INQUADRAMENTO GENERALE Il Comune di Lozzo Atestino sorge sulle pendici del monte omonimo, (320 m.) nell area SW dei Colli Euganei. La sua popolazione, pari a circa 3100 abitanti, comprende oltre all abitato principale, le frazioni di Valbona e di Lanzetta, quest ultima sprovvista di opere di raccolta ed allontanamento dei reflui. Per la frazione Valbona sono in corso opere di ampliamento della rete fognaria, parte in esecuzione e parte in progettazione, il cui obiettivo l ampliamento della rete di raccolta fognaria in tutto il territorio della frazione. L attuale rapporto Utenze rete fognaria/utenze rete idrica, pari al 29,1%, risulta ancora al di sotto della media aziendale (pari al 68%); la realizzazione di collettori fognari in corso così come le opere previste nel presente progetto permetterà il raggiungimento di significativi incrementi della percentuale. L opera riguarda la frazione di Lanzetta, e ricerca una ottimizzazione dei costi di intervento mediante la corretta valutazione della pianificazione comunale e con il coordinamento con gli interventi di manutenzione/trasformazione previsti dall Amministrazione Comunale; tale modalità permetterà notevoli economie nella realizzazione delle opere. Ing. Leonardo Corso Architetto Iunior Doris Castