SISTEMI di FOGNATURA in PRFV

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1 IN PRFV Pagina 1 di 46 SISTEMI di in PRFV 2 01/2000 revisione generale FF GG CZ REV DATA DESCRIZIONE EMESSO UT VISTO UT APPROVATO DT

2 IN PRFV Pagina 2 di 46 INDICE 1. GENERALITÀ TUBAZIONI IN PRFV NORME DI RIFERIMENTO COSTRUZIONE STRATO INTERNO (LINER) STRATO MECCANICO RESISTENTE STRATO ESTERNO MATERIE PRIME RESINE PER IL LINER RESINE PER LO STRATO MECCANICO RESISTENTE RESINA PER IL GEL-COAT INERTI CATALIZZATORI E ACCELERANTI GIUNTO A BICCHIERE CON GUARNIZIONE DI TENUTA A LABBRO DIMENSIONI GIUNTO A BICCHIERE CON DOPPIO O-RING DIMENSIONI POZZETTI POZZETTO DI ISPEZIONE POZZETTO DI ISPEZIONE DI LINEA POZZETTO DI SALTO POZZETTO PER DEVIAZIONI PLANIMETRICHE POZZETTI DI IMMISSIONE POZZETTI IN CALCESTRUZZO GETTATO IN OPERA CARATTERISTICHE IDRAULICHE CALCOLO DELLE PERDITE DI CARICO SCALE DI DEFLUSSO TABELLE FOGNATURE IN PRESSIONE TUBI E RACCORDI PER FOGNATURE IN PRESSIONE... 32

3 IN PRFV Pagina 3 di CARATTERISTICHE IDRAULICHE Calcolo delle perdite di carico Colpo d ariete TUBAZIONI IN PRFV INTERRATE FORMAZIONE DELLA TRINCEA Trincea in terreno stabile Trincea in terreno instabile Trincea in terreni granulari Trincea in terreni soffici LARGHEZZA E PROFONDITÀ DELLA TRINCEA SCAVO DELLA TRINCEA IN PRESENZA DI FALDA LETTO DI POSA RINFIANCO COMPATTAZIONE FONDAZIONE TABELLE PROFONDITÀ DI POSA CONTROLLO QUALITA MATERIE PRIME CONTROLLI IN LINEA PRODOTTI FINITI RESISTENZA DEL PRFV ALLE SOSTANZE CHIMICHE... 51

4 IN PRFV Pagina 4 di GENERALITÀ RETI FOGNARIE Per rete di fognatura si intende il complesso di canalizzazioni, generalmente interrate, atte a raccogliere ed allontanare da un complesso urbano le acque superficiali (meteoriche, di lavaggio, ecc. generalmente definite acque bianche ) e quelle reflue provenienti dalle varie attività umane ( acque nere ). Generalmente le canalizzazioni funzionano a pelo libero; in qualche caso, per tratti di breve lunghezza, il loro funzionamento può essere in pressione (condotte di mandata in stazioni di sollevamento, sifoni, ecc.). Una rete di fognatura si definisce a sistema misto quando raccoglie nella stessa canalizzazione le acque nere e bianche. Si definisce a sistema separato quando le acque nere vengono raccolte in una rete distinta da quella che raccoglie le acque bianche. Le reti di fognatura sono completate dagli impianti di trattamento dei liquami e dai canali emissari che adducono i reflui al recapito finale. Le reti fognarie devono essere ispezionabili, quindi l elemento pozzetto di ispezione va considerato come facente parte del sistema di canalizzazione e deve possedere caratteristiche di tenuta coerenti con la parte tubo-giunto. Le caratteristiche principali da tenere in considerazione nella scelta del materiale per una condotta fognaria sono le seguenti: TENUTA l intero sistema fognante (tubo, giunto, pozzetto, immissione, ecc.) deve essere a tenuta, sia dall interno verso l esterno (inquinamento ambientale diffuso), che viceversa (posa in falda, drenaggio di portate parassite) RESISTENZA ALLA CORROSIONE il sistema fognante deve avere una elevata resistenza alla corrosione rispetto all ambiente nel quale è posato (pile geologiche, correnti vaganti, ecc.) RESISTENZA ALLE AGGRESSIONI CHIMICHE Il sistema fognante deve avere elevata resistenza rispetto agli inquinanti trasportati (civili e industriali), con particolare riguardo all acido solforico, e deve resistere ad un ampio campo di PH CARATTERISTICHE IDRAULICHE

