Figura 1. Esempio di sedimentazione all interno di una condotta di fognatura.

Transcript

1 LA GESTIONE DELLA RETE IDRAULICA DI DRENAGGIO Gestione della rete di fognatura Il corretto funzionamento della rete di fognatura e di conseguenza la sicurezza idraulica del territorio servito è garantita da una adeguata gestione della rete stessa: in particolare, di seguito, si farà riferimento alla manutenzione e pulizia delle tubazioni e ad una corretta scelta, disposizione e manutenzione delle caditoie. Una corretta progettazione delle reti di fognatura prevede che le portate convogliat e all interno della tubazione raggiungano sistematicamente delle velocità minime tali da assicurare una tensione tangenziale media alla parete dell ordine di 1-2 N/m 2 : in questo modo si garantisce una condizione di autolavaggio della condotta permettendo la rimozione ed il trasporto del materiale che al contrario tende a sedimentare con velocità inferiori. Tale condizione tuttavia non è sempre soddisfatta, soprattutto nelle zone periferiche della rete, a causa della minor intensità delle portate oltre che alla presenza di pendenze non appropriati. Questo porta ad un accumulo di sedimenti in fognatura con una conseguente riduzione della capacità di portata delle tubazioni, rendendo idraulicamente insufficiente la rete ed aumentando la frequenza degli allagamenti delle aree urbane (Figura 1). In altre occasioni, lo stesso rigurgito del canale ricettore all interno dei tratti terminali della rete fognaria, ricco di sedimenti in sospensione, può causare, date le basse velocità che caratterizzano il moto, la sedimentazione dei materiali. Figura 1. Esempio di sedimentazione all interno di una condotta di fognatura. I sedimenti in questione sono formati principalmente dal materiale che si accumula sulle superfici, urbanizzate e non, durante i periodi di tempo secco, e in seguito raccolti e trasportati all interno della rete fognaria durante l evento piovoso. In alcuni casi, le acque di pioggia possono trasportare all interno della rete anche ghiaia e pietrisco, facilitate da una elevata pendenza delle superfici dilavate. Per tutelare dunque la reale capacità di portata delle tubazioni si rendono necessarie frequenti operazioni di pulizia ed espurgo delle stesse. Inoltre, per limitare la deposizione dei

2 solidi nella rete è consigliabile una frequente pulizia delle strade unitamente a quella delle caditoie. Un sistema utilizzato per la pulizia delle condotte è quello dei getti d acqua ad alt a pressione, dove una sonda, dotata di una serie di ugelli dai quali esce acqua ad alta pressione, avanza all interno della tubazione rimovendo il materiale sedimentato che successivamente, attraverso una condotta di aspirazione, viene sollevato e portato nelle apposite discariche. Un esempio del materiale sedimentato all interno di una condotta si può vedere nelle seguenti immagini di Figura 2, dove una recente campagna di pulizia ha riportato la tubazione alla sua originale funzionalità. A tutela del buon funzionamento della rete va rilevata l importanza della corretta posa in opera delle tubazioni, soprattutto con riferimento alla realizzazione della continuità della rete in corrispondenza dei cambi di direzione e del tipo di sezione delle condotte, con riferimento sia alla forma sia alle dimensioni (Figura 3). Figura 2. Stato della tubazione prima e dopo un intervento di pulizia.

3 Figura 3. Esempio di ingresso di materiale nella tubazione attraverso un giunto mal eseguito. Particolare attenzione va inoltre posta anche alla manutenzione della rete a cielo libero in ambito privato, dove spesso le tubazioni che fungono da attraversamento carrabile per permettere l ingresso alle varie proprietà private sono ostruite dai sedimenti (Figura 4). Va inoltre rilevato che la rete necessita di frequenti ispezioni atte a individuare ed eventualmente a rimediare ad eventuali iniziative e comportamenti del cittadino, che pur operando in buona fede, danneggiano il funzionamento della rete stessa (Figura 5). Figura 4. Esempio di tombinamento per accesso privato praticamente ostruito dai depositi.

