OPPORTUNITA PER IL RINNOVAMENTO DI CONDOTTE DI DISTRIBUZIONE GAS IN GHISA GRIGIA

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1 OPPORTUNITA PER IL RINNOVAMENTO DI CONDOTTE DI DISTRIBUZIONE GAS IN GHISA GRIGIA L impiego delle tecnologie no-dig può rappresentare una opportunità da considerare al momento di progettare un intervento di sostituzione o di manutenzione estensiva di condotte gas in ghisa grigia poste nel sottosuolo urbano. Risparmio sui costi e sui tempi di realizzazione, migliore compatibilità ambientale, minori disagi alle attività commerciali ed al traffico sono elementi di valutazione primaria che non possono, oggi, non essere considerati da chi è delegato a progettare o a gestire tali interventi.

2 I gestori dei servizi a rete interrati devono confrontarsi giornalmente con le problematiche di posa e manutenzione delle condotte gas, acqua e fognature. Queste problematiche assumono valenze differenti nel caso che tali condotte corrano su territori extraurbani o nel in cui esse attraversino l area urbana o un centro storico di una delle tante città italiane. Una qualsiasi multiutility che debba affrontare, per esempio, un progetto di sostituzione o risanamento di una condotta già esistente in territorio urbano per cause di vetustà o di portata inadeguata, si trova a dover necessariamente valutare alcune implicazioni del tipo: Possibilità o meno di intervenire riducendo o deviando il traffico veicolare e/o pedonale Limitazione, per quanto possibile, degli effetti dell intervento sulle attività economiche/sociali proprie del sito operativo Coesistenza delle previste opere di scavo con reperti storici presenti nel sottosuolo Demolizione e ripristino delle pavimentazioni esistenti di particolare pregio scavi a cielo aperto e congestione del sottosuolo: due elementi la cui convivenza si fa sempre più difficile Tutte queste implicazioni, ammesso e non concesso che non siano di entità tale da impedire addirittura l intervento, comportano una notevole ricaduta sui costi dello stesso, che possono talvolta lievitare in maniera abnorme rispetto a quelli normalmente sostenuti per analoghe lavorazioni in ambiti meno condizionanti. Possiamo affermare che il fenomeno non è nuovo e che quindi gli effetti potrebbero non impensierire più di tanto i gestori se non fossero previste, o in prossimo predicato, una nutrita serie di disposizioni di legge amministrative e tecniche, che andranno a complicare non poco la vita (ed i bilanci) di quelle Aziende alle quali è delegato il compito della distribuzione del gas metano in una delle tante città del nostro paese.

3 Citiamo, per esempio, l Autorità per l Energia che ha emesso una disposizione, contenuta nella delibera n 168/2004 (collegata al D.L. n 164/2000 più noto come decreto Letta), nella quale è prevista la sostituzione delle condotte di distribuzione metano ancora esistenti in ghisa grigia entro il termine temporale di 10 anni. Secondo i redattori della disposizione, sarebbe infatti da imputare a queste fragili tubazioni, ed ancor più i loro tipici giunti a stoppa e piombo, la principale causa di dispersioni di gas metano nelle grandi città che ancora posseggono tratti residuali in tale obsoleto materiale. E comprensibile che tale provvedimento, pur interessando solo una parte dei gestori, stia ponendo le Aziende coinvolte innanzi ad una serie di difficili decisioni in merito a come affrontare una direttiva che, seppur giustificabile in linea di principio, all atto pratico introduce una nutrita serie di gravose problematiche di natura tecnica ed economica. Se da un lato l azione di rinnovamento di condotte innegabilmente obsolete la cui vita media si aggira oramai attorno ai 50 anni, potrebbe essere condivisibile, d altro canto non si può trascurare il fatto che il nuovo regime di concorrenza e i nuovi meccanismi di adeguamento delle tariffe rendono tale provvedimento di difficile digestione da parte dei distributori. vecchie immagini riprese verso la fine degli anni 50 durante la posa di condotte gas in ghisa grigia DN 700 a Genova Cosa rispondere infatti a chi, già negli anni passati, ha avviato un programma di risanamento delle tubazioni in ghisa grigia con sistemi di riparazione puntuale, del tipo dei manicotti termorestringenti o delle morse antifuga? Oppure come valutare chi ha trattato in modo estensivo tali condotte con tecnologie di risanamento interno del tipo del condizionamento con MEG (monoetilenglicole), con sprying di resine acriliche o con l applicazione di guaine interne leggere *? NB: * (trattasi di tecnologie ampiamente applicate e pubblicizzate negli anni 90 da British Gas) Gli investimenti già affrontati da tali aziende devono oggi essere intesi come inutili o azzardati?

4 Parrebbe configurarsi oggi la situazione che chi ha in passato investito risorse economiche ed umane nella prevenzione, si ritroverebbe oggi con poco più di un pugno d mosche. E inoltre, come configurare l investimento necessario alla sostituzione delle condotte obsolete in un quadro relativo alle concessioni così mutevole? Se consideriamo infine che il provvedimento andrebbe a colpire essenzialmente i gestori delle reti delle grandi città dove si è affermata storicamente la distribuzione del gas e dove oggi è più forte la concorrenza sul segmento retail a basso margine, ecco che il quadro risulta completato in tutta la sua estrema complessità. Al di là di queste considerazioni, il contesto del risanamento delle condotte tecnologiche interrate nei territori urbani e nei centri storici resta comunque un problema spinoso e che non trova una soluzione univoca nelle diverse realtà geografiche e sociali Italiane. Nonostante tutto alcune Aziende Multiutility risultano porsi nettamente all avanguardia, vuoi nelle attività di prevenzione dei fenomeni di obsolescenza delle condotte interrate (sistemi di protezione attiva dalla corrosione, programmi di sostituzione e manutenzione programmata etc), vuoi nelle attività di controllo dei fenomeni di dispersione dei fluidi (ricerca sistematica delle perdite, monitoraggio dei distretti idrici, campagne di interventi localizzati etc). Altre Multiutility, beneficiando di una rete più recente, possono permettersi di demandare la trattazione della problematica specifica a tempi futuri. Ma quando la sostituzione o il potenziamento delle tubazioni risulta indemandabile, cosa fare? Ridurre ulteriormente i costi? Cercare di mantenere lo status corrente, almeno finchè non si traducano gli effetti della legge n 239 del o ci si aggiudichi la concessione per altri dodici anni? Le risposte sono ovviamente diverse da caso a caso. Ma nel contesto specifico del rinnovamento/sostituzione delle condotte di distribuzione in ghisa grigia alcune soluzioni interessanti possono essere ricercate ed applicate ricorrendo all impiego di tecnologie innovative che riducano i costi dell intervento e i disagi di natura ambientale.

