Stefano Dini Responsabile «Commissione tecnica Permanente Relining» Rinnovamento delle reti interrate esistenti mediante sistema C.I.P.P.

Transcript

1 Le nuove frontiere nell impiego delle tecnologie trenchless per la progettazione, la gestione e la manutenzione delle reti del sistema idrico integrato Stefano Dini Responsabile «Commissione tecnica Permanente Relining» Rinnovamento delle reti interrate esistenti mediante sistema C.I.P.P. Senza scavo Roma, 17 novembre 2015

2 Rinnovamento C.I.P.P. Dei tubi interrati In generale lo sfruttamento del territorio a scopo di urbanizzazione ha imposto la realizzazione di reti tecnologiche, di cui quelle fognarie ed acquedottistiche sono spesso le più vecchie e le più impattanti sul sottosuolo. Budapest: «Strappato» L uomo che esce dalla terra.

3 IL RINNOVAMENTO C.I.P.P. (CURED IN PLACE PIPE) IL RELINING E LA TECNOLOGIA CHE RESTITUISCE UN NUOVO CICLO DI VITA AD UNA TUBAZIONE AMMALORATA MEDIANTE L APPORTO DI UN COMPOSITO APPLICATO E INDURITO DALL INTERNO CON TECNOLOGIA SENZA SCAVO QUESTO APPORTO CONTRIBUISCE, IN MODO PROPORZIONALE ALLA PROPRIA STRUTTURA, A RESTITUIRE E GARANTIRE NEL TEMPO IL RIPRISTINO DELLE CONDIZIONI STRUTTURALI E IDRAULICHE DELLA CONDOTTA RICEVENTE.

4 IL RISANAMENTO C.I.P.P. UNI EN Indagine e valutazione degli impianti di raccolta e smaltimento di acque reflue all'esterno di edifici - Parte 2: Sistema di codifica per ispezione visiva UNI EN ISO CLASSIFICAZIONE ED INFORMAZIONI RELATIVE ALLA PROGETTAZIONE DEI SISTEMI DI TUBAZIONI DI MATERIE PLASTICHE UTILIZZATI PER IL RIPRISTINO UNI EN ISO / / linee guida di esecuzione delle tecniche di relining per fognatura a gravità, fognatura a pressione, acqua in pressione ASTM f NORMATIVA DI PROGETTAZIONE DEL RELINING RICONOSCIUTA ANCHE A LIVELLO EUROPEO e unica per pressione.

5 IL RINNOVAMENTO C.I.P.P. Insieme delle normative riconosciute dalla Commissione Tecnica Permanente di Italian Association Trenchless Technology EN 12889:2000 Trenchless construction and testing of drains and sewers EN 13566:2002 Plastics piping system for renovation of underground non pressure drainage and sewerage networks. General (1) e Lining with cured inplaces pipe (4) EN UNI ISO 13566: 2004 e 2005 Recepimento italiano EN 15885:2010 Classification and characteristics of techniques for renovtion and repair of drains and sewers EN ISO 11295:2010 Classification and information on design of plastics piping systems used for renovation EN UNI ISO :2011 Sistemi di tubazioni in materia plastica per il ripristino di reti non in pressione di fognatura e di scarichi (lining di tubi polimerizzati in loco) ASTM F Standard practice for rehabilitation of existing pipelins and conduits by inversion and curing of a resing-impregnated tube ASTM F Standard practice for rehabilitation of existing pipelins and conduits by Pulled in Place installation of cured in place thermosetting resin pipe(cipp) ASTM F (2009) Standard practice for rehabilitation of existing pipelins and conduits by Pulled in Place installation of glass reinforced plastic (GRP) cured in place thermosetting resin pipe(cipp) ASTM D (2008) Standard specification practice for cured in place thermosetting resin sewer piping system (CIPP) ASTM F Standard specification practice for cured in place pipe lining system for rehabilitation of metallic gas pipe ASTM F Standard practice for rehabilitation of a sewer service lateral and its connection to the main using a one piece main and lateral cured in place liner ATV-DVWK-M 127 E Part2 Static calculation for the rehabilitation of drains and sewers using lining and assembly procedures

