Il dato di partenza per il dimensionamento è stato il calcolo della quantità dei liquami da smaltire, ricavato a partire dalla previsione della crescita della popolazione durante la vita utile dell’opera.
Per vita utile si intende il periodo di tempo, espresso in anni, durante il quale non si prevedano deterioramenti che possano pregiudicare la funzionalità dell’opera e che presuppongano provvedimenti significativi, fatta eccezione per gli interventi programmatici di manutenzione ordinaria.
La vita utile stabilita dell’opera prevista è di 50 anni.
A partire dalla previsione della popolazione e dalla dotazione idrica pro-capite è stato in seguito calcolato il volume totale dei liquami da smaltire.
Gli insediamenti abitativi sono costituiti prevalentemente da abitazioni residenziali.
Le fonti di informazione sulla distribuzione della popolazione sono stati gli uffici comunali preposti e l’Istituto nazionale di statistica, uff. reg. Toscana .
In mancanza di un piano di sviluppo territoriale aggiornato, che prenda in considerazione l’evolversi di tutti quei fattori che caratterizzano l’assetto di un territorio, per elaborare delle analisi demografiche sono state formulate ipotesi di sviluppo soggettive, corredate dalla visione dello strumento urbanistico del luogo.
La crescita della popolazione residente è la risultante di due fenomeni distinti:il movimento naturale (iscrizioni per nascita e cancellazione per morte) e il movimento migratorio: (iscrizioni e cancellazioni per trasferimento di residenza).
Il movimento naturale si mantiene mediamente costante nel tempo, nella medesima situazione socioculturale e varia al variare della composizione della popolazione per classi di età.
Analizzando la serie dei censimenti del centro urbano in esame, si è tenuto in considerazione che il decremento di popolazione, avvenuto tra il 1961 e il 1971, sia dovuto anche al fatto che l’ISTAT, solo dopo il censimento del 1961, ha dato istruzioni agli uffici anagrafici di ogni comune di procedere d’autorità alla cancellazione dei residenti dopo un lungo periodo di assenza.
Considerando inoltre, che il comune in oggetto, in seguito alla sua costituzione (1952), ha accorpato nel suo territorio borgate facenti parte prima di tale data ad altri comuni,
sembra opportuno ritenere come base di partenza di una serie storica da valutare, il Censimento effettuato nel 1971.
Quale ultimo dato della serie si considera quello relativo al 14° Censimento generale della popolazione effettuato il 21 ottobre 2001, pari a 11.354 abitanti presenti.
Fig.2.3 ( elaborazione grafica ISTAT)
La stima effettuata si riferisce all'intero territorio comunale che comprende ventitre frazioni:
Anselmo, Baccaiano, Botinaccio, Castiglioni, Corfecciano, Fornacette, Gigliola, Lucardo, Lucignano, Lungagnana, Martignana, Molino del Ponte, Montagnana, Montalbino, Montegufoni, Ortimino, Polvereto, Poppiano, San Donato a Livizzano, San Pietro in Mercato, San Quirico in Collina, Tresanti,(vedi allegato).
Il censimento del 2001 ha fatto registrare una popolazione pari a 11.354 abitanti in tutto il comune di Montespertoli, mostrando quindi nel decennio 1991- 2001 una variazione percentuale di abitanti pari al 20,38%.
La zona interessata dalla realizzazione dell’opera considera circa il 73% della popolazione comunale ,ad esse vanno aggiunte, in base a considerazioni
soggettive,scaturite dall’esame della curva di crescita su elaborazione dei dati ISTAT un incremento futuro della popolazione del 20% (N1) ,quindi il numero di utenze totale che usufruiscono della rete fognaria in esame è pari a:
Ntot = N+N1
N = numero di utenze esistenti N =0.75×11354ab≅8288,42ab N1 = numero utenze future N1=20*(8289/100)=1657,8ab Ntot = N+N1 = 9946 ≈ 10.000ab
2.4 Calcolo delle portate fecali
La valutazione della portata fecale ha rivestito ampio margine di incertezza data la impossibilità intrinseca di conoscere attendibilmente i seguenti elementi:
• La dotazione idrica per abitante;
• la distribuzione dei flussi nell'arco della giornata di massimo consumo.
Non tutta l'acqua immessa nella rete di distribuzione idrica perviene infatti alla rete di fognatura, a causa di una serie di usi dell’acqua che non prevedono lo scarico nella fognatura.
I dati relativi a rilevamenti mirati alla valutazione della percentuale dell'acqua immessa nella rete di distribuzione che raggiunge la fognatura risultano molto dispersi.
L'ordine di grandezza delle perdite è del 20-30%.
Nel caso di fognatura separata, prudenzialmente si assume che il 75% della dotazione idrica verrà vettoriata dal sistema fognante.
Noti pertanto la dotazione idrica pro capite pari a 250 l/giorno·abit ed il numero N di abitanti pari a 10.000 da servire con la rete di fognatura, risulta agevole determinare il valore della portata di punta fecale QN con la relazione:
s l Q
N= αψ
86400Nq= 2 , 5 × 0 , 75 ×
1000086400×250= 54 , 25 /
Con:
N numero degli abitanti serviti dal collettore q dotazione idrica pro capite in l/giorni ·abit α coefficiente di punta oraria
ψ coefficiente di afflusso alla fognatura nera, pari al rapporto tra il volume liquido scaricato nella fognatura e quello distribuito dall’acquedotto.
2.5 Scelta dei materiali per le tubazioni
In Italia non esiste ancora una legislazione o dei regolamenti che trattano della conservazione delle reti fognatura nei riguardi dell’interazione fisico chimiche tra materiali ed ambiente di posa.
