UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA PER L AMBIENTE E IL TERRITORIO

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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II Scuola Politecnica e delle Scienze di Base Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale (DICEA) CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA PER L AMBIENTE E IL TERRITORIO TESI DI LAUREA IN INFRASTRUTTURE IDRAULICHE CORRELAZIONE PERDITE IDRICHE PRESSIONE INTERNA PER UNA TUBAZIONE IN PEAD PROVE STATICHE Relatore Ch.mo Prof. Ing. Maurizio Giugni Candidato Antonino Scala N49/230 Correlatore Ch.mo Prof. Ing. Francesco De Paola Anno Accademico 2013/2014

2 INTRODUZIONE RISORSA IDRICA L ACQUA OCCUPA IL 71% DELLA SUPERFICIE TERRESTE Allo stato attuale i rifornimenti idrici, risultano insufficienti (fonti: UNESCO, FAO, Banca Mondiale), stanti la crescita economica e demografica attesa. 97% ACQUA SALMASTRA 3% ACQUA DOLCE PROBLEMATICHE LO SVILUPPO DEMOGRAFICO ED ECONOMICO RENDE I RIFORNIMENTI IDRICI INSUFFICIENTI RUOLO CENTRALE DEGLI ENTI POLITICI PER UNA CORRETTA GESTIONE DELLA RISORSA IDRICA LA CARENZA D ACQUA È SPESSO MOTIVO DI TENSIONI INTERNAZIONALI

3 RECUPERO VOLUME IDRICO VANTAGGI ECONOMICO AMBIENTALE risparmio della risorsa idrica riduzione delle emissioni di CO 2, conseguente al minor consumo energetico

4 IL PROBLEMA DELLE PERDITE IDRICHE LEGGE DI PERDITA Velocità di efflusso Torricelliano Equazione di continuità Legge di efflusso Torricelliano Formula monomia Relazione visco-elastica v c 2 g h Q v A Q 2 g h Q P Q μ An 2 g h Ah Bh 1 2 Ipotesi: tubazione omogenea, isotropa, di lunghezza indefinita, chiusa alle estremità e soggetta a una pressione interna di valore P. Ipotizando un comportamento lineare elastico, la tensione alla parete può essere formulata in funzione della deformazione ε e del modulo di elasticità E. Pertanto, per effetto della pressione interna, una luce di efflusso di forma circolare e diametro d 0 tende a deformarsi in una luce ellittica di assi d a e d t.

5 INSTALLAZIONE SPERIMENTALE IMPIANTO LABORATORIO DI IDRAULICA DEL DICEA

6 ISTALLAZIONE SPERIMENTALE ACQUISIZIONE PRESSIONE Trasduttore PORTATA Misuratore elettromagnetico Portata (l/s) 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 Curva di Taratura Misuratore di Portata Valle Q = I R² = Scheda di acquisizione LabView Esportazione in ambiente Excel,00 0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 Intensità (ma) LA CALIBRAZIONE DEGLI STRUMENTI RISULTA NECESSARIA AL FINE DI TRADURRE IL SEGNALE IN CORRENTE RACCOLTO, IN UN VALORE DI PRESSIONE E PORTATA NELLE CONSUETE UNITÀ DI MISURA

7 ANALISI SPERIMENTALE PROVE SVOLTE CONDOTTA A CONTATTO CON L ATMOSFERA FUNZIONAMENTO DIURNO FUNZIONAMENTO NOTTURNO CONDOTTA INTERRATA PROVE DINAMICHE PROVE STATICHE Fissato il cielo piezometrico attraverso la saracinesca a monte della perdita, si procede ad acquisire i dati, operando una media mobile su tali valori.

8 Q (l/s) CONCLUSIONI TUBAZIONE A CONTATTO DIRETTO CON L ARIA Dati acquisiti 30 punti pressione-portata Interpolazione funzione potenza 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 y = 0,3503x 0,5045 R² = 0, ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 Q P P (bar) Discharge coefficient α Leakage exponent β 0,3503 0,5045

9 CONCLUSIONI COMMENTI AI RISULTATI Riscontrando una corrispondenza tra quanto individuato in letteratura e quello desunto dai dati sperimentali Corrispondenza pressione portata persa Modesta variazione di pressione Come era prevedibile non si è riscontrato rilevanza del comportamento visco elastico Q μ An 2 g h Ah Bh 1 2

10 CONCLUSIONI TUBAZIONE INTERRATA METODOLOGIA Strato drenante Strato di copertura Applicazione carichi Riproduzione test statici

11 CONCLUSIONI COMMENTI AI RISULTATI Si è osservato che in concomitanza con lo stabilirsi delle condizione di saturazione raggiunta in un tempo di 100 secondi del materiale di copertura, si ha una riduzione di pressione in funzione del controcarico imposto dal terreno stesso. Nel secondo test tale fenomeno si è presentato in un tempo minore( 60 secondi), stante parziale saturazione derivante della prova precedente

12 CONCLUSIONI COMMENTI AI RISULTATI L interazione fisica ha mostrato un flusso ascendente, seguito dalla saturazione del materiale e infine un flusso discendente La situazione finale evidenzia un cedimento nella zona prospiciente la perdita, e una escavazione del materiale nella direzione del flusso

13 Grazie per l attenzione