5 IN PRFV Pagina 5 di 46 Il sistema fognante deve possedere un favorevole coefficiente di scabrezza per consentire una sufficiente velocità di autopulizia anche in caso di bassa pendenza e per minimizzare il rischio di aderenza delle incrostazioni. RESISTENZA ALL ABRASIONE Il sistema fognante deve possedere una buona resistenza all abrasione nel campo delle velocità massime usuali (~ 4m/sec). DURATA Tutte le caratteristiche meccaniche, fisiche, chimiche e di tenuta del sistema fognante devono essere mantenute per tutta la durata di vita utile dell opera. La durata rappresenta anche un fondamentale parametro di economicità dell opera in funzione dei costi di ammortamento dell opera stessa. VELOCITÀ DI POSA La velocità di posa del sistema fognante è una caratteristica fondamentale per ridurre i disagi ed i pericoli connessi con gli scavi aperti che interferiscono con il traffico stradale, la stabilità degli edifici, le attività economico sociali della zona interessata. La velocità di posa, con la chiusura anticipata dei cantieri, si traduce in un risparmio globale dell opera, in quanto minimizza i cosiddetti costi sociali. RESISTENZA MECCANICA Il sistema fognante deve possedere buone caratteristiche meccaniche, a breve e a lungo termine, che consentono pose non onerose sotto i carichi statici e dinamici. Il sistema deve inoltre reagire senza danni strutturali alle onde sismiche. MANUTENZIONE Il sistema fognante deve consentire una minimizzazione degli interventi manutentivi e, comunque, una agevole esecuzione degli stessi, tenendo conto che trattandosi di una rete a maglie aperte, non è, di fatto, possibile interrompere il servizio. POZZETTI Il pozzetto di ispezione è un elemento fondamentale del sistema fognante, in quanto presente ogni m secondo il DN del collettore e normalmente utilizzato per realizzare le immissioni. Deve quindi possedere caratteristiche meccaniche, chimiche, fisiche e di tenuta coerenti con il sistema tubo-giunto utilizzato. Deve inoltre possedere una flessibilità di utilizzo che consenta facilmente, anche in cantiere, la realizzazione di pozzetti in curva, di salto, di immissione, ecc.

6 IN PRFV Pagina 6 di 46 GAMMA Per avere un sistema fognante il più possibile coerente, che consenta di minimizzare i costi di magazzino, istruzione del personale ecc., è importante utilizzare un materiale che abbia una gamma molto ampia di DN utilizzabili nell uso sia gravitario che a pressione, con una adeguata possibilità di utilizzo di pezzi speciali. COSTO CONCORRENZIALE Il costo globale dell opera finita, considerando tutti i parametri che influenzano questo parametro, quali durata, ammortamento, efficienza, velocità di posa, costi sociali, ecc., ed espresso quindi in termini di costi-benefici, deve essere concorrenziale. Le tubazioni ed i pozzetti di resine termoindurenti rinforzate con fibra di vetro (P.R.F.V.) rispondono pienamente alle esigenze sopra descritte. Iniziative Industriali SpA mette a disposizione di progettisti e utilizzatori il proprio ufficio tecnico per calcoli idraulici, statici, confronti tecnico-economici, ecc. per la scelta della soluzione più idonea al problema da affrontare. 2. TUBAZIONI IN PRFV Nel presente manuale sono riportate le caratteristiche tecniche, norme di accettazione e modalità di posa per tubazioni in PRFV, prodotte per avvolgimento di fili (filament winding), previste per condotte di fognature civili. Le tubazioni in PRFV per fognature devono possedere una adeguata resistenza meccanica trasversale (resistenza allo schiacciamento), caratterizzata dall indice di rigidità trasversale RG = EI / D 3., la quale è una misura di come la sezione trasversale della tubazione reagisce ai carichi verticali, costituiti dal peso del terreno di ricoprimento e da eventuali sovraccarichi accidentali, i quali tendono ad ovalizzarla. Per effetto dello schiacciamento la tubazione esercita una spinta sul terreno circostante, la cui reazione si oppone alla ovalizzazione del tubo contribuendo a migliorarne la stabilità. 3. NORME DI RIFERIMENTO Si fa riferimento alla Norma UNI 9032 Tubi di resine termoindurenti rinforzate con fibre di vetro (PRFV). I tubi, oggetto del presente manuale, rientrano nella Classe C della suddetta norma: Classe C: Tubi in "aggregato", ottenuti per avvolgimento, nei quali oltre alle fibre di vetro di rinforzo è incorporata nella parete una certa quantità di un data carica minerale (generalmente sabbia).