6 SCAVO O RELINING C.I.P.P.? SCAVO IN TRINCEA NO-DIG TRENCHLESS (*) Modifica o manomissione o danno al manto stradale. Movimento terra in scavo e in reinterro (autocarri, pale meccaniche). Sicurezza stradale e viabilità. Modifica viabilità (sensi unici alternati, deviazioni flussi, infrastrutture provvisorie). Utilizzo macchine pesanti in movimento (scavatori, pale, costipatori, autocarri da cava, rulli costipatori, macchine per asfalto). Tempi di esecuzione (occupazione suolo pubblico, stradale, privato), Inquinamento aria, acustico, disagio polveri, sversamenti nel terreno. Rischio danneggiamento sottoservizi terzi. 100% -70% incidenti sui cantieri (**) - 80% costi socio-ambientali (*)

7 SCAVO O RELINING C.I.P.P.? Esempio tra replacement mediante scavo a cielo aperto e renovation con C.I.P.P. di un tubo fognario in cemento 200 mm per lunghezza 1000 m (fonte IATT) Movimentazione Mezzi cantiere Tubazione (costo) Costi energetici Inquinamento Tempi esecuzione Sicurezza Smaltimento COSTO OPERA

8 SCAVO O RELINING C.I.P.P.? In molti Paesi della CE i cosiddetti oneri sociali sono quantificati secondo precisi valori di riferimento nazionale. Purtroppo in Italia questo non avviene ancora, ma si comincia a percepire una forte attenzione a queste tematiche. Viabilità locale Rumore Danni economici Disagio cittadinanza Fuori servizio Rischi Oneri assicurativi

9 IL RISANAMENTO C.I.P.P. (CURED IN PLACE PIPE) I PROCESSI DI RELINING C.I.P.P. SI DISTINGUONO TRA LORO PRINCIPALMENTE PER LE DIVERSE TECNICHE DI POSA E POLIMERIZZAZIONE DEL LINER. I SISTEMI PIU DIFFUSI NEL MONDO SONO SICURAMENTE I PROCESSI AD INVERSIONE DEL LINER

10 OLTRE 45 ANNI DI STORIA, DI RICERCA E DI SVILUPPO AL SERVIZIO DELLE CONDOTTE INTERRATE ANNI DI STORIA HANNO GENERATO TRE SISTEMI CIPP PERFETTAMENTE INTEGRATI TRA LORO PER RISOLVERE IL 100% DEI PROGETTI DI RELINING.

11 TRAINO IN CONDOTTA

12 INVERSIONE AD ACQUA

13 INVERSIONE AD ARIA

14 PERCHE SCEGLIERE IL C.I.P.P. AD HOC PER OGNI PROGETTO ACQUA E RESINA POLIESTERE / VINILESTERE UV E RESINA POLIESTERE ARIA E RESINA EPOSSIDICA LUNGHE DISTANZE DI RELINING PPOSSIBILI GRANDI DIAMETRI POSSIBILI FORTI SPESSORI DEL COMPOSITO FINALE BASSO COSTO RESINA MAGGIORE SICUREZZA CON ACQUA DI FLADA VELOCITA DI POSA FORTE RIGIDITA FINALE DEL COMPOSITO CONTROLLO QUALITATIVO SEMPLIFICATO SEMILAVORATO DURABILE NESSUN RITIRO DIMENSIONALE DEL LINER PASSAGGIO DI CURVE MAGGIORE ADEGUAMENTO ALLA SEZIONE NESSUNA EMISSIONE IN AMBIENTE POSSIBILE INCOLLAGGIO AL TUBO LIMITATA LOGISTICA DI SUPERFICIE

15 IL PERCORSO NORMATIVO GENERALE C.I.P.P. Structural classification of pressure pipe liners UNI EN ISO L ulteriore suddivisione strutturale non ufficiale del Close-fit Close fit adhesive Close fit

16 + AMBITI INDICATIVI DI UTILIZZO C.I.P.P. Ogni tipo di relining CIPP ha una sua specializzazione tendenziale che deriva dalle caratteristiche del sistema di posa più ancora che dalla scelta del composito. - Acqua UV aria

17 AMBITI INDICATIVI DI ATTIVITA ACCESSORIE Isp CCTV Disinc. meccanica Rivestimento poliurea H2O MP Pig H2O HP Acqua UV Aria Interazione tra relining CIPP e altre attività correlate come disincrostazione, ispezione (100%), rivestimento chimico.

18 PROGETTAZIONE DEL RELINING CIPP POSTULATI DI PROGETTAZIONE PER RELINING CIPP (semplificazione illustrativa) In genere la classe di resistenza al carico esterno ed alla pressione interna del liner sono direttamente proporzionati al modulo elastico e modulo di trazione del composito, opportunamente ridotti dal creep a 50 anni (test specifici). Impermeabilità del liner nelle zone scoperte da coating (terminali e fori per allacciamenti); il liner in feltro (senza vetro) e resina epossidica non assorbe acqua nel tempo (test specifico) quindi non obbliga l uso di stuccature e/o manicotti a cappello a montaggio robotizzato o manuale. Logistica di cantiere, il relining ad aria in Italia è generalmente più versatile. Lo spessore del liner è totalmente ininfluente ai fini della perdita di carico idraulica, soprattutto perché ampiamente compensata dalla limitatissima scabrezza (Gauckler- Strickler) Il relining ad aria permette un più facile frazionamento del bypass e/o delle ture provvisorie. Un tubo in polietilene ha modulo elastico di circa 1.000MPa, il relining finito può andare da un minimo di 500 MPa a circa MPa. In aree sismiche o soggette a vibrazioni e possibili assestamenti futuri, si preferisce un tubo parzialmente elastico MPa. LIVELLO FALDA PREMENTE O CONDIZIONI DI DEFORMAZIONE TUBO, ECC CAPACITA DI ADATTAMENTO STRUTTURALE (SISMICO, TRAFFICO, LAVORI VICINI, ECC) TEMPISTICA DI GESTIONE FLUSSI DELLE ACQUE CLASSE DI CARICO DEL RELINING E/O PRESSIONE NOMINALE (strappo) PROGETTAZIONE DEL RELINING PORTATA E/O SCABREZZA DEL TUBO FINITO IMPERMEABILITA LINER E TERMINALI E ALLACCIAMENTI LOGISTICA DI SUPERFICIE E OPERE PRELIMINARI NEL TUBO Il risanamento CIPP permette il transito in curve, deformazioni, scavernamenti, anche in presenza di acqua di falda. In sostanza è più adatto a relining di tubazioni non trattabili preliminarmente in modo impegnativo o con percorso non perfettamente rettilineo.

19 PRESSIONE FINO A 30 Bar TUBAZIONE ESISTENTE ACQUA E GAS RESINA TESSUTO TUBOLARE SENZA CUCITURE RIVESTIMENTO PE 1.0 mm

20 PRESSIONE FINO A 30 Bar RIVESTIMENTO TUBOLARE TESSILE RESINA TUBO AMMALORATO 3-4 mm

21 PRESSIONE e GRAVITA STRUTTURALE TUBAZIONE ESISTENTE RESINA CATALIZZANTE FELTRO POLIESTERE O VETRO ACQUA o FOGNATURA TESSUTO TUBOLARE IN VETRO O CARBONIO O ALTRO RIVESTIMENTO PE 1.0 mm FIBRA DI VETRO O KEVLAR

22 PRESSIONE/GRAVITA STRUTTURALE RIVESTIMENTO TUBOLARE DI FELTRO E VETRO O ALTRO IMPREGNATI CON RESINA INDURENTE EPOSSIDICA O POLIESTERE O VINILESTERE 4-15 mm