L’ argomento e’ di massima importanza in quanto strettamente correlato alla durata nel tempo dell’efficienza delle opere.
I materiali di fognatura possono raggrupparsi in quattro classi .
Nell’analisi comparativa tra tubazioni e canalizzazioni realizzate con differenti materiali, vengono prese in esame le caratteristiche più salienti con specifico riferimento all'impiego nel trasporto di liquami.
Queste sono:
• la resistenza alla corrosione
• la resistenza all'abrasione
• la resistenza al flusso
• il comportamento meccanico
• il tipo di giunto
• la posa in opera i pezzi speciali
Il mercato risponde in maniera esaustiva offrendo un’ampia gamma di prodotti che, a seconda del materiale, possono essere classificati in tubazioni :
• Metalliche: acciaio, ghisa sferoidale; l’acqua, sempre presente nel terreno, ne determina il
comportamento elettrolitico.
Le tubazioni metalliche, di acciaio e di ghisa, queste ultime in minore misura, vanno incontro a fenomeni di corrosione elettrochimica.
Il fenomeno può essere ingenerato sia dalla naturale formazione di pile galvaniche dovute all'eterogeneità del contatto suolo metallo, sia dalla presenza nel suolo di correnti vaganti disperse da sistemi funzionanti a corrente continua.
Per la fognatura sono attaccate dall’acque oltre a risultare non economiche.
• Lapidee: calcestruzzo armato, sia ordinario che precompresso, cemento amianto, Ecored, ceramico.
Il calcestruzzo ed il fibrocemento senza amianto, se ben lavorati, normalmente non destano preoccupazioni per l'interazione con l'ambiente di posa.
Solo in particolari condizioni, quali quelle connesse con eccesso di anidride carbonica, presenza di sali di magnesio e di solfati, è da attendersi l'attacco chimico dei conglomerati e la consequenziale loro disgregazione.
• Plastiche: PVC ( policloruro di vinile), PRFV (poliestere rinforzato con fibre di vetro) e PEAD (polietilene ad alta densità).
I polimeri, matrice delle tubazioni di materiale plastico, per loro natura sono resistenti agli attacchi chimici da parte dei suoli, mentre la presenza di sostanze addittivate può modificare tale comportamento.
Il decadimento delle caratteristiche meccaniche delle tubazioni di materiale plastico è dovuto all'assorbimento di acqua e dei suoi soluti, specie i cloruri.
• materiali cotti o ceramici : essenzialmente tubazioni realizzate in grès ceramico; sono caratterizzati da spiccata resistenza all’azione chimica dell’ambiente. Ottima è la resistenza anche nei riguardi delle sostanze considerate critiche per i materiali legati.
Per ciascun tipo di tubo verranno illustrati sinteticamente i processi di realizzazione ed i principali campi d utilizzazione .
Per le condotte a gravità è stato scelto il PVC:
La scelta si è basata sull’esigenza di realizzare sistemi fognari con materiali che assicurassero una messa in opera veloce ed economica, un’efficiente tenuta nel tempo, al fine di garantire un’adeguata durata del sistema ed una ridotta incidenza dei costi di esercizio e degli interventi di manutenzione.
Fig.2.4 (Tubi in PVC)
Il PVC(cloruro di polivinile) è una resina sintetica di tipo termoplastico prodotta dalla polimerizzazione del cloruro di vinile con aggiunta di ingredienti richiesti dalla fabbricazione delle tubazioni (che rammollisce con l’aumentare della temperatura durante il processo di lavorazione ed indurisce dopo il raffreddamento, conservando la forma impartitale a caldo), costituita da macromolecole di composti del carbonio.
Lo schema di produzione inizia con l'arrivo delle materie prime e degli additivi quali cariche,stabilizzanti/lubrificanti e coloranti che vengono opportunamente insilati in silos verticali di stoccaggio.
Questi elementi servono per preparare le mescole, definite in base ai programmi settimanali di produzione, mediante l'ausilio dell'unità di miscelazione automatizzata nella quale si tiene conto del riutilizzo della materia rimacinata e polverizzata.
Fig.2.5 (produzione dei tubi in PVC)
A seconda della tipologia del prodotto finito da fabbricare, cioè tubazioni per uso acquedotto, fognatura, edilizia, queste mescole vengono caricate nelle quantità desiderate nello stoccaggio compounds dal quale escono pesate e con la qualità desiderata, già pronte per la lavorazione sulle linee di estrusione.
Dopo aver montato le teste e filiere idonee per il tipo di prodotto da trasformare, si provvede alla calibratura, centratura e raffreddamento della tubazione, marcature di identificazione del prodotto e di conformità alle norme in vigore.
Segue generalmente, a questo punto della lavorazione, la bicchieratura che può essere in linea con ciclo continuo o fuori linea (per i diametri nominali più grandi) seguono attente rilevazioni in accordo con le diverse normative.
Eventuali scarti vengono, a seguito di polverizzazione, reinseriti nel ciclo di produzione.
Il prodotto finito, confezionato,caricato a magazzino è pronto per la spedizione.
Si tratta di una delle materie plastiche più diffuse, con applicazioni in vari settori, quali l’edilizia, i trasporti, l’arredamento, l’industria automobilistica e calzaturiera.
Le caratteristiche principali del materiale sono riassunte di seguito sinteticamente:
• massa volumica: 1.37¸1.45 g/cm3
• modulo di elasticità: ~30000 kg/cm2 (3000 MPa)
• resistenza a trazione: ³480 kg/cm2 (48 MPa)
• allungamento a snervamento: < 10%
• coefficiente di dilatazione termica lineare: 60¸80 10-6 K-1
• conducibilità termica: ~ 0.13 kCal/h m °C
• resistenza elettrica superficiale: ³ 1012 Ohm cm
Esse consentono di assicurare alle tubazioni in PVC proprietà di grande interesse tecnico. In particolare, sono caratterizzate da:
• leggerezza, con conseguenti possibili economie nel trasporto e nella posa in opera;
• superficie interna liscia e scarsamente incrostabile: pertanto sono caratterizzate da ridotte resistenze al moto e da un incremento di esse nel tempo (cioè “a tubo usato”) in pratica trascurabile;
• elevata resistenza chimica ed elettrochimica sia ai sali disciolti in acqua che alle sostanze acide ed alcaline presenti nei reflui; in pratica le tubazioni in PVC sono vulnerabili soltanto ad alcuni solventi organici;
• elevata resistività elettrica, con conseguenti ottime caratteristiche d’isolamento.
Il sistema di giunzione previsto è del tipo a bicchiere (in alternativa può utilizzarsi un giunto a manicotto), con anello elastomerico di tenuta (giunti elastici), caratterizzato da un’affidabile tenuta idraulica e dalla possibilità di assorbire senza difficoltà piccole deviazioni angolari,.
Le tubazioni dovranno essere poste su un letto di graniglia o sabbione opportunamente costipato, dello spessore minimo di 10 cm con il quale si livellerà il fondo dello scavo realizzando il piano inclinato per la posa delle tubazioni alle pendenze di progetto.
Il rinfianco e la copertura della tubazione, fino a 10 cm al di sopra della generatrice superiore della tubazione, dovranno essere realizzati con graniglia di cava, che verrà distribuita a strati, prima sui lati della tubazione, compattata e quindi sopra la tubazione.
Per le condotte in pressione è stato scelto la GHISA:
La ghisa è un materiale ferroso con elevato contenuto di carbonio.
Nella fase di raffreddamento dallo stato fuso si ha la separazione di grafite sotto forma lamellare distribuita nella massa metallica.
Fig.2.6 (Tubi in Ghisa)
La presenza di grafite consente la lavorabilità della ghisa ma la rende, nel contempo, fragile e poco resistente.
Nel 1950, ricercatori americani, aggiungendo alla ghisa fusa alla temperatura di circa 1350 °C, piccole quantità di magnesio, ottennero la ghisa sferoidale, caratterizzata dalla presenza di grafite libera in forma di noduli.
Le caratteristiche meccaniche del nuovo materiale risultano confrontabili con quelle dell acciaio per tubazioni,con perdita della fragilità e resistenza a trazione pari a 40-50 kg/mm2.
Ghisa grigia:
Fig. 2.7 (Ghisa Grigia)
Micrografia di una ghisa grigia
la grafite si presenta sotto forma di lamelle che si comportano come microcricche interne. Ai bordi delle lamelle agiscono punti di tensione in seguito alla concentrazione di linee di forza causando rotture di tipo fragilesenza deformazione plastica.
Ghisa sferoidale o duttile:
Fig.2.8 (Ghisa sferoidale)
Micrografia di una una ghisa sferoidale
assenza di concentrazione di linee di forza poiché la grafite si presenta sotto forma di miscrosfere. Pertanto si avrà deformazione plastica senza rotture di tipo fragile.
I tubi di ghisa venivano realizzati con ghisa grigia di seconda fusione colata entro forme verticali realizzate con terra di fonderia secondo la più antica tradizione adottata per costruire i cannoni.
Le prime utilizzazioni di questi tubi risale al 1445 per la realizzazione di un acquedotto per il castello di Dillimgurb (Germania) , rimasto in esercizio fino al 1760, anno di distruzione del castello.
Nel 1639 : condotte Medicee in Firenze ancora in esercizio per alcuni tronchi ;nel 1644 realizzazione delle condotte di Versailles, in parte ancora in esercizio .
La ghisa sferoidale è ottenuta per fusione, al cubilotto(1), di ghisa in pani, rottami di ghisa,
Acciaio e ferro leghe. Dal cubilotto la ghisa passa ad un forno elettrico (2) il quale assicura uni-formità di composizione e di temperatura.
Il successivo trattamento di sferoidizzazione si raggiunge aggiungendo piccole quantità di magnesio (≈ 0,06%).
I tubi di ghisa sferoidale vengono prodotti per centrifugazione entro conchiglia metallica (metodo De Lavaud-Arens ) o entro cassaforma rivestita con terra da fonderia (metodo Moore).
METODO De Lavaud-Arens: La ghisa liquida viene versata, con apposito canale ed in quantità, in peso, occorrente per realizzare il tubo dello spessore assegnato (funzione della pressione di esercizio alla quale viene assegnato) nella conchiglia, raffreddata ad acqua, posta in veloce rotazione e traslazione, per tutta la sua lunghezza.
Il metallo liquido, tenuto a contatto con la superficie interna della conchiglia dalla forza centrifuga, solidifica e forma il tubo, mentre la estremità opposta della conchiglia è chiusa da un’anima riproducente la sagoma interna del bicchiere
Al termine della centrifugazione il tubo estratto viene avviato al forno di ricottura,nel quale subisce un trattamento termico per trasformare la struttura della matrice perlitica, causata dal rapido raffreddamento della conchiglia, in una struttura ferritica.
I tubi sono mantenuti nel forno a riverbero per circa 25 minuti alla temperatura di circa 900 °C; infine raffreddati lentamente vengono estratti dal forno alla temperatura di circa 300 °C .
METODO MOORE: questo processo di fabbricazione, adottando conchiglie rivestite con terra di fonderia (materiale refrattario)con conseguente lento raffreddamento del tubo, evita il trattamento di ricottura.