4 A tale proposito risulta ancora una volta opportuno ribadire la necessità di applicare un regolamento di polizia idraulica, utile a educare i cittadini alla conoscenza e al rispetto di elementari norme per la sicurezza idraulica, a beneficio di tutti. Figura 5. Esempio di apposizione di una griglia e di una tavola a protezione di un tombinamento privato dall interrimento: tale intervento riduce drasticamente la capacità di portata del tratto tombinato. Durante l evento piovoso, le caditoie hanno l importante ruolo di captare le acque cadute su strade, piazze, marciapiedi e altri spazi aperti ed introdurle nella rete fognaria. Una mancanza di caditoie stradali o una cattiva efficienza delle stesse può causare un aumento incontrollato del deflusso superficiale con conseguenti fenomeni di allagamento urbani. Le caditoie sono costituite da un pozzetto di raccolta, collegato alla rete fognaria principale in corrispondenza dei pozzetti d ispezione, che cattura le acque piovane grazie ad una bocca superiore, che può essere orizzontale nel caso delle caditoie a griglia, verticale nel caso delle caditoie a bocca di lupo oppure sia orizzontale che verticale. L acqua così raccolta, dopo aver sedimentato i materiali trasportati nel pozzetto sottostante, viene immessa nella rete. Quando tra due pozzetti d ispezione vi sia più di una caditoia, quelle intermedie sono collegate a quelle in corrispondenza del pozzetto attraverso condotte con diametro da 160 a 200 mm, posate sotto la cunetta. La pendenza di tali tubazioni deve essere pari a circa 1% per consentire anche con basse portate la rimozione dei sedimenti. Le caditoie, disposte lungo le cunette stradali, sono intervallate ogni m secondo l importanza della strada, della dimensione della cunetta e dunque della portata da smaltire. La caditoia a griglia consiste in una piastra rimovibile, di forma quadrata o rettangolare, posta in opera con l estradosso coincidente con la superficie della strada o cunetta. La griglia può essere formata da barre longitudinali o da fori; in ogni caso l area di deflusso deve essere non inferiore al 30% della superficie della caditoia. Per questo tipo di caditoia, particolare attenzione va posta al possibile intasamento della griglia causato dal materiale grossolano presente nella sede stradale e dunque trasportato dalla corrente. Risulta necessario, per garantire l efficienza della caditoia, eseguire una frequente pulizia delle strade e delle griglie

5 delle caditoie, soprattutto dopo eventi piovosi di un certo rilievo. Alcune caditoie sono dotate di un secchio forato, posto sotto la griglia, che favorisce la raccolta dei materiali che oltrepassano la griglia stessa. In questo modo, oltre ad essere facilitate le operazioni di pulizia, viene anche evitato il pericolo d intasamento del pozzetto sottostante. Quando si possano temere frequenti intasamenti della griglia con pericolo d allagamento della sede stradale, è preferibile adottare una caditoia dotata di griglia e bocca di lupo. L efficienza di una caditoia a griglia, dal punto di vista geometrico, dipende dalla superficie delle aperture e dalla loro forma: sono dunque da preferire, a parità di dimensioni d ingombro, le griglie dotate di una maggiore superficie aperta. La fabbricazione e l impiego delle caditoie e dei chiusini sono regolati dalla norma europea EN124 del giugno 1994 Dispositivi di coronamento e di chiusura per zone di circolazione utilizzate da pedoni e da veicoli ; in particolare, secondo tale norma, le griglie devono essere fabbricate con: o ghisa a grafite lamellare; o ghisa a grafite sferoidale; o getti in acciaio. Le griglie in conglomerato cementizio (Figura 6) dunque, non sono consentite dalla norma EN124: tale tipologia di griglia, infatti, oltre a poter presentare problemi di carattere statico, offre una bassa efficienza idraulica. Le caditoie, siano esse a griglia o a bocca di lupo, dal punto di vista idraulico possono funzionare in due modi: come sfioratori per bassi carichi o come luce a battente per carichi più consistenti. Con i carichi che teoricamente determinano il passaggio da un funzionamento all altro, la modalità di deflusso si può presentare intermittente. Mentre per le caditoie a bocca di lupo è possibile in generale definire il passaggio da un funzionamento all altro, per le caditoie a griglia è necessario, per ogni tipo diverso, prendere in considerazione forma e disposizione delle aperture. In particolare, per le caditoie a bocca di lupo, se si definisce con z l altezza dell apertura sullo scalino del marciapiede, si ha che per carichi inferiori a z il funzionamento è di tipo a sfioratore, mentre per carichi maggiori di 1,4 z il funzionamento è di tipo a battente. Carichi intermedi comportano un funzionamento alternato dell uno o dell altro tipo. A titolo di esempio si riportano nel seguente grafico di Figura 9 le portate evacuate sotto battente per tre differenti tipologie di griglie, ed in particolare per la griglia concava ad asole (Figura 7), per la griglia concava a nido d ape (Figura 8) e per la griglia in conglomerato cementizio(figura 6). Le griglie confrontate presentano le stesse dimensioni d ingombro, stabilite in base ad un indagine di mercato, e vengono considerate libere da ogni ostruzione. Si può vedere come, a parità di carico, la griglia in conglomerato cementizio ha una minore efficienza idraulica rispetto alle altre due griglie, mentre l elevata portata derivata della griglia ad asole è in linea con la sua maggiore quantità d area disponibile alla captazione delle acque. Risulta inoltre preferibile, per evitare l intasamento dei fori, adottare griglie con fori di maggiori dimensioni.