5 inserzione di pallone otturatore su condotta gas in ghisa grigia, così come veniva eseguita nel primo dopoguerra Si, perché, quando si tratta di centri storici o urbani in genere, sappiamo tutti e abbiamo già accennato al fatto che i costi subiscono impennate talvolta scarsamente controllabili. Nel contempo, come ignorare il fatto che diventa sempre più difficile gestire i disagi procurati dalle opere di scavo alle attività commerciali, alla circolazione veicolare ed al cittadino, tutti elementi che divengono, oramai sempre più spesso, mal sopportati dalla comunità e dall utente? Il gestore attento (e se non lui, l Ente concessionario) potrà in futuro evitare di considerare che, parallelamente all aumento di domanda di servizi ed alla crescita di soluzioni tecniche e commerciali disponibili, occorre fare i conti con un corrispondente incremento della domanda di vivibilità delle zone urbane, che si fa forte di una sempre maggiore coscienza del cittadino quale utente del servizio, piuttosto che di un semplice pagatore di bollette? Si afferma quindi l esigenza, da parte dell Azienda o dell Ente che ha in carico la gestione del servizio, di adottare soluzioni che rispondano alla duplice necessità di far quadrare i bilanci (producendo utili visto che oramai si tratta di SpA ) e di mostrare al cittadino/utente che il gestore dedica la dovuta attenzione anche ad aspetti del servizio non più di tipo esclusivamente tradizionale. Una opportunità per contribuire realmente alla soddisfazione di tali necessità è offerta dalle tecnologie No-Dig (o trenchless o con minore ricorso a scavi a dir si voglia). Sotto tali denominazioni sono raggruppate tecnologie che, seppur considerate innovative nel nostro paese, sono oramai divenute da almeno vent anni una positiva e produttiva consuetudine non solo nei vicini paesi europei come la Germania, l Austria, il Regno Unito e la Francia, ma anche in altri stati del mondo quali l Australia, la Cina, l India, il Canada e, ovviamente, gli Stati Uniti.

6 L Italia, sempre purtroppo in ritardo nell applicazione di soluzioni innovative in ambito urbano, sta rispondendo a tale opportunità con casi che testimoniano velocità e sensibilità estremamente diverse dei vari gestori di servizi interrati. A testimonianza di ciò, riportiamo in questo articolo una serie di casi significativi relativi a interventi portati a termine in alcuni centri storici italiani da parte di Aziende Multiutility come l AMGA di Genova e l ACEGAS-APS di Trieste/Padova, con l intento di testimoniare che anche i casi più estremi e complessi di risanamento delle condotte interrate possono essere risolti apportando meno disagi al cittadino-utente ed in economia di costi. LA CONOSCENZA DEL CONTESTO SOTTERRANEO E ESSENZIALE istantanea della situazione interna di una condotta gas ancora in servizio. La evidente presenza di polveri variamente sedimentate è indice dell impiego passato della stessa per la distribuzione di gas di città Ma innanzitutto è opportuno accennare a quelle indagini preventive e necessarie ad acquisire tutti quegli elementi utili alla corretta valutazione delle problematica di risanamento. Non sempre infatti il gestore possiede la precisa conoscenza delle condizioni interne e dei tracciati planimetrici delle tubazioni che necessitano di sostituzione o di interventi più o meno estensivi di manutenzione. Per quanto riguarda l esame delle condizioni interne (che, in molte condotte talvolta possono riservare delle sorprese ) lo strumento ideale è l ispezione con telecamere semoventi a circuito chiuso (CCTV).

7 alcuni esempi di trattori e sistemi per ispezione CCTV Tali strumenti forniscono la videoregistrazione delle condotte viste dall interno e, quelle più sofisticate, possono arrivare ad eseguire precise misurazioni delle dimensioni dei diametri interni, di eventuali inclusioni etc. Altro optional recentemente offerto dal mercato, è il sistema detto occhio satellitare, un prolungamento direzionabile di una sonda ottica di piccole dimensioni, studiato per entrare a visionare l interno delle derivazioni laterali maggiori di DN 50 e percorrerle per distanze fino a 30 metri. Con tale dispositivo, è possibile non solo valutare l interno delle condotte principali, ma anche risalire a visionare lo stato delle molte derivazioni di utenza o, nel caso delle condotte fognarie, delle immissioni laterali o dei pozzetti non accessibili dalla superficie. E facilmente immaginabile quindi l utilità di tale sistema nel caso di rintracciamento di scarichi abusivi o di immissioni non note, ovvero nel risalire alla reale provenienza di acque bianche infiltranti nelle fognature nere provenienti dai fognoli laterali. dispositivo di ispezione satellitare, in grado di percorrere ed ispezionare immissioni laterali di diametro superiori a 50 mm per oltre 30 metri

8 Altra tecnologia estremamente utile all indagine preventiva dei sottoservizi è il georadar. Tale tecnica, di derivazione militare, si basa sull elaborazione dei segnali radar emessi da una serie di array paralleli (o da un emettitore singolo) che, montati su di un carrello a ruote, effettuano scansioni del sottosuolo per passate successive. Ad ogni passata, il terreno viene indagato fino a profondità di 3-4 metri, ed il segnale di ritorno viene memorizzato ed elaborato da un software dedicato che restituirà una vera e propria tomografia del sottosuolo. Tramite la lettura e l ulteriore elaborazione di tali tomografie, sarà possibile ottenere mappe bidimensionali dei tracciati di tutti i sottoservizi presenti nel sottosuolo scansionato, nonché le posizioni in profilo ed in sezione dei sottoservizi stessi. carrello monoantenna e restituzione planimetrica eseguita dopo elaborazione bidimensionale della scansione Le precisioni degli impianti di georadar dell ultima generazione possono essere considerate eccezionali, arrivando infatti a restituire mappe tridimensionali del sottosuolo con caratterizzazioni del posizionamento e della dimensione dei vari sottoservizi con precisione dell ordine di pochi centimetri. array multiplo e sezione tomografica del sottosuolo Le macchine ed i software più prestanti arrivano inoltre ad effettuare anche un indagine densimetrica indicativa dei terreni indagati, collocandoli nelle famiglie dei terreni duri e compatti (rocce comprese),terreni medi (ghiaie) e terreni sciolti o molli (argille, sabbie, limi). Esaminato quindi l aspetto delle indagini preliminari, vediamo ora quali tecnologie possono essere impiegate per il rinnovamento e la sostituzione delle reti interrate nei centri storici cittadini.