7 IN PRFV Pagina 7 di COSTRUZIONE La parete delle tubazioni in PRFV, prodotte su mandrino per avvolgimento di fili, è costituita da tre strati, perfettamente aderenti uno all'altro, che formano un unico elemento strutturale. 4.1 STRATO INTERNO (LINER) La funzione dello strato interno (liner) è di garantire la massima resistenza chimica e la massima impermeabilità nei confronti del fluido convogliato. Il liner è a sua volta costituito da: strato interno a diretto contatto con il fluido, rinforzato con un velo di superficie di vetro "C", per uno spessore di 0.3 mm e con un contenuto di resina superiore al 90% in peso; strato esterno rinforzato con un mat di vetro "E" da 375 g/m 2, per uno spessore di circa 1 mm e con un contenuto di resina di circa il 70% in peso. Lo spessore totale del liner è quindi di circa 1.3 mm e il contenuto di resina medio del 75% in peso. Il liner non deve presentare zone scarsamente impregnate di resina o prive di rinforzo. 4.2 STRATO MECCANICO RESISTENTE Lo strato meccanico resistente è costituito da filamenti continui di vetro (rovings), impregnati di resina, avvolti elicoidalmente (filament winding) in lamine di uniforme spessore e densità, secondo angolazioni predeterminate, tali da garantire caratteristiche meccaniche circonferenziali ed assiali conformi alle esigenze progettuali e a quanto in seguito specificato. Questo strato, una volta polimerizzato, deve essere privo di difetti evidenti di lavorazione, nei limiti di quanto specificato dalle prescrizioni per il collaudo visivo. Possono essere presenti in questo strato materiali inerti in sostituzione di parte delle fibre di vetro, al fine di aumentare la rigidità trasversale della tubazione. 4.3 STRATO ESTERNO Questo strato, con uno spessore di ca. 0.3 mm, generalmente non rinforzato, è costituito da resina additivata con inibitori di raggi UV. 5. MATERIE PRIME Norme di collaudo e valori di accettazione, se non diversamente indicato, devono corrispondere a quelli stabiliti dal produttore delle materie prime.

8 IN PRFV Pagina 8 di RESINE PER IL LINER Si utilizzano resine di tipo poliestere isoftalico, le quali devono soddisfare i seguenti requisiti minimi, misurati su provini non rinforzati: Caratteristica Norma Valore U.M. Allungamento a trazione ASTM D 638 min 4 % Resistenza a trazione ASTM D 638 min 40 MPa Acidità DIN max 30 mg KOH/g Viscosità a 25 C ASTM D 2393 max 500 cps Temp.distors.termica [HDT] ASTM D 648 min 80 C Assorbimento d'acqua ASTM D570 max 0.5 % 5.2 RESINE PER LO STRATO MECCANICO RESISTENTE Si utilizzano resine di tipo poliestere isoftalico, le quali devono soddisfare i seguenti requisiti minimi, misurati su provini non rinforzati: Caratteristica Norma Valore U.M. Allungamento a trazione ASTM D 638 min 2.5 % Resistenza a trazione ASTM D 638 min 50 MPa Modulo elastico a trazione ASTM D 638 min MPa Resistenza a flessione ASTM D 790 min 90 MPa Modulo elastico a flessione ASTM D 790 min Acidità DIN max 35 mg MPa mg KOH/g Viscosità a 25 C ASTM D 2393 max 500 cps Temp.di distors.termica [HDT] ASTM D 648 min 90 C Assorbimento d'acqua ASTM D570 max 0.5 % 5.3 RESINA PER IL GEL-COAT Viene impiegata la stessa resina prescritta per lo strato meccanico resistente. %