A fronte di un risparmio energetico è più laboriosa la fase di preparazione delle conchiglie che devono essere rivestite prima di ogni colata ed un conseguente rallentamento della catena di produzione.
Terminato il processo di fabbricazione i tubi sono avviati alla zincatura e collaudati idraulicamente.
A questo punto viene applicato, internamente e per centrifugazione, un rivestimento realizzato con malta di cemento alluminoso che conferisce al tubo un miglior coefficiente di scabrezza.
Al termine della stagionatura del rivestimento interno le tubazioni vengono verniciate, esternamente,con vernici bituminose applicate a spruzzo.
I tubi di ghisa sferoidale sono prodotti in barre lunghe 6 m con diametri variabili da 40 mm a 2600mm.
Il giunto è a bicchiere con tenuta assicurata da guarnizione di gomma .
L’evoluzione tecnologica dei tubi di ghisa ha affiancato alla gamma di base nuove tubazioni: Integral (per fognature), con rivestimento esterno in zinco metallico ricoperto da una vernice epossidica di colore rosso per dare la possibilità di identificazione delle reti di fognatura una volta posate; Natural (per acquedotti), con rivestimento esterno multistrato zinco + alluminio dove l’alluminio ha la funzione di prolungare, nel tempo, l’azione protettiva dello zinco e quindi la durata del tubo.
Un’ulteriore protezione è data da un ulteriore rivestimento di finitura con vernice epossidica di azzurro che sostituisce la tradizionale vernice bituminosa.
Alpinal: (per innevamento artificiale), rappresentano un sistema di tubi e raccordi antisfilamento, resistente fino ad una pressione interna di 100 bar.
La giunzione dei tubi di ghisa avviene essenzialmente introducendo l’estremità liscia del tubo nel corrispondente bicchiere.
Anticamente l’intercapedine anulare risultante veniva riempita di piombo fuso ribattuto a freddo, realizzando un giunto di tipo plastico soggetto, anche per piccoli cedimenti,a perdite.
Con l’avvento della ghisa sferoidale, caratterizzata dalle elevate capacità elastiche, sono state ricercate tipologie di giunti che assicurassero anche una perfetta tenuta idraulica del giunto. Questo si è reso possibile anche per la creazione di mescole di gomma naturale e sintetica particolarmente pure, chimicamente stabili, esenti da forme di invecchiamento e rilassamento, sicure dal punto di vista igienico e conformate in modo da assicurare, con la sola compressione, la tenuta idraulica.
Questi giunti sono essenzialmente di due tipi :
• Automatico o Rapido ( push on joint) la giunzione è ottenuta per compressione di una
guarnizione in elastomero EPDM (etilenepropilene), inserita nell’apposito alloggiamento all’interno del bicchiere, sulla canna del tubo imboccato.
La particolare forma tronco-conica ed il profilo divergente, a coda di rondine, assicurano la compressione necessaria alla tenuta trasmettendo la pressione dell’acqua alla superficie cilindrica di contatto con la tubazione generando forze antisfilamento proporzionali alla pressione interna.
Le fasi di montaggio dei tubi di ghisa con Giunto Rapido sono:
• Pulizia accurata dell’interno del bicchiere, sede della guarnizione, e dell’estremità liscia del tubo da imboccare;
• tracciamento della linea di fede di lunghezza inferiore di 10 mm rispetto alla profondità del bicchiere;questo giuoco, all’interno del bicchiere, ha lo scopo di assicurare la discontinuità elettrica e meccanica della condotta;
• introduzione della guarnizione con la coda di rondine rivolta verso il fondo del bicchiere;
• verificata la coassialità delle tubazioni , avviene la messa in tiro fino a quando la linea di fede raggiunge il lembo del bicchiere.
• Meccanico o Express (mechanical joint) : questi tipi di giunto conferiscono una notevole elasticità alla condotta consentendo deviazioni angolari tra tubi contigui , senza alcuna riduzione della tenuta idraulica,anche per eventuali depressioni in condotta ( ad esempio in fase di vuotatura dell’acquedotto).
Le fasi di montaggio dei tubi di ghisa con Giunto Express sono:
• Pulizia accurata dell’interno del bicchiere, sede della guarnizione, e dell’estremità liscia del tubo da imboccare;
• Inserimento della controflangia sull’estremità liscia del tubo,con la concavità rivolta verso il bicchiere e successiva introduzione della guarnizione;
• tracciamento della linea di fede di lunghezza inferiore di 10 mm rispetto alla profondità del bicchiere; questo gioco, all’interno del bicchiere, ha lo scopo di assicurare la discontinuità elettrica e meccanica della condotta;
• introdurre l’estremità liscia del tubo fino a far coincidere la linea di fede con il piano frontale del bicchiere;
• far scorrere la controflangia fino a farla aderire alla guarnizione e serrare,progressivamente,
con chiave dinamometrica i dadi con passate successive e seguendo lo schema di serraggio.
In conclusione possiamo dire che data la limitata resistenza della ghisa alla corrosione, in ambienti di posa particolarmente aggressivi le tubazioni vengono interrate avvolte con guaine di polietilene.
La resistenza all'urto ed all'abrasione è condizionata dalla resistenza del rivestimento interno dei tubi di ghisa sferoidale realizzato con malta cementizia.
Le caratteristiche idrauliche delle tubazioni di ghisa sferoidale, legate al rivestimento cementizio interno, sono buone.
Il giunto è a bicchiere con tenuta garantita da guarnizione di gomma.
La posa in opera è condizionata dal peso elevato delle tubazioni.