9 ATTENZIONE AL COSTO ED ALL ENTITA DELLE LAVORAZIONI ACCESSORIE Prima di trattare delle varie tecnologie trenchless, riteniamo opportuno esaminare un argomento di particolare delicatezza relativo al peso tecnico-economico ricoperto da lavorazioni accessorie alla tecnologia di rinnovamento. Stiamo parlando, oltre che delle indagini interne e della mappatura delle condotte già trattate nel punto precedente, anche delle ben più onerose lavorazioni relative alla costruzione, gestione e smontaggio dei by-pass e delle opere edili connesse al relining ed al by-pass stesso. Abbiamo recentemente letto di testimonianze portate da Aziende gas di primaria importanza che hanno lamentato un costo a consuntivo di relining superiore alle aspettative. Per dare una risposta ai legittimi quesiti di chi si appresta a valutare una applicazione di tipo No-Dig, e per dare qualche suggerimento utile a valutare correttamente anche esperienze già vissute in tale campo, potrebbe essere utile soffermarci su questi due momenti che risultano sempre presenti e determinanti al momento di affrontare il rinnovamento di una condotta di distribuzione cittadina del gas.

10 BY-PASS porzione di by-pass nell ambito di un rinnovamento di una condotta gas posta nel sottosuolo di un centro storico con pavimentazioni di pregio La costruzione di un impianto provvisorio per assicurare la continuità di fornitura del gas è quasi sempre indispensabile per consentire il necessario periodo di fuori servizio della condotta oggetto di relining. Ben difficilmente, anche se si opera in periodo estivo quando si registrano i minimi consumi, è possibile o economicamente vantaggioso poter prevedere un periodo di interruzione della fornitura superiore a qualche giorno o optare per l impiego di bombole o carri bombolai sostitutivi. Per cui, nel computo del lavoro di relining, è da prevedere la progettazione, la costruzione e lo smontaggio di un impianto di by-pass, dimensionato sulla base delle portate presunte e realizzato in conformità alle normative di sicurezza ed alle regole di buona tecnica. A dispetto della facilità di realizzazione, è quasi sempre improbabile la corretta costruzione del by-pass con tubi volanti in polietilene. interessante soluzione per bypassare gas e passo carraio

11 La normativa vigente in materia di trasporto e distribuzione del gas metano prevede infatti l impiego del PEAD non interrato solo nel caso del tratto terminale delle derivazioni di utenza e sempre protetto da un tubo guaina esterno. Il by-pass sarà quindi da realizzare in acciaio e, trattandosi di un impianto meramente provvisorio, l impiego di tubi zincati e giuntati a mezzo di filettatura consentirà una rapida messa in opera e una notevole economia di materiali dovuta al pressoché totale recupero dei tubi e dei raccordi impiegati. Relativamente al computo economico di tale opera accessoria, occorre sempre tenere presente che, specie se si effettua una comparazione di costi con le tecniche tradizionali di sostituzione, anche con queste ultime le problematiche di continuità del servizio sono ovviabili solo nel caso di posa della nuova tubazione in una posizione nel sottosuolo diversa da quella occupata dalla vecchia condotta. Siccome tale evenienza risulta sempre meno praticabile, un eventuale computo comparativo dovrà tenere conto che, nella gran parte dei casi, entrambe le soluzioni (no-dig e tradizionale) saranno gravate dal medesimo costo accessorio dovuto al by-pass. OPERE EDILI esiti del ripristino di due scavi per relining di dimensioni correttamente contenute eseguiti a Sanremo. Essi sono stati impiegati tanto per l inserzione del nuovo tubo in PEAD quanto per la riconnessione di una diramazione laterale e di una derivazione di utenza della esistente condotta in ghisa grigia Più di una puntualizzazione meritano i criteri di valutazione preventiva e il calcolo degli oneri relativi alle opere edili necessarie alla realizzazione degli scavi di lancio e di ricezione del nuovo tubo in PEAD (liner) ed alla riconnessione delle derivazioni di utenza presenti lungo la condotta da rinnovare. Si tratta quasi sempre di scavi di ridotte dimensioni che restano aperti per tempi limitati. Trattandosi di operazioni di relining, le sezioni dovrebbero essere realmente minime, strettamente correlate a quanto effettivamente necessario alla sola operazione di inserzione o di collegamento del liner plastico con la condotta e le derivazioni preesistenti. Il più delle volte questi scavi vengono però realizzati con dimensioni superiori al necessario e, talvolta, dietro richiesta viene riconosciuta alle imprese esecutrici una contabilizzazione di tali lavori superiore all ordinario.