9 IN PRFV Pagina 9 di INERTI Gli inerti sono conformi alla norma ASTM D3517. Il contenuto di ferro è inferiore allo 0.4%. Il contenuto d'acqua (umidità) è al di sotto dell' 1% prima dell'impiego. 5.5 CATALIZZATORI E ACCELERANTI Sono impiegati prodotti che portano alla completa polimerizzazione della resina, secondo le prescrizioni del produttore della resina, per le condizioni ambientali in cui avviene la reazione. FOGNATURE A GRAVITA 6. GIUNTO A BICCHIERE CON GUARNIZIONE DI TENUTA A LABBRO Le tubazioni sono collegate mediante giunti a bicchiere con tenuta idraulica assicurata da guarnizione elastomerica a labbro. Il bicchiere, di cui ogni barra è dotata, è integrale con la barra e costruito monoliticamente, contemporaneamente alla stessa. La sede per la guarnizione di tenuta è ricavata in un gola dell'estremità a bicchiere. La guarnizione elastomerica a labbro è in gomma sintetica. Questo tipo di giunzione viene utilizzato per FOGNATURE a GRAVITA nella gamma di DN da 200 a 1200 mm. 7. DIMENSIONI TUBAZIONI in PRFV con Giunto a BICCHIERE con TENUTA a LABBRO LUNGHEZZA di BARRA (L) 12 e 6 m

10 IN PRFV Pagina 10 di 46 RIGIDITÀ TRASVERSALE 5000 N/m 2 (*) t L DN Lu N.B. DN mm Lu mm t mm peso kg/m / / / / / / / / / / / / / Il DIAMETRO NOMINALE coincide con il DIAMETRO EFFETTIVO. (*) A richiesta sono disponibili altre classi di rigidezza.

11 IN PRFV Pagina 11 di GIUNTO A BICCHIERE CON DOPPIO O-RING Il bicchiere ed il maschio sono monolitici con le estremità della tubazione. La tenuta idraulica è realizzata da due O-ring, alloggiati dentro cave circonferenziali parallele ricavate sul maschio. Questo tipo di giunzione viene utilizzato per FOGNATURE a GRAVITA nella gamma di DN dal 1300 al 3000 mm.

12 IN PRFV Pagina 12 di DIMENSIONI TUBAZIONI in PRFV con Giunto a BICCHIERE con DOPPIO O-RING LUNGHEZZA di BARRA (L) 12 m RIGIDITÀ TRASVERSALE 2500 e 5000 N/m 2 (*) 2500 N/m N/m 2 DN mm 1300 Lu mm t mm 16.2 Peso kg/m t mm 21.0 peso kg/m N.B. Il DIAMETRO NOMINALE coincide con il DIAMETRO EFFETTIVO. (*) A richiesta sono disponibili altre classi di rigidezza.

13 IN PRFV Pagina 13 di POZZETTI 10.1 POZZETTO DI ISPEZIONE I pozzetti di ispezione di linea sono posizionati lungo la rete fognaria, ad una distanza tra due successivi corrispondente indicativamente ai seguenti valori: DN [mm] DN < < DN <1200 DN > 1200 Distanza m m m I pozzetti di ispezione vanno inoltre previsti sul tracciato della fognatura in tutti i seguenti casi: deviazioni planimetriche (curve) cambio di livelletta cambio diametro del collettore confluenza immissione sifoni di cacciata Il pozzetto è costituito da un tronco di tubo di diametro variabile (vedi tabella), avente rigidità trasversale RG 5000 N/m 2. Sulla parete laterale sono praticati in cantiere, per mezzo di una apparecchiatura di semplice utilizzo, i fori corrispondenti alle tubazioni convergenti nel pozzetto. La tenuta tra le tubazioni ed il pozzetto è realizzata mediante guarnizioni a labbro. Il collegamento tramite le guarnizioni a labbro consente una rotazione nel foro di circa 3 permettendo di assorbire un eventuale cedimento del pozzetto.alla base del pozzetto è realizzato l inghisaggio in calcestruzzo. In caso di presenza di falda, per migliorare la tenuta, è possibile incollare sulla parete interna e su quella esterna del pozzetto, in corrispondenza del contatto con il getto di calcestruzzo, due cordoni di guarnizione idroespansibile. Pozzetto DN [mm] Collettore DN [mm] Immissari max n. 2 N [mm] 1200 fino fino fino fino fino fino

14 IN PRFV Pagina 14 di POZZETTO DI ISPEZIONE DI LINEA POZZETTO DI ISPEZIONE

15 IN PRFV Pagina 15 di 46 POZZETTO DI ISPEZIONE

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17 IN PRFV Pagina 17 di POZZETTO DI SALTO I pozzetti di salto, inseriti in una rete fognaria, nascono dall esigenza di limitare la velocità massima nelle tubazioni e di consentire la costruzione di rami secondari in posizione più superficiale rispetto alla condotta principale. La figura illustra un tipico pozzetto di salto, realizzato in PRFV. POZZETTO DI SALTO

18 IN PRFV Pagina 18 di POZZETTO PER DEVIAZIONI PLANIMETRICHE Con il sistema di pozzetti Iniziative Industriali SpA è possibile, direttamente in cantiere, realizzare curve di qualsiasi raggio posizionando opportunamente sulla parete del pozzetto il foro e la guarnizione e realizzando la cunetta di scolo nel calcestruzzo. (Un esempio è riportato nelle figure seguenti.) POZZETTO DI DEVIAZIONE PLANIMETRICA

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20 IN PRFV Pagina 20 di POZZETTI DI IMMISSIONE Il sistema pozzetto in PRFV consente di realizzare, direttamente in cantiere e sullo stesso pozzetto di ispezione, le immissioni sia bianche che nere a qualsiasi altezza e da qualunque angolazione provengano. E inoltre possibile realizzare le immissioni anche in altri materiali (PVC) garantendo sempre la tenuta sul corpo del pozzetto.

21 IN PRFV Pagina 21 di POZZETTI IN CALCESTRUZZO GETTATO IN OPERA In casi particolari è possibile utilizzare il tubo in PRFV nel modo tradizionale realizzando la connessione con la parete del pozzetto realizzato in cls gettato in opera. Per ottenere buoni risultati statici e di tenuta, è bene avvolgere attorno al tubo una fascia di gomma (larga mm ed avente spessore di mm in funzione del diametro) nella zona di ingresso nella struttura in cls. In aggiunta è opportuno che siano realizzate le seguenti condizioni: a) minima profondità del sottofondo non inferiore a 1 DN, per una lunghezza > 2 DN; b) larghezza minima di trincea 3 DN, per una lunghezza > 3 DN. Le figure seguenti illustrano la sezione e la pianta del collegamento con la parete in calcestruzzo. fascia in gomma spessore letto SEZIONE trincea allargata fascia in gomma PIANTA

22 IN PRFV Pagina 22 di CARATTERISTICHE IDRAULICHE I tubi in PRFV, grazie alla superficie interna estremamente liscia, alla loro resistenza alla corrosione ed alla assenza del fenomeno di incrostazione, hanno eccellenti caratteristiche idrauliche ed offrono vantaggi economici nei confronti dei materiali tradizionali CALCOLO DELLE PERDITE DI CARICO Sono numerose le formule per calcolare le perdite di carico nelle tubazioni. Tra le più utilizzate troviamo la formula di Darcy-Weisbach con il fattore d attrito di Colebrook e le formule di Hazen-Williams e di Manning. La superficie interna della tubazione in PRFV ha una scabrezza assoluta pari a 25 µm. Con il giunto a bicchiere la scabrezza assoluta equivalente della linea è pari a 70 µm. Formula di Darcy-Weisbach J = (f v 2 ) / (2 g D) g = accelerazione di gravità, 9.81 m/s 2 J = perdita di carico, m/m v = velocità, m/s D = diametro, m f = fattore di attrito (Colebrook): ε Re ν 1 f ε 2.51 = 2 l og D Re f = scabrezza (70 µm) = vd / ν = numero di Reynolds = viscosità cinematica, m 2 /s (1.14 * 10-6 per acqua a 15 C) Formula di Hazen-Williams v = 0.85 C R 0.63 J 0.54 v = velocità, m/s J = gradiente idraulico, m/m C = coefficiente di Hazen-Williams, (145 per il PRFV) R = raggio idraulico, m Formula di Manning v = 1/n R 2/3 J 1/2 v = velocità, m/s n = coefficiente di Manning, (0.01 per il PRFV) R = raggio idraulico, m J = gradiente idraulico, m/m

23 IN PRFV Pagina 23 di SCALE DI DEFLUSSO Nelle fognature a gravità, grazie alle elevate caratteristiche meccaniche e di tenuta del SISTEMA IN PRFV è possibile progettare i collettori con un rapporto di riempimento (H/D) del %, anche in relazione al tempo di ritorno del massimo evento meteorologico considerato TABELLE A titolo orientativo riportiamo nelle pagine seguenti le tabelle, con i valori di portata (m 3 /s) e velocità (m/s) per tubazioni in PRFV con pendenza 5/1000, relative ai seguenti diametri (mm) : - 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1800, 2000, 2200, 2400, 2500, 2600, 2800, I valori riportati sono stati calcolati con la formula di Colebrook con e = 70 mm.

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31 IN PRFV Pagina 31 di FOGNATURE IN PRESSIONE Nelle reti fognarie in pressione (sollevamenti) è necessario disporre di un prodotto che abbia elevate caratteristiche meccaniche, di resistenza sia chimica che alla corrosione, con un favorevole coefficiente di scabrezza che rimanga costante nel tempo. Le tubazioni in PRFV prodotte da Iniziative Industriali SpA rispondono pienamente a queste esigenze, grazie anche al tipo di giunto con doppio O-ring, sistema antisfilamento e nipplo per la prova idraulica. Questo giunto, unito alla leggerezza del tubo, velocizza e minimizza i costi di posa ed i costi complessivi consentendo di evitare blocchi di ancoraggio, saldature e facilitando il collaudo idraulico. Giunto a bicchiere con doppio O-ring e cavetto antisfilante Bicchiere Maschio Doppio O-ring antisfilante nipplo di pressatura

32 IN PRFV Pagina 32 di TUBI E RACCORDI PER FOGNATURE IN PRESSIONE Diametro Nominale Le dimensioni nominali dei tubi e raccordi sono basate sul diametro interno. L elenco completo dei diametri prodotti da Iniziative Industriali SpA è contenuto in tabella. Classi di Pressione Nominale Tubi e raccordi sono classificati in accordo alla Pressione Nominale. Le classi di pressione standard sono 4, 6, 10, 16, 20 e 25 bar. Classi intermedie o superiori di pressione intermedie sono considerate su richiesta o in funzione delle effettive condizioni di progetto. Classi di Rigidezza trasversale Le tubazioni sono classificate anche secondo la rigidezza trasversale. Le classi di rigidezza trasversale standard sono 1250, 2500, 5000 e Pa. Classi di rigidezza intermedie o superiori sono disponibili su richiesta o in funzione delle condizioni di progetto. Tabella dei Diametri Nominali prodotti da Iniziative Industriali SpA Mm inch mm inch mm inch Mm inch mm inch / / Lunghezza Nominale Le barre di tubo sono lunghe 6 m fino al DN 150 mm e 12 m per i diametri superiori. Raccordi E disponibile un ampia gamma di raccordi come curve, flange, T, croci, riduzioni, fondi bombati, ecc.