Il tubo, rigido, non richiede particolari prescrizioni per il letto di posa e per il rinfianco.
2.6 Dimensionamento delle sezioni dei collettori
Nota la portata totale QN relativa all’intera località, per il dimensionamento dei collettori si è operato nel seguente modo: attraverso valutazioni basate sull’osservazione della densità degli edifici si è ipotizzata una possibile ripartizione della portata sull’intero territorio dell’area in oggetto.
Il valore della portata per unità abitativa è stato ottenuto dal rapporto fra la portata totale e il numero di densità equivalente ottenuto dalla precedente operazione.
Successivamente è stato stimato un valore di portata per collettore moltiplicando la portata per unità abitativa per il numero di abitazioni equivalenti stimate all’interno dell’area, nel caso in cui i collettori fossero di testata.
Per i collettori non di testata, la portata è stata valutata sommando quella relativa all’area scolante del collettore considerato e quella pervenuta ad esso da monte dai collettori affluenti. Una volta effettuato il tracciato della rete,si procede alla numerazione dei collettori, da monte verso valle .La delimitazione delle aree scolanti parziali viene effettuata tracciando le bisettrici degli angoli formati dai collettori nei punti di confluenza (regola dei tetti) tenendo conto del ruolo che le pendenze,non trascurabili ,hanno nel convogliare le acque verso i vari collettori .
La sezione adottata è stata quella circolare .
Fig.2.9 (Sezione circolare)
Il dimensionamento delle sezioni dei collettori è stato effettuato utilizzando la formula di Gauckler-Strickler per determinare la scala di deflusso per le sezioni di forma chiusa.
2 / 1 3 / 2 i Kr
Q=ω
w =area corrispondente al generico grado di riempimento in m2 r = raggio idraulico con generico grado di riempimento in m
K coefficiente della formula di Gauckler-Strickler, che è stato prudenzialmente assunto pari a K = 70 m1/3·s-1
I = pendenza motrice, coincidente con la pendenza di fondo
Le fognature sono in genere costituite da canalizzazioni in sotterraneo che per portate uguali o inferiori a quelle di progetto funzionano a superficie libera, per consentire l’immissione d’acqua con basso carico.
Nota la portata dei collettori, si è preceduto nel seguente modo:
• è stato determinato il valore della portata specifica Q / i;
• si è stabilito di usare la sezione circolare per ogni collettore
• per le sezioni di forma circolare i valori di QP / i sono tabellati in funzione dei diametri.
Utilizzando la tabella si è scelta una sezione di dimensioni minime tali da avere un valore di QP/ i immediatamente maggiore di Q / i.
Dati i modesti valori delle portate dei singoli collettori, i rapporti Q /Pi iisono risultati inferiori a 0.298, valore corrispondente al diametro di 200 mm, valore minimo da assegnare, in conformità alla normativa, ai diametri per i collettori di fognatura nera. Per la maggior parte dei collettori sono stati pertanto assegnati diametri di 200 mm ;
si hanno diametri superiori lungo la condotta che porta al depuratore dove si ha un diametro pari a 300mm .
I collettori adoperati avranno, a sezione piena, una capacità di deflusso superiore a quella necessaria, la portata verrà smaltita con un riempimento parziale e quindi anche con una velocità diversa da quella che si avrebbe a sezione piena.
Per ogni collettore è stata calcolata l’altezza di riempimento, per determinare il valore effettivo della velocità, che deve essere compreso entro certi limiti.
Tale altezza è stata calcolata servendosi dell’equazione di Gauckler-Strickler, che conduce a grafici del tipo sotto riportato e verrà riportata nella tabella riassuntiva dei dati di progetto.
SUBSISTEMA I
nome tronco
reca- pita in
lun- ghezza m
Qpunta civ+ind.
l/s
i m/km
D scelto m
grado riemp.
%
V min m/s
Abi- tanti 101/1A 101/1B 249,93 0,28125 2,4 0,20 9,3% 0,19 32
101/1B 101/1C 141,95 0,48177 39 0,20 6,2% 0,60 56
101/1C 101/1D 177,72 2,14844 25 0,20 14,1% 0,80 248
201/1D 101/1E 150,81 4,41798 9 0,20 25,8% 0,69 532
201/1E 101/1E 61,22 2,25694 18 0,20 15,6% 0,72 260
101/1D 101/1E 351,89 2,30729 23,6 0,20 14,7% 0,80 266