12 Ciò si verifica in modo più tangibile quando la Committente adotta la soluzione del relining per la prima volta o a titolo sperimentale. Non è infrequente il caso infatti che, a fronte della lamentata diseconomicità di un progetto eseguito con tecniche no-dig, ad un esame più approfondito si è giunti alla conclusione che le opere edili accessorie sono state eseguite in misura maggiore del necessario o retribuite con criteri nettamente superiori all ordinaria contabilità della stessa Committente. Non potendo ovviamente fornire indicazioni caso per caso, a livello puramente orientativo, si possono desumere alcuni dati utili al dimensionamento preventivo degli scavi di inserzione dallo schema di seguito riportato. schema di inserzione e di calcolo delle dimensioni degli scavi necessari in relazione al diametro del liner da inserire e della profondità di interramento della condotta esistente Per quanto riguarda invece la corretta remunerazione di scavi isolati di limitate dimensioni, suggeriamo di non cadere nell errore di considerare gli stessi singolarmente, come se fossero scavi di emergenza per la riparazione di fughe stradali, ma di trattare il valore degli stessi sulla base del loro numero e della loro volumetria complessiva. Non dimentichiamo che il relining, se supportato da una cartografia adeguata, è una lavorazione ampiamente preventivabile anche sotto l aspetto edile. Infine, come già accennato nel punto precedente relativamente ai by-pass, occorre considerare che nel caso di una sostituzione con metodi tradizionali di una condotta gas di distribuzione, le derivazioni di utenza vengono generalmente sostituite, a partire dall organo di presa e quantomeno fino alla valvola di intercettazione principale, parimenti a quanto accade subito dopo il relining di una qualsiasi condotta di distribuzione. Per cui, un eventuale computo comparativo, dovrà tenere conto che, nella gran parte dei casi, entrambe le soluzioni (no-dig e tradizionale) saranno gravate dal medesimo costo accessorio dovuto alla realizzazione degli scavi in derivazione laterale rispetto all asse della vecchia condotta, anche se i medesimi si trovano a pochi metri di distanza l uno dall altro.

13 Non è poi da dimenticare il fatto che, in presenza di terreni omogenei di tipo naturale o argilloso, esistono e sono applicate con successo, tecniche no-dig per la realizzazione ex novo delle traverse stradali e delle tubazioni di piccolo diametro in genere che costituiscono le derivazioni laterali all utenza, come per esempio quella denominata rod-puller illustrata nella foto che segue. TECNICHE INNOVATIVE PER IL RISANAMENTO; IL RINNOVAMENTO E LA SOSTITUZIONE DELLE CONDOTTE INTERRATE Le operazioni che possono essere eseguite con Trenchless Technologies (o meglio con limitato ricorso a scavi, d ora innanzi abbreviate con l acronimo TT) su una condotta interrata, possono essere classificate come segue: RISANAMENTO, ossia la realizzazione del complesso di operazioni finalizzate ad effettuare un ripristino parziale o limitatamente estensivo delle caratteristiche funzionali della condotta, generalmente con l obiettivo di riguadagnare la originaria tenuta idraulica della vecchia condotta nel breve-medio termine. Per i risanamenti sono impiegate di preferenza tecniche che prevedano l applicazione all interno delle vecchie condotte di sostanze chimiche sigillanti o che assolvono al compito di ripristinare le caratteristiche di isolamento dei rivestimenti interni. Possono essere inserite in tale categoria di interventi anche le varie tecnologie di CIPP (Cured In Place Pipe, che approfondiremo più avanti), anche se alcuni tipi di materiali, applicati con queste particolari tecnologie, potrebbero essere classificati come sistemi di risanamento a medio-lungo termine. RINNOVAMENTO, ossia la realizzazione del complesso di operazioni finalizzate ad effettuare un ripristino estensivo delle caratteristiche funzionali della condotta, sia dal punto di vista della sua tenuta idraulica, che dal punto di vista della resistenza chimico-fisica e strutturale a mediolungo termine. Per i rinnovamenti, sono impiegate di preferenza tecniche che prevedano l inserzione nelle vecchie condotte di nuove tubazioni in materiale plastico, destinate a sostituire a tutti gli effetti la condotta esistente nelle sue funzioni originali.

14 SOSTITUZIONE NO-DIG, ossia la realizzazione del complesso di operazioni finalizzate ad effettuare il rimpiazzo della condotta esistente, sostituendo, nella maggior parte dei casi, i materiali originali e potendo contare sulla possibilità di incrementare i diametri e il PN delle condotte originali. Anche per le sostituzioni No-Dig, sono impiegate di preferenza tecniche (Bursting e Splitting anch esse trattate più approfonditamente più avanti), che prevedano la distruzione ed il contestuale rimpiazzo delle vecchie condotte con nuove tubazioni in materiale plastico, destinate a sostituire o a migliorare le prestazioni originali della condotta esistente. Le varie tecnologie trenchless che di seguito descriveremo, in relazione alle loro caratteristiche, possono essere suddivise poi in quattro famiglie principali. RELINING, rappresentato dalla tecnologia Slip Lining, con la quale una nuova tubazione in PEAD inferiore di diametro viene inserita all interno della condotta esistente percorrendola nel sottosuolo per tratti di lunghezza variabile.

15 CLOSE-FIT RELINING, rappresentato dalle tecnologie C-Compact e Roll Down, con le quali una nuova tubazione in PEAD di diametro analogo viene inserita all interno della condotta esistente percorrendola nel sottosuolo per tratti di lunghezza variabile. PIPE REPLACING, rappresentato dalle tecnologie Pipe Bursting e Pipe Splitting, con le quali una nuova tubazione in PEAD, anche superiore di diametro, va a rimpiazzare la condotta esistente distruggendola nel sottosuolo per tratti di lunghezza variabile. CURED IN PLACE PIPE (abbreviato genericamente come CIPP), ossia tecnologie che impiegano materiali e tecniche applicative differenti, ma di principi applicativi simili, idonee ad intervenire all interno delle condotte esistenti per ripristinarne la tenuta idraulica e, talvolta, anche la struttura resistente ai carichi statici. Esamineremo quindi di seguito tali tecnologie e ne valuteremo singolarmente i pro ed i contro e le precauzioni d impiego. TECNOLOGIE DI RINNOVAMENTO QUALI TECNOLOGIE E QUALI CAMPI D IMPIEGO E opportuno premettere che grande parte delle trincee visibili lungo le strade delle nostre città non sono realizzate per posare nuove condotte dell acqua, delle fognature o del gas, ma sono bensì realizzate per manutenzionare quelle già esistenti o per sostituire le vecchie condotte con altre costruite in materiali diversi o di maggiore diametro. Un ruolo innovativo e sostitutivo di tali consuete tecniche edili potrebbe essere svolto, in tale contesto, dalle tecnologie denominate di relining, utili cioè a portare appunto a termine i lavori di sostituzione o di risanamento delle condotte già esistenti contando su un ricorso a scavi a cielo aperto che, nel peggiore dei casi, rappresenta solo il 15-20% dei corrispondenti volumi tipici delle tecniche tradizionali. Nel breve escursus che segue, potremo esaminare quindi quali sono le principali tecnologie impiegabili in ambito urbano. SLIP LINING TECNOLOGIE DI RELINING