33 IN PRFV Pagina 33 di CARATTERISTICHE IDRAULICHE I tubi in PRFV, grazie alla superficie interna estremamente liscia, alla loro resistenza alla corrosione ed alla assenza del fenomeno di incrostazione, hanno eccellenti caratteristiche idrauliche ed offrono vantaggi economici nei confronti dei materiali tradizionali Calcolo delle perdite di carico Sono numerose le formule per calcolare le perdite di carico nelle tubazioni. Tra le più utilizzate troviamo la formula di Darcy-Weisbach con il fattore d attrito di Colebrook e le formule di Hazen-Williams e di Manning. La superficie interna della tubazione in PRFV ha una scabrezza assoluta pari a 25 µm. Con il giunto a bicchiere la scabrezza assoluta equivalente della linea è pari a 70 µm. Formula di Darcy-Weisbach J = (f v 2 ) / (2 g D) g = accelerazione di gravità, 9.81 m/s 2 J = perdita di carico, m/m v = velocità, m/s D = diametro, m f = fattore di attrito (Colebrook): ε Re ν 1 f ε 2.51 = 2 l og D Re f = scabrezza (70 µm) = vd / ν = numero di Reynolds = viscosità cinematica, m 2 /s (1.14 * 10-6 per acqua a 15 C) Formula di Hazen-Williams v = 0.85 C R 0.63 J 0.54 v = velocità, m/s J = gradiente idraulico, m/m C = coefficiente di Hazen-Williams, (145 per il PRFV) R = raggio idraulico, m Formula di Manning v = 1/n R 2/3 J 1/2 v = velocità, m/s n = coefficiente di Manning, (0.01 per il PRFV) R = raggio idraulico, m J = gradiente idraulico, m/m

34 IN PRFV Pagina 34 di 46 Velocità massima raccomandata Fluido pulito Fluidi corrosivi o erosivi Perdita di carico nei raccordi fino a 4.0 m/s fino a 2.0 m/s La perdita di carico H (m) nei raccordi può essere calcolata usando il fattore K nella formula: 2 H = k v 2 g Valori tipici di K per raccordi in PRFV sono indicati in tabella. Valori K per raccordi in PRFV Tipo di raccordo fattore K curva a curva a 90, spicchio singolo 1.4 curva a 90 a due spicchi 0.8 curva a 90 a tre spicchi 0.6 curva a curva a 45, spicchio singolo 0.5 tee, flusso diretto 0.4 tee, flusso alla derivazione 1.4 tee, flusso dalla derivazione 1.7 riduzione (di un solo diametro) 0.7 I diagrammi della pagina seguente consentono di ottenere le perdite di carico della tubazione, data la velocità del fluido, per il campo dei diametri da DN 50 a DN 700, e da DN 800 a DN 3000.

35 IN PRFV Pagina 35 di 46 Perdite di Carico DN 50 - DN Perdite di Carico [m/km] V [m/s] , , Portata Q [l/s] 1.0 Perdite di Carico ND ND Perdite di Carico [m/km] V [m/s] ,000 10, ,000 Portata Q [l/s]

36 IN PRFV Pagina 36 di Colpo d ariete Il colpo d ariete è funzione del modulo elastico circonferenziale e del rapporto spessore/diametro (t/d). Minore è il modulo elastico, più bassa è la sovrappressione. Si hanno valori più bassi di colpo d ariete in tubi in PRFV che hanno un modulo di elasticità più basso. La celerità della perturbazione "c" è funzione delle caratteristiche del tubo e delle proprietà di flusso del fluido. Il valore di "c" è dato da: c = K / ρ 1 K D + E t dove: ρ = densità dell acqua = 1000 N s 2 / m 4 K D E t = modulo di comprimibilità dell acqua = 2200x10 6 Pa (a 15 o C e fino a 10 bar) = diametro interno, mm = modulo elastico circonferenziale del tubo, Pa = spessore meccanico resistente, mm Il valore teorico della massima/minima sovrapressione si ottiene con la formula: H = ± c v / g dove : H = sovrappressione, m v = variazione di velocità del liquido, m/s Nei casi di cambiamenti improvvisi della portata (avviamento o interruzione della pompa, rapida chiusura della valvola), v è uguale alla velocità media del fluido. E comunemente ammesso per il tubo in PRFV (AWWA C 950/95) : P w < NP P w + P s < 1.4 NP dove: P w = pressione operativa P s = sovrapressione di colpo d ariete NP = pressione nominale Ciò significa che la massima pressione ammessa nelle linee con tubi in PRFV (inclusa la sovrappressione da colpo d ariete) può superare del 40% il valore della pressione nominale.