201/1F 101/1F 143,36 0,625 24 0,20 7,9% 0,54 72
202/2F 101/1F 68,3 0,18229 83 0,20 3,3% 0,58 21
101/1E 101/1F 150,38 7,27652 4 0,22 36,1% 0,59 1.067
101/1F 101/G 121,6 7,91256 3,3 0,22 39,8% 0,56 1.194
101/G 101/DE 390,83 8,17538 52 0,22 19,9% 1,52 1.248
SUBSISTEMA II
nome tronco
reca- pita in
lun- ghezza m
Qpunta civ+ind l/s
i m/km
D scelto m
grado riemp
%
V min m/s
Abi- tanti 201/a 101/a 173,44 2,63889 15 0,20 17,6% 0,71 304
401/b 301/b 51,67 0,20833 44,5 0,20 4,1% 0,48 24
301/b 201/b 183,67 0,42969 48,5 0,20 5,6% 0,62 50
302/b 201/b 295,52 0,27604 9,14 0,20 6,7% 0,30 32
201/b 101/b 269,78 1,75 77,1 0,20 9,7% 1,12 202
202/a 101/a 42,65 0,08594 35,2 0,20 2,8% 0,34 10
202/b 101/b 80,44 1,35417 78,4 0,20 8,6% 1,04 156
402/b 303/b 58,11 0,625 56,7 0,20 6,4% 0,74 72
403/b 303/b 177,52 0,72222 33 0,20 7,8% 0,63 83
303/b 203/b 70,36 1,44097 168 0,20 7,4% 1,38 166
203/b 101/b 64,54 1,56597 32,5 0,20 11,3% 0,80 180
101/a 101/b 147,98 3,14844 32,44 0,20 15,9% 0,98 363
301/c 302/c 39,73 0,125 52,3 0,20 3,1% 0,44 14
302/c 303/c 40,32 0,24306 37,2 0,20 4,5% 0,48 28
303/c 202/c 40,08 0,40972 15 0,20 7,2% 0,41 47
201/c 202/c 139,18 2,04861 46 0,20 11,9% 0,98 236
304/c 203/c 26,54 0,04167 68 0,20 1,7% 0,35 5
202/c 203/c 118,73 4,59719 44,6 0,20 17,7% 1,23 563
203/c 101/c 268,86 7,48339 3,87 0,25 30,9% 0,58 1.108
301/d 201/d 225,7 0,26042 3,5 0,20 8,2% 0,21 30
201/d 101/d 128,08 0,82986 19,6 0,20 9,4% 0,55 96
101/b 101/c 195,83 6,95793 13,3 0,25 21,8% 0,88 1.004
101/c 101/d 432,56 16,0058 24,51 0,25 28,4% 1,39 2.968
101/d 101/e 108,18 17,5156 24,04 0,25 29,9% 1,42 3.320
101/e 101/DE 206,18 17,6435 102,3 0,25 20,8% 2,38 3.350
SUBSISTEMA III
nome tronco
reca- pita in
lun- ghezza (m)
Qpunta civ+ind (l/s)
i m/km
D scelto (m)
grado riemp
%
V min m/s
Abi- tanti 201/1 101/1 169,63 0,1849 5,9 0,20 6,2% 0,23 21
202/1 101/1 46,37 0,1875 172,5 0,20 2,8% 0,75 22
203/1 101/1 35,79 0,04688 223,5 0,20 1,3% 0,57 5
201/2 101/2 98,47 1,66667 46,7 0,20 10,7% 0,92 192
301/2 202/2 60,4 0,9375 31,45 0,20 8,9% 0,68 108
202/2 101/2 203,13 1,78472 43,32 0,20 11,3% 0,92 98
101/1 101/2 170,09 2,05122 2,93 0,25 17,3% 0,36 188
601/3 602/3 484,64 8,52815 25,6 0,30 16,1% 1,15 1.320
701/3 603/3 80,56 0,13542 37,3 0,20 3,4% 0,40 16
702/3 603/3 128,27 0,40972 42,1 0,20 5,6% 0,58 47
602/2 603/3 262,3 1,125 68,63 0,20 8,1% 0,94 130
801/3 703/3 288,18 1,50694 18,1 0,20 12,8% 0,64 174
802/3 703/3 119,36 0,66667 70,4 0,20 6,3% 0,81 77
803/3 703/3 128,13 0,19792 48,4 0,20 3,9% 0,49 23
703/3 604/3 146,38 2,48351 60,9 0,20 12,2% 1,14 13
704/3 604/3 240,58 1,25 25,4 0,25 8,1% 0,66 144 603/3 604/4 163,93 1,81597 14,6 0,20 14,8% 0,63 17
804/3 705/3 220,14 0,58333 14,54 0,30 5,1% 0,42 67
805/3 705/3 84,2 2,98611 35,7 0,20 15,1% 1,00 344
705/3 605/3 100,68 3,74132 86,4 0,30 8,1% 1,38 20
604/3 605/3 411,62 8,50482 15,1 0,20 31,6% 1,00 885
605/3 501/3 572,17 11,3815 8,4 0,20 43,3% 0,87 180
501/3 402/3 157,4 11,4859 12,7 0,20 38,8% 1,02 23
502//3 402/3 96,49 0,32354 49,7 0,20 4,9% 0,57 37
402/3 302/3 33,07 11,663 223,8 0,20 18,8% 2,85 2
401/3 302/3 74,24 0,34028 28,3 0,20 5,7% 0,48 39
302/3 201/3 79,1 11,8811 12,7 0,20 39,5% 1,03 9
301/3 201/3 218,98 0,125 8,7 0,20 4,7% 0,24 14
201/3 101/3 148,83 12,0405 13,5 0,20 39,2% 1,06 21
202/3 101/3 128,16 1,93403 35,9 0,20 12,2% 0,88 223
203/3 101/3 129,52 0,35156 10,1 0,20 7,3% 0,34 41
101/2 101/3 212,26 6,41263 68,8 0,25 14,0% 1,53 264
301/4 201/4 88,16 0,375 42 0,20 5,4% 0,57 43
201/4 101/4 96,71 0,51563 9,3 0,20 9,0% 0,37 16
101/3 101/4 158,18 17,2045 5,7 0,30 33,5% 0,83 15
302/5 201/5 387,49 0,72135 41 0,20 7,4% 0,69 83
301/5 201/5 146,1 0,85417 17 0,20 9,9% 0,53 98
201/5 101/5 202,1 1,75 49 0,20 10,8% 0,95 20
203/4 101/5 74,48 0,10677 85 0,20 2,5% 0,50 12
101/4 101/5 278,74 17,7269 68 0,30 18,2% 2,02 63
101/5 101/DE 87,53 18,6725 69 0,30 18,6% 2,06 9
101/DE 361,41 37,1966 53 0,30 28,0% 2,29
2.7 Pozzetti di ispezione
I pozzetti saranno collocati,oltre che ad ogni cambio di direzione e nei punti di confluenza, lungo la condotta ad una distanza media di circa 30 m, per l’esigenza di effettuare gli allacciamenti e per effettuare la manutenzione.