16 fase di inserzione di un tubo in PEAD DE225 mm all interno di una condotta in acciaio DN250 mm Consiste nell inserzione di una tubazione in PEAD all interno di una tubazione esistente di DN maggiore. Ciò è subordinato alla possibilità che la rete distributiva consenta la riduzione della sezione netta di passaggio del fluido di una certa percentuale determinata dalla differenza tra D.int. della vecchia tubazione e D.int. della nuova in PE. La diminuzione della sezione è in parte compensata dalla drastica riduzione delle perdite di carico ottenuta in seguito all uso di tubazioni in PE, nonché dal fatto che la tubazione originale si presenta usualmente con depositi interni di vario genere estensivi o localizzati. L operazione di inserzione è preceduta dalla saldatura delle tubazioni in PE per la lunghezza operativa corrispondente a ciascun segmento da intubare. Le giunzioni tra tubi in PE avvengono per polifusione testa a testa con asportazione del cordolo esterno di saldatura. I collegamenti delle tubazioni in PE all esistente condotta in acciaio, avvengono mediante saldatura di appositi pezzi speciali (giunti lineari metallo-plastici antisfilamento). A relining eseguito, il lavoro prevede la riconnessione alle estremità del segmento rinnovato tra il tubo in PE e l esistente tubo in acciaio con giunti metallo-plastici lineari acciaio-pe a saldare o mediante accoppiamenti flangiati: E possibile inoltre la realizzazione ex-novo o il ricolloco definitivo delle derivazioni di utenza DE 1 o 2 o maggiori sul nuovo tubo in PE, previa apertura, sulla tubazione in ghisa, di apposite finestre. PRO: è una tecnologia di facile ed immediata messa in opera ed il costo di applicazione, il più delle volte, risulta estremamente conveniente (anche inferiore al 50% della sostituzione con metodi tradizionali). I tempi di applicazione sono, di norma, sensibilmente inferiori a quelli richiesti dalla posa tradizionale. L entità degli scavi risulta essere, usualmente, pari a solo il 10-12% di quella richiesta dalla posa tradizionale a cielo aperto. La nuova tubazione in PEAD resta efficacemente protetta dalla vecchia condotta, anche in caso di severe sollecitazioni meccaniche e di urti e danneggiamenti esterni. Le operazioni di manutenzione e di modifica dell impianto da eseguire dopo il risanamento, sono realizzabili con relativa facilità. All occorrenza, l operazione è ripetibile.

17 CONTRO: La perdita di diametro minima è del 10% ca ed oltre (calcolando la differenza tra i diametri esterni della condotta esistente e del nuovo tubo in PEAD), che sale a quasi al 20% calcolando lo spessore del tubo in PEAD. La perdita di sezione di trasporto arriva quindi a valori del 30/40%, ridotta poi al 20/30% in relazione alla bassa scabrezza del PEAD che ne aumenta la portata. Occorre quindi verificare se tali decrementi di portata massima sono sostenibili, sulla base delle caratteristiche progettuali della rete antincendio. PRECAUZIONI: I collaudi idraulici devono essere realizzati con metodo differenziale a contrazione (vedi racc. IIP n 10/81 e rev. 5/99) COMPACT PIPE TECNOLOGIE DI CLOSE-FIT RELINING aspetto iniziale di un tubo C-Compact in PE80, PN6, DN250 mm in fase di svolgimento dalla bobina sulla quale è stato avvolto in fabbrica e trasportato sul cantiere Tale sistema prevede l'utilizzo di un tubo in PEAD precedentemente deformato a "C" con procedimento a caldo effettuato all atto della fabbricazione, in modo da potere essere agevolmente avvolto su bobine e, all atto del relining, inserito all'interno della vecchia condotta da rinnovare. Ad inserzione avvenuta, il processo di reversione dalla forma ad "C" alla forma circolare avviene sotto l'azione della pressione e della temperatura, conferite dall impiego di vapore acqueo a 130 C ca. In

18 questo modo il tubo di PE va a rivestire la parete interna (aderendo ad essa) della condotta da rinnovare (close-fit lining). Il tubo "C-Compact" viene trasportato in forma di tubo continuo predeformato avvolto su tamburi trasportabili con appositi carrelli stradali. La lunghezza dei tratti di tubazione C-Compact è variabile da un massimo di 800 metri (DN equivalente 100mm SDR 11) a 100 metri ca (DN equivalente 500 mm SDR 26) per singolo tamburo. Possono essere quindi realizzati intubamenti in una unica soluzione di considerevole estensione (media 250 m). I raccordi tra i tratti inseriti e tra condotta esistente e tubo C-Compact vengono realizzati, dopo riformatura, analogamente alle stesse operazioni sul tubo in PE standard, previa normalizzazione dei terminali con anelli riarrotondatori interni. fasi dell applicazione del Compact Pipe e della realizzazione di diramazioni laterali PRO: la condizione di Close-Fit consente, di fatto, un leggero incremento di portata, anche considerando la sezione netta di deflusso della condotta esistente e la perdita geometrica di sezione del nuovo tubo in PEAD dovuta al suo spessore. Tale incremento di portata diviene ancora più sensibile se si considerano le effettive condizioni di depositi, concrezioni e anomale scabrezze che usualmente caratterizzano le pareti interne delle condotte antincendio. La nuova tubazione in PEAD resta efficacemente protetta dalla vecchia condotta, anche in caso di severe sollecitazioni meccaniche e di urti e danneggiamenti esterni. L avvolgimento in bobine consente di poter operare le inserzioni nelle vecchie condotte da scavi di limitate dimensioni o, talvolta, direttamente da pozzetti di ispezione/valvole preesistenti. Il tipo di deformazione consente di poter operare il risanamento di condotte esistenti non perfettamente rettilinee e anche in condizioni di discreta pulizia interna. I tempi di applicazione sono, di norma, sensibilmente inferiori a quelli richiesti dalla posa tradizionale. L entità degli scavi risulta essere, usualmente, pari a solo l 8-10% di quella richiesta dalla posa tradizionale a cielo aperto.