6 Figura 6. Griglia in conglomerato cementizio. Figura 7. Diversi tipi di caditoia con griglia ad asola. Figura 8. Diversi tipi di caditoia con griglia a nido d ape. Risulta preferibile il modello con fori di maggiori dimensioni, per evitarne l intasamento.

7 Carico h (cm) Portata (l/s) griglia concava ad asole griglia concava a nido d'ape griglia in conglomerato cementizio Figura 9. Scala delle portate per diversi tipi di griglia, con funzionamento sotto battente. La caditoia a bocca di lupo è adottata in presenza di marciapiede e consiste in un apertura verticale di forma rettangolare posta sul gradino tra la cunetta ed il marciapiede, direttamente comunicante con il pozzetto sottostante (Figura 10). Spesso, quando i pozzetti di raccolta sono sistemati sotto il marciapiede, la bocca di presa presente sul gradino viene sagomata con un raccordo convergente per permettere il passaggio da una sezione rettangolare, di cui l apertura è dotata, ad una circolare, caratteristica della tubazione che realizza il collegamento pozzetto bocca di presa. Questo tipo di caditoia, se accoppiato anche con una caditoia a griglia orizzontale, riduce il pericolo di intasamento di quest ultima, rendendo dunque più efficiente il sistema di captazione; il problema dell accumulo di materiale però viene spostato sul pozzetto sottostante, che dunque rischia d ostruirsi. Anche in questo caso, per garantire il buon funzionamento del sistema di smaltimento delle acque meteoriche, è utile effettuare la pulizia della griglia e del pozzetto sottostante, soprattutto in seguito a piogge intense. Anche l ingresso della caditoia a bocca di lupo può essere dotato di griglia verticale per bloccare i materiali (Figura 11): in questo caso però la capacità di derivazione diminuisce in relazione al grado d intasamento della griglia stessa.

8 Figura 10. Esempio di diverse tipologie di caditoia a bocca di lupo. Figura 11. Esempio di caditoia a bocca di lupo dotata di griglia verticale. Un ultima utile notazione è quella riguardante le classi di resistenza delle griglie, in riferimento alla normativa europea EN124, variabile secondo le zone d impiego, come si può vedere dalla seguente Tabella 1. Su tutte le griglie deve essere leggibile una marcatura che riporta, oltre alla classe di resistenza, il nome del fabbricante, l eventuale riferimento a un marchio di conformità e la sigla EN124.

9 Tabella 1. Zone di impiego delle griglie a seconda della classe di resistenza. CLASSE A 15 (carico rottura 15kN). Zone esclusivamente pedonali e ciclabili, superficie paragonabili a spazi verdi. CLASSE B 125 (carico rottura 125kN). Marciapiedi, zone pedonali aperte occasionalmente al traffico, aree di parcheggio per autoveicoli. (carico rottura 250kN). Dispositivi posti nelle cunette ai bordi CLASSE C 250 delle strade estesi al massimo fino a 0,5 m sulle corsie di circolazione e fino a 0,2 m sui marciapiedi. CLASSE D 400 (carico rottura 400kN). Carreggiate, banchine stradali, aree di parcheggio per tutti i tipi di veicoli. CLASSE E 600 (carico rottura 600kN). Aree con carichi particolarmente elevati (porti, officine, aeroporti, ecc.). CLASSE F 900 (carico rottura 900kN). Aree soggette a carichi particolarmente elevato (pavimentazioni di aeroporti, ecc.). L utilizzo del clapet, in corrispondenza dei recapiti della rete di fognatura, garantisce la difesa di questa nei confronti dei rigurgiti ad opera dei canali ricettori quando questi ultimi presentino livelli elevati. La loro realizzazione tuttavia, affinché il sistema sia efficiente, deve prevedere che in condizioni di magra il clapet non sia sommerso dalla corrente del ricettore, ma libero di aprirsi per evitare dannosi ristagni nella rete fognaria. Un esempio di posa in opera corretta di un clapet è quella che si può vedere nella foto di destra della Figura 12; la foto di sinistra invece, mostra come, nonostante le condizioni di magra, il clapet sia parzialmente sommerso. Questo causa un ristagno all interno della fognatura, con una conseguente sedimentazione del materiale trasportato dalla corrente che richiede una frequente manutenzione. Figura 12. Clapet a presidio degli scarichi.