23 FOGNATURA GRAVITA STRUTTURALE TUBO OSPITE PRELINER FOGNATURA COMP. VTR RESINA POLIESTERE

24 STRUTTUALE PER GRAVITA RIVESTIMENTO TUBOLARE DI FELTRO IMPREGNATO CON RESINA TERMOINDURENTE VINILESTERE O POLIESTERE O EPOSSIDICA da 4 mm

25 LINER CON COATING SPESSO: GARANZIA DI DURATA NEL TEMPO IDROAMBIENTE esegue, in Italia, test di verifica e di sperimentazione da anni, provando resine, liner, e nuovi compositi da utilizzare nei progetti di relining. L ufficio ingegneria interno ha acquisito ingenti esperienze dirette e documentali grazie alla collaborazione scientifica con importanti partner mondiali. L inversione ad aria, in virtù della forza di spinta disponibile con le macchine autoprodotte e della assenza di peso del fluido, ha la capacità di invertire liner anche molto «rigidi». Idroambiente ha puntato molto sulla possibilità di inversione di liner con rivestimento (coating) molto spesso e particolarmente robusto. Ne consegue che ha finalizzato l obiettivo di un prodotto estremamente sicuro in caso di collasso strutturale (vedi effetto ponte foto sopra) e di resistenza all abrasione di solidi sospesi in acque fognarie (sabbia, ghiaia, ecc). Idroambiente utilizza tipicamente liner con coating in PEBD per ottimizzare al massimo la resistenza chimica e all abrasione del manufatto.

26 SOLO LINER Sollecitazioni simulate di un liner soggetto a carico verticale tipico delle condotte per gravità. La sezione trasversale di liner a lato, è soggetta a compressione e trazione sulle due faccie interna Sotto, distribuzione radiale delle forze di un collassamento verticale e a lato la deformazione iniziale del liner soggetto alle forze in simulazione.

27 LINER INCOLLATI, UN PASSO IN PIU Come è possibile notare nel disegno a lato, un liner legato al tubo è tendenzialmente soggetto solo a trazione, mentre sulle spalle (ore 3 e 9) lavorerà solo in compressione sostenendo la struttura con leva favorevole..

28 TERMINALI DEI LINER: LA DIFFERENZA

29 TERMINALI DEI LINER: GLI ALLACCIAMENTI

30 RISANAMENTO C.I.P.P. IN CANTIERE Idrodisincrostazione ad alta pressione per preparazione tubo a relining con «incollaggio». Idroambiente ha realizzato un impianto con : pressione massima 1500 Bar, Lunghezza massima tubo 400 m (con 1000 Bar ugello) Velocità di lavoro con 2% incrostazione ossidi: 1m/min Relatore: Stfano Dini Dir. Tecnico Idroambiente

31 RISANAMENTO C.I.P.P. IN CANTIERE

32 RISANAMENTO C.I.P.P. IN CANTIERE

33 RISANAMENTO C.I.P.P. IN CANTIERE Relatore: Stefno Dini Dir. Tecnico Idroambiente

34 RISANAMENTO C.I.P.P. IN CANTIERE

35 RISANAMENTO C.I.P.P. IN CANTIERE

36 RISANAMENTO C.I.P.P. IN CANTIERE

37 RISANAMENTO C.I.P.P. IN CANTIERE Relatore: Stefano Dini Dir. Tecnico Idroambiente

38 RISANAMENTO C.I.P.P. IN CANTIERE

39 RISANAMENTO C.I.P.P. UV IN CANTIERE

40 RISANAMENTO C.I.P.P. IN CANTIERE

41 RISANAMENTO C.I.P.P. IN CANTIERE

42 RISANAMENTO C.I.P.P. IN CANTIERE

43 IN PRATICA IL RISANAMENTO DI CONDOTTE INTERRATE MEDIANTE LA TECNICA C.I.P.P. UTILIZZANDO GUANE COMPOSITE INVERTITE O TRAINATE PERMETTE DI STAMPARE UN NUOVO TUBO CON RIDOTTISSIMO IMPATTO LOGISTICO ED AMBIENTALE. DOMANDE?