19 CONTRO: Il campo di applicazione, relativamente alla pressione nominale richiesta, è limitato a PN10 fino al DN 300 e a PN6 dal DN350 al DN500. Le tubazioni predeformate hanno un costo superiore delle tubazioni in PEAD commerciali. I costi di applicazione sono inoltre ulteriormente gravati dagli oneri di trasporto delle bobine di tubo, confezionate all estero. Non è economicamente conveniente operare interventi di dimensioni ridotte (inferiori a metri) o in tratti estremamente frazionati. In caso di necessità, l operazione non è ripetibile. PRECAUZIONI: Le operazioni di manutenzione e di modifica dell impianto da eseguire dopo il risanamento, devono essere realizzate seguendo procedure che consentano di sezionare la condotta esterna senza apportare danno alla condotta interna in PEAD. I collaudi idraulici devono essere realizzati con metodo differenziale a contrazione (vedi racc. IIP n 10/81 e rev. 5/99) Per fornire risultati credibili, i collaudi dovrebbero essere necessariamente effettuati con il metodo a contrazione, come da raccomandazione IIP 10(81 e rev. 5/99 ROLL-DOWN

20 macchina Roll-Down per la deformazione longitudinale del tubo in PEAD fino a Pn16 Tale tecnologia consiste nella provvisoria riduzione del diametro della tubazione in PEAD preventivamente saldata per polifusione testa/testa e privata dei cordoli di saldatura. Una apposita macchina deformatrice posizionata in linea con lo scavo di inserzione (o, se necessario, dislocata anche all esterno del cantiere) opera una riduzione a freddo dell 8-10% del DE del tubo in PE, così da permettere l inserzione dello stesso all interno della condotta da rinnovare. Ad inserzione terminata la tubazione, ridotta di diametro, viene riportata a diametro standard per pressurizzazione con acqua fredda o con aria, fino ad adesione alle pareti della condotta da rinnovare (close-fit). L intero processo di deformazione, inserimento e riformatura avviene nel corso di una unica giornata lavorativa. Possono essere rinnovati in un unica soluzione, notevoli estensioni di condotte esistenti, fino ad un massimo di oltre 300 metri per singolo tratto. La media dei tratti si aggira comunque attornoai 200 metri. Le macchine deformatici sono in grado di ridimensionare condotte in PEAD da DE110 mm a DE 500 mm, da SDR26 (PN6, PE100) a SDR 11 (PN16, PE100). PRO: la condizione di Close-Fit consente, di fatto, un leggero incremento di portata, anche considerando la sezione netta di deflusso della condotta esistente e la perdita geometrica di sezione del nuovo tubo in PEAD dovuta al suo spessore. Tale incremento di portata diviene ancora più sensibile se si considerano le effettive condizioni di depositi, concrezioni e anomale scabrezze che usualmente caratterizzano le pareti interne delle condotte antincendio. La nuova tubazione in PEAD resta efficacemente protetta dalla vecchia condotta, anche in caso di severe sollecitazioni meccaniche e di urti e danneggiamenti esterni. Il campo di applicazione, relativamente alla pressione nominale richiesta, è estendibile a PN16 fino al DE315 e a PN10 dal DE355 al DE500. I tempi di applicazione sono, di norma, sensibilmente inferiori a quelli richiesti dalla posa tradizionale.

21 L entità degli scavi risulta essere, usualmente, pari a solo il 10-15% di quella richiesta dalla posa tradizionale a cielo aperto. Si impiegano tubazioni in PEAD di tipo commerciale. rulli contrapposti per la configurazione del diametro ridotto e fase di inserzione del tubo trafilato CONTRO: I costi di applicazione sono gravati da royalties di entità variabile in funzione dell estensione del progetto e del diametro della condotta da risanare. I costi di applicazione sono inoltre ulteriormente gravati dagli oneri di trasporto delle attrezzature che provengono dall estero. L applicazione della tecnologia risulta, talvolta, complessa. Il grado di riduzione di diametro richiede di operare il risanamento di condotte esistenti praticamente rettilinee ed in condizioni di buona pulizia interna. In caso di necessità, l operazione non è ripetibile. Non è economicamente conveniente operare interventi di dimensioni ridotte (inferiori a metri) o in tratti estremamente frazionati. PRECAUZIONI: Le operazioni di manutenzione e di modifica dell impianto da eseguire dopo il risanamento, devono essere realizzate seguendo procedure che consentano di sezionare la condotta esterna senza apportare danno alla condotta interna in PEAD. I collaudi idraulici devono essere realizzati con metodo differenziale a contrazione (vedi racc. IIP n 10/81 e rev. 5/99) TECNOLOGIE DI PIPE REPLACING

22 PIPE BURSTING fase iniziale di una sostituzione di un tubo in fibrocemento con pipe bursting Tale tecnologia si basa sull impiego di un opportuno sistema di aste azionate idraulicamente. Due scavi vengono realizzati alle estremità dei tratti. In uno di questi (camera di lancio) è collocata una slitta sulle cui guide scorre la testa idraulica di spinta ed estrazione delle aste. La condotta da sostituire è quindi sezionata in singoli tratti pressoché rettilinei di lunghezza di metri. Le aste vengono inizialmente introdotte all interno del tratto di condotta da sostituire, per tutta la sua lunghezza, sino a raggiungere l altro scavo (camera di arrivo) posto all altro capo. Una volta completata l inserzione, all estremità delle aste, dalla parte della camera di arrivo, viene collegato il dispositivo destinato a frantumare la vecchia condotta durante la fase di estrazione delle aste. Il dispositivo di frantumazione è costituito da un utensile tagliente a forma di freccia che permette di aprire la vecchia condotta con azione continua e senza ricorso a percussione. All utensile è collegata, in sequenza, un ogiva conica che ha il compito di costipare i frammenti della condotta nel terreno circostante. Man mano che le aste vengono estratte viene così creato il foro di diametro maggiorato che costituisce la sede di posa per la nuova tubazione di PE. Questa è agganciata al treno di aste, direttamente a valle del dispositivo di frantumazione e dell ogiva conica ed è trascinata all interno del nuovo foro durante la fase di estrazione delle aste La tecnologia Pipe Bursting consente di sostituire vecchie condotte con nuove tubazioni in PE dello stesso diametro o con discreti incrementi di diametro con l'utilizzo di tubi in PE di produzione standard. Occorre individuare in precedenza, con discreta approssimazione, la posizione dei sottoservizi, che comunque, data l assenza di vibrazioni impresse, non vengono normalmente danneggiati. A relining eseguito il lavoro prevede la riconnessione alle estremità del segmento rinnovato tra il tubo in PE e l esistente tubo in ghisa, nonché la riconnessione delle diramazioni laterali della condotta. E previsto inoltre il ricolloco delle derivazioni di utenza DN 1 o 2 o maggiori sul nuovo tubo in PE, analogamente alla posa in opera ex novo.