Sono stati scelti pozzetti costituiti da elementi prefabbricati.
Fig. 2.10 ( Pozzetto con salto)
Sono manufatti realizzati in calcestruzzo vibrocompresso di cemento ad alta resistenza con spessore delle pareti di 150 mm atti a sopportare le spinte del terreno e del sovraccarico stradale in ogni loro componente;
ogni pozzetto è costituito da:
• un elemento di base con canali di scorrimento liquami di altezza pari al 50% del diametro della condotta, pavimento circostante con pendenza verso il canale, superficie interna della base del pozzetto rivestita con malta a base di polimeri ad elementi silicei;
• una serie di anelli verticali;
• un elemento di rialzo terminale a forma troncoconica;
• eventuali elementi raggiungi quota di diametro interno utile di 625 mm.
Le giunzioni dei componenti e degli innesti saranno a tenuta ermetica con guarnizioni in elastomero resistenti ai liquami aggressivi conformi alle norme UNI 4920.
Il fondo dei pozzetti dovrà essere sagomato in modo da evitare ristagni e depositi di materiale.
Il chiusino di ispezione sarà in ghisa sferoidale con telaio quadrato o circolare, coperchio di chiusura con dispositivo di blocco, rivestimento con vernici bituminose, superficie metallica antisdrucciolo.
Il telaio dovrà essere fornito di una guarnizione antirumore in polietilene, che impedisca il contatto diretto metallo-metallo ed assicuri una sede stabile al coperchio.
Il chiusino dovrà essere adatto a sopportare un carico stradale di prima categoria, cioè uguali a 40 t e dovrà essere saldamente e permanentemente assicurato all'ultimo elemento prefabbricato del pozzetto di ispezione a mezzo di soletta di collegamento in cls o ripresa in mattoni.
2.8 Impianti di sollevamento
Sono previsti nove impianti di sollevamento in corrispondenza dei seguenti punti indicati in planimetria e nei profili:
• subsistema I tratto 101/1B; tratto 101/1D
• subsistema II tratto 201/b; tratto 303/b
• subsistema III tratto 602/3; tratto 605/3; tratto 705/3; tratto 803/3; tratto 205/5
La scelta di inserire delle stazioni di sollevamento è dovuta al problema delle variazioni altimetriche del terreno .Infatti anche adottando pendenze minime in alcuni tratti terminali di lunghi collettori si sarebbero raggiunte profondità di scavo eccessive .
Inserendo degli impianti di sollevamento si è cercato di sfruttare il più possibile il gradiente gravimetrico.
Fig. 2.11 (Impianto di Sollevamento)
La disposizione con breve condotta di mandata verticale infatti è la più comune, e si applica quando la fogna percorre una strada pressoché orizzontale o in contro pendenza per impedire eccessivi approfondimenti dello scavo.
Lo schema dell’impianto sarà il medesimo.
Ogni sollevamento sarà costituito da due pompe (una di riserva) e da una vasca di accumulo. Ogni pompa sarà dimensionata per una portata corrispondente al valore massimo della portata da raccogliere.
A monte dell’ingresso delle acque nella vasca di aspirazione, al fine di trattenere i corpi solidi più grossolani trasportati, verranno installati idonei dispositivi di grigliatura che dovranno essere periodicamente ripuliti mediante opportuni mezzi meccanici.
Le pompe dovranno essere del tipo sommerse per acque luride con girante aperta, avente cioè un numero di pale disposte a sbalzo sull’asse orizzontale della pompa, senza chiudere la corona.
Questa caratteristica è richiesta allo scopo di evitare la presenza di canali chiusi che vadano incontro a facili ostruzioni e di avere, dato il numero minimo di pale, vani di passaggio molto ampi, che lasciano passare corpi voluminosi non arrestati dalle griglie.
Questo tipi di pompe ha rendimento molto basso ma l’impiego è giustificato dalla sicurezza di funzionamento e dal fatto che il costo del maggior consumo di energia risulta molto contenuto, date le modeste potenze istallate.
Si dovrà inoltre prevedere un quadro di comando in cui sia possibile l'avviamento alternato con l’altra pompe e dotato di opportuna segnalazione di emergenza, una saracinesca di esclusione e una valvola di non ritorno sulla tubazione di mandata.
Dimensionamento vasche di accumulo.
I dati di progetto sono la portata e il dislivello geodetico da superare, inteso come distanza verticale dal punto di arrivo della condotta di mandata al punto di aspirazione dei liquami. Si è ipotizzato un numero di attacchi orari per ogni pompa.
In base ai dati valutati è stato calcolato il volume utile necessario per ogni vasca attraverso la formula seguente:
n Vu QP
×
= × 4
3600
Per il calcolo delle perdite di carico lungo la condotta di mandata si sono considerate sia quelle distribuite sia quelle concentrate.
D c
tot H H
H =∆ +∆
∆
Le perdite di carico concentrate sono state calcolate con la formula :
g i V HC
⋅ ⋅
=
∆
∑
ξ 2 2Per le perdite di carico concentrate si è tenuto conto della presenza di uno sbocco, di un imbocco e di due curve con angolo di 90° con i seguenti valori del coefficiente ξ:
ξimbocco=0.5 ξsbocco=1 ξcurva=0.15
g
HC imbocco sbocco curva V
⋅ ⋅
⋅ + +
=
∆ ( 2 ) 2
ξ 2
ξ ξ
Con 2
2
4 4
D Q D
Q A
V QP P P
⋅
= ⋅
= ⋅
= π π
Per le perdite di carico distribuite è stata calcolata la pendenza motrice J con la seguente formula:
43 2 2
2
R K
J QP
⋅
⋅
= Ω
Con k = K coefficiente della formula di Gauckler-Strickler, che è stato prudenzialmente assunto pari a 70 m1/3·s-1
Quindi:
cond
D J L
H = ⋅
∆
Si è ottenuta un valore di prevalenza monometrica richiesta ed stata scelta un tipo di pompa che fosse in grado di soddisfare le esigenze di funzionamento.
Sollevamento 1 , Subsistema I: tratto 101/B Dati
Portata QP=0.76l/s
Dislivello geodetico (distanza fra le generatrici inferiori dei tubi di arrivo e mandata) y=5.90m
Diametro condotta pompaggio D=100 mm Numero di attacchi orari n=3
228 3
. 3 0
4
3600 00076 . 0 4
3600 m
n
Vu QP =
×
= ×
×
= ×
S(superficie interna vasca di accumulo)=(1×1)m2 H (altezza utile)=0.23m
Le perdite di carico concentrate risultano:
m
HC 0.000107
1 . 0 8 . 9
00076 . 0 ) 8 15 . 0 2 1 5 . 0
( 2 4
2 =
⋅
⋅
⋅ ⋅
⋅ + +
=
∆ π
La pendenza motrice risulta:
00000666 .
0 05 . 0 70 031 . 0
00076 . 0
43 2 2
2 =
⋅
= ⋅ J
Le perdite di carico distribuite risultano:
m HD =0.00000666⋅6.23=0.0000415
∆
Le perdite totali risultano:
m Htot =0.00000666+0.0000415=0.00004816
∆
Pertanto la prevalenza totale richiesta risulta pari a:
m y
H
E=∆ TOT + =0.00004816+5.90=5.90
Sollevamento 2 , subsistema I: tratto 101/D Dati
Portata QP=2. 30 l/s
Dislivello geodetico (distanza fra le generatrici inferiori dei tubi di arrivo e mandata) y=7. 2 m
Diametro condotta pompaggio D=100 mm Numero di attacchi orari n=6
345 3
. 6 0
4
3600 0023 . 0 4
3600 m
n
Vu QP =
×
= ×
×
= ×
S(superficie interna vasca di accumulo)=(1×1)m2 H (altezza utile)=0.345 m
Le perdite di carico concentrate risultano:
m
HC 0.00787
1 . 0 8 . 9
0023 . 0 ) 8 15 . 0 2 1 5 . 0
( 2 4
2 =
⋅
⋅
⋅ ⋅
⋅ + +
=
∆ π
La pendenza motrice risulta:
0000609 .
0 05 . 0 70 031 . 0
0023 . 0
43 2 2
2 =
⋅
= ⋅ J
Le perdite di carico distribuite risultano:
m HD =0.0000609⋅7.645=0.000466
∆
Le perdite totali risultano:
m Htot =0.00787+0.000466=0.000527
∆
Pertanto la prevalenza totale richiesta risulta pari a:
m y
H
E=∆ TOT + =0.000527+7.2=7.2005
Sollevamento 3 , subsistema 2 : tratto 201/b Dati
Portata QP=1, 75 l/s
Dislivello geodetico (distanza fra le generatrici inferiori dei tubi di arrivo e mandata) y=20,. 08m
Diametro condotta pompaggio D=100 mm Numero di attacchi orari n=6
2625 3
. 6 0
4
3600 00175 . 0 4
3600 m
n
Vu QP =
×
= ×
×
= ×
S(superficie interna vasca di accumulo)=(1×1)m2 =1m2 H (altezza utile)=0.263m
Le perdite di carico concentrate risultano:
m
HC 0.00456
1 . 0 8 . 9
00175 . 0 ) 8 15 . 0 2 1 5 . 0
( 2 24 =
⋅
⋅
⋅ ⋅
⋅ + +
=
∆ π
La pendenza motrice risulta:
0000353 .
0 05 . 0 70 031 . 0
00175 . 0
43 2 2
2 =
⋅
= ⋅ J
Le perdite di carico distribuite risultano:
m HD =0.0000353⋅20.443=0.000722
∆
Le perdite totali risultano:
m Htot =0.00456+0.00072=0.00528
∆
Pertanto la prevalenza totale richiesta risulta pari a:
m y
H
E=∆ TOT + =0.00528+20.08=20.085
Sollevamento 4 , subsistema 2 :tratto 303/b Dati
Portata QP=1,44 l/s
Dislivello geodetico (distanza fra le generatrici inferiori dei tubi di arrivo e mandata) y=11,8 m
Diametro condotta pompaggio D=100 mm Numero di attacchi orari n=3
432 3
, 3 0
4
3600 00144 . 0 4
3600 m
n
Vu QP =
×
= ×
×
= ×
S(superficie interna vasca di accumulo)= (1×1)m2 =1m2 H (altezza utile)=0.43 m
Le perdite di carico concentrate risultano:
m
HC 0.00308
1 . 0 8 . 9
00144 . 0 ) 8 15 . 0 2 1 5 . 0
( 2 24 =
⋅
⋅
⋅ ⋅
⋅ + +
=
∆ π
La pendenza motrice risulta:
0000239 .
0 05 . 0 70 031 . 0
00144 . 0
43 2 2
2 =
⋅
= ⋅ J
Le perdite di carico distribuite risultano:
m HD =0.0000239⋅11.8=0.000283
∆
Le perdite totali risultano:
m Htot =0.00308+0.000283=0.00336
∆