37 IN PRFV Pagina 37 di TUBAZIONI IN PRFV INTERRATE Le tubazioni in PRFV sono classificate come tubazioni flessibili in quanto, in esercizio, possono essere deflesse sotto l'azione dei carichi esterni del terreno e/o accidentali, fino al 5 % del diametro (valore a lungo termine), nel rispetto delle condizioni di sicurezza. Proprio a causa della flessibilità delle tubazioni, i carichi del terreno e accidentali, che su di esse gravano, vengono sostenuti attraverso una collaborazione tra la rigidezza del tubo e la rigidezza del terreno che lo circonda. La figura seguente illustra significato e posizione dei termini adoperati, come fondazione, letto di posa, rinfianco primario, rinfianco secondario, ecc.

38 IN PRFV Pagina 38 di 46 Le condizioni dei terreni attraversati dalle linee da posare devono essere determinate prima della installazione. Se queste informazioni non sono disponibili o sono incomplete, dovrà essere condotta una campagna di indagini sui suoli. Il risultato della campagna di indagine non solo fornirà informazioni utili per definire le opportune procedure di rinfianco e compattazione, ma delimiterà le eventuali aree di materiali non idonei, così da minimizzare l'impiego di materiale selezionato. Terre a grana fine con plasticità da media ad alta, come argille ad alta plasticità e limi, e le terre organiche, sono generalmente inadeguate per la zona del rinfianco della tubazione. I parametri che definiscono il comportamento del terreno intervengono con influenza determinante nelle formule di dimensionamento e verifica delle tubazioni interrate in PRFV FORMAZIONE DELLA TRINCEA Nella maggior parte dei casi è desiderabile avere le fasi di scavo della trincea, posa del tubo, rinfianco e ricoprimento del medesimo l'una subito di seguito all'altra per minimizzare i problemi logistici e ridurre i costi di supervisione. Lo scavo della trincea varia a seconda del tipo di terreno che si incontra (stabile, instabile, granulare, soffice, ecc.). In ogni caso il fondo della trincea deve essere livellato e uniforme Trincea in terreno stabile Il terreno è considerato stabile, relativamente alla formazione della trincea, se la stessa può essere scavata con pareti verticali senza che si richiedano puntellamenti. Il tubo sarà posato e ricoperto come indicato in figura Trincea in terreno instabile In questo caso la trincea potrà essere scavata con pareti che seguono l'angolo naturale di riposo del terreno, oppure a pareti verticale facendo uso di palancole, paratie e puntelli, secondo gli schemi delle figure 2 e 3.

39 IN PRFV Pagina 39 di 46 Nel secondo caso (Fig.3), le paratie dovranno essere preferibilmente di piccolo spessore e si dovrà avere la precauzione di rimuoverle parallelamente alla formazione del rinfianco. I singoli strati del rinfianco dovranno essere compattati dopo aver sfilato la paratia per un'altezza pari all'altezza dello strato, al fine di non ridurre il grado di costipamento dello stesso Trincea in terreni granulari In questo caso le pareti della trincea saranno secondo l'angolo naturale di riposo del terreno. Il tubo sarà installato come in figura Trincea in terreni soffici Quando il terreno nativo è costituito da terreni ad elevata plasticità, molto compressibili, con limite di liquidità superiore a 50, quali argille molli, limi molto sciolti ecc., il terreno granulare usato per il letto di posa e il rinfianco può venire assorbito dal terreno nativo. In questo caso è opportuno rivestire il fondo della trincea e le pareti con un tessuto non tessuto (geotessile), con funzione di strato separatore che evita il mescolamento e l'infossamento del materiale costituente il letto e il rinfianco.

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