23 I tratti sostituibili in un unica soluzione sono di circa m, intesi come intervallo tra due scavi delimitanti un tratto rettilineo di condotta. Curve, variazioni angolari multiple o singole superiori a 3, pezzi speciali, etc. costituiscono generalmente punti di interruzione del relining in corrispondenza dei quali prevedere gli scavi di inserzione o di traino. sequenza di fasi di pipe bursting PRO: la tecnologia consente sensibili incrementi di portata, anche fino al % considerando gli aumenti di sezione netta di deflusso ottenibili con la posa di tubazioni in PEAD di diametro nettamente superiore alle condotte esistenti. Tali incrementi di portata divengono ancora più sensibili se si considerano le effettive condizioni di depositi, concrezioni e anomale scabrezze che usualmente caratterizzano le pareti interne delle condotte antincendio esistenti. Il campo di applicazione, relativamente alla pressione nominale richiesta, è estendibile a PN25-32 fino al DE315 e a PN20 dal DE355 al DE500. I tempi di applicazione sono, di norma, sensibilmente inferiori a quelli richiesti dalla posa tradizionale. La tecnologia è applicabile anche a condotte esistenti con presenza di copiosi depositi o concrezioni interne. L entità degli scavi risulta essere, usualmente, pari a solo il 10-15% di quella richiesta dalla posa tradizionale a cielo aperto. Le operazioni di manutenzione e di modifica dell impianto da eseguire dopo il risanamento, possono essere realizzate analogamente ad una normale condotta in PEAD posta in opera con metodi tradizionali. Si impiegano tubazioni in PEAD di tipo commerciale.

24 CONTRO: La procedura di inserzione richiede di operare il risanamento di condotte esistenti suddivise in tratti praticamente rettilinei. Non è economicamente conveniente operare interventi di dimensioni ridotte (inferiori a metri) o in tratti estremamente frazionati. PRECAUZIONI: Occorre valutare preventivamente, in special modo quando si intende incrementare sensibilmente il diametro originale, le condizioni relative alla profondità di interramento, alla presenza di altri sottoservizi in adiacenza alla condotta esistente ed ai tipi dei terreni di riempimento, in modo da evitare la possibilità di danneggiamento alle pavimentazioni di superficie. I collaudi idraulici devono essere realizzati con metodo differenziale a contrazione (vedi racc. IIP n 10/81 e rev. 5/99) PIPE SPLITTING primo piano di uno splitting La tecnologia denominata Pipe Splitting consiste nell'introduzione, all'interno della condotta da rinnovare, di una ogiva in acciaio dotata di lame di taglio, trainata da un sistema di aste smontabili azionate da una macchina tiraste idraulica. Tale dispositivo opera senza necessità di percussione e determina quindi l'avanzamento del nuovo tubo in PE con la sola forza di traino, assicurando nello stesso tempo il taglio e la divaricazione della condotta esistente. All alesatore che segue l ogiva viene collegata una tubazione in PEAD, precedentemente saldata e privata dei cordoli di saldatura, che va a rimpiazzare la vecchia condotta. Occorre individuare in precedenza con precisione il tracciato della condotta da sostituire e, con discreta approssimazione, la posizione dei sottoservizi, che comunque, data l assenza di vibrazioni impresse, non vengono normalmente danneggiati. Tramite l impiego di tale tecnologia è possibile rimpiazzare con tubazioni in PE, contestualmente alla distruzione della condotta esistente, con incrementi di diametro fino al 50%. I tratti sostituibili in un unica soluzione sono di circa m, intesi come intervallo tra due scavi delimitanti un tratto rettilineo di condotta. Curve, variazioni angolari multiple o singole superiori a 3,

25 pezzi speciali, etc. costituiscono generalmente punti di interruzione del relining in corrispondenza dei quali prevedere gli scavi di inserzione o di traino. Le moderne macchine da Pipe Splitting sono in grado di posare condotte in PEAD a da DE110 mm a DE 500 mm, generalmente a partire dall SDR 11 (PN16, PE100) fino al PN32 (DE max 355 mm), operando il taglio di condotte in acciaio da DN4 a DN20. Impiegando opportune teste di taglio e divaricatori, e inoltre possibile posare condotte plastiche di diametro maggiore delle esistenti in acciaio (ed un nuovo DE 250 mm in sostituzione di un 6 esistente). fasi di applicazione di un pipe splitting per la sostituzione di una vecchia condotta di sottopasso stradale PRO,e CONTRO e PRECAUZIONI analoghi a quanto citato per il PIPE BURSTING.

26 CURED IN PLACE PIPE (CIPP) TECNOLOGIE DI RISANAMENTO fase di inserzione della guaina impregnata di resina e refrigerata, dopo il fissaggio alla flangia di inversione Il gruppo di sistemi raccolti sotto la denominazione di Cured in Place Pipe consistono nella predisposizione di una guaina plastica o tessile o composta plastica - tessile di dimensioni e lunghezza idonea al rivestimento interno del tratto di condotta da rinnovare. Dall interno della guaina, in contatto con la parte tessile o in feltro, viene versato e ripartito uniformemente un determinato quantitativo di resina allo scopo di impregnare totalmente e capillarmente la superficie che, a inserzione avvenuta, andrà a contatto con la parte interna della condotta da rinnovare. Ad impregnazione avvenuta, il liner fino ad un diametro di 300 mm composto da guaina + resine, viene usualmente avvolto all interno di una camera di estroflessione. Il terminale della guaina posta all interno dell estroflessore viene sigillato, mentre l altro terminale viene rivoltato e sigillato per cerchiaggio al raccordo di uscita dell estroflessore. La messa in pressione con aria dall interno dell estroflessore provoca il rivoltamento e il conseguente avanzamento della guaina all interno della condotta da rinnovare. Il mantenimento in pressione del sistema estroflessore + guaina determina il contatto capillare tra superficie interna della condotta da rinnovare e la superficie tessile della guaina impregnata di resina. Esistono vari tipi di resina da impregnazione, da individuare in relazione alle caratteristiche del fluido trasportato dalla condotta:

27 resine poliestere, per fluidi reflui provenienti da scarichi civili e industriali a temperature fino a C resine vinilestere, per fluidi reflui industriali, con ampio campo di oscillazione del ph e della temperatura (fino a 60 C e oltre) resine epossidiche, per fluidi alimentari e di processo che necessitano del minore rilascio possibile di particelle di resina, anche a medio-lungo termine resine poliuretaniche speciali Sintopan, che abbinano alle caratteristiche fisico-chimiche delle resine precedentemente descritte una spiccata coesività alle pareti interne in poliolefine a bassa scabrezza quali il PEAD o che richiedano bassi valori di ritiro termico in fase di raffreddamento post termoindurimento Per liner di diametro superiore a 200 mm fino a 2000 mm ed oltre, l estroflessione avviene usualmente mediante il fissaggio del terminale della guaina impregnata ad un anello di inversione posto alla sommità di una incastellatura posta perpendicolarmente al punto di inserzione. La guaina impregnata viene poi rivoltata attraverso l anello di inversione con la parte in feltro verso l esterno e la parte in PE, PU o PVC verso l interno. L immissione di acqua all interno del sacco che si viene a formare provoca, per gravità, la discesa della guaina verso l imboccatura del tratto da rinnovare e il suo successivo avanzamento per reversione in senso orizzontale fino al pozzetto successivo. fasi applicative delle guaine termoindurenti C.I.P.P.

28 Per entrambi i metodi il consolidamento della resina e il definitivo incollaggio può avvenire per il solo trascorrere di un determinato tempo di reazione, in funzione del tipo di resina impiegato e delle dimensioni e del tipo di guaina. Una eventuale accelerazione dei tempi di reazione e quindi di consolidamento può essere ottenuta con le seguenti azioni: a) Aumento della temperatura all interno della guaina ottenuta per mezzo di fluido termoconvettore (aria, acqua) o per mezzo di emettitore di raggi I.R. b) Diminuzione della temperatura della guaina impregnata pre-inserzione c) Aumento della quantità di catalizzatore - accelerante nella resina A consolidamento terminato la guaina viene sezionata in corrispondenza dei pozzetti di ispezione intermedi e dei terminali. Le eventuali immissioni laterali non convogliate in pozzetto accessibile, vengono ripristinate mediante l impiego di una fresa robotizzata. Tale apparecchiatura viene guidata da un operatore dall esterno e opera sotto il continuo controllo di una telecamera a circuito chiuso, riaprendo in sequenza i fori di immissione temporaneamente occlusi dalla guaina CIPP. Nel contempo, tale attrezzatura speciale, o una normale telecamera CCTV, operano il collaudo visivo finale della condotta appena risanata. una fresa robotizzata ed il risultato di una riapertura di un immissione laterale effettuata con tale dispositivo Il collaudo idraulico viene invece realizzato contestualmente alla fase di consolidamento in pressione (d aria o di colonna d acqua), fissando un livello di P. d aria o di H mm di colonna di acqua, e controllandone il mantenimento per il tempo fissato per il collaudo (usualmente coincidente con il tempo di consolidamento tipico di ogni diametro e spessore di guaina). veduta interna di una condotta fognaria ovoidale, prima e dopo il risanamento

29 E opportuno segnalare che tali tecnologie sono nate e si sono evolute per ottemperare alla risoluzione dei problemi di risanamento delle fognature, o comunque delle condotte a gravità in genere. E quindi da valutare attentamente l impiego di tali tecnologie nel campo del risanamento/rinnovamento delle condotte in pressione quali appunto i gasdotti. Non volendo in questo contesto, formulare giudizi in merito alla convenienza ed alla validità tecnica di tali soluzioni nell ambito del rinnovamento di tali tipi di condotte e di reti, ci limitiamo ad invitare i lettori a valutare i seguenti elementi: 1. I tubolari termoindurenti in feltro-resina o in feltro-fibra-resina per CIPP non possono essere considerati tubi o condotte nel senso letterale del termine. Essi infatti non sono riconosciuti come tali da alcuna normativa nazionale ed europea in materia di condotte idriche in pressione. 2. Per tali motivazioni, e per altre motivazioni espressamente tecniche, essi non presentano un PN certificabile, quantomeno con i criteri tradizionalmente impiegati per il calcolo e la certificazione 3. Anche qualora il comportamento sotto pressione di tali tubolari trovasse una validazione tecnica, non è detto che tale validazione sia applicabile ai raccordi tra tubolare CIPP e vecchia condotta. 4. La presenza di numerose interconnessioni, diramazioni e derivazioni proprie delle reti di distribuzione del gas comporterebbe infatti l inevitabile sezionamento e foratura del tubolare, la cui resistenza residua e la cui continuità idraulico-meccanica con le rimanenti parti dell impianto e con elementi quali valvole, sfiati, scarichi etc, resterebbero tutte da dimostrare. 5. Specie nel caso dei tubolari termoindurenti, ammesso che sia garantita la loro resistenza ad una determinata pressione interna, non è altrettanto garantibile una analoga loro resistenza ad eventuali depressioni istantanee, che possono verificarsi specie negli impianti di acquedotto azionati da sistemi di pompaggio o in reti e condotte con profilo altimetrico non piano. 6. Così come nel caso di applicazioni di guaine CIPP all interno di gasdotti, la sigillatura dei terminali tra guaina e condotta esistente e l eventuale successiva foratura per realizzare le derivazioni di utenza, possono essere causa di infiltrazioni isobariche di gas tra la parete interna della condotta ospitante ed il liner termoindurente. campione di parete di tubo in ghisa grigia con applicata all interno una guaina CIPP di tipo leggero 7. In caso di intervento di modifica/integrazione dell impianto successivo al trattamento con guaine CIPP, lo stesso dovrà essere condotto da personale specializzato, difficilmente reperibile al di fuori degli stessi applicatori CIPP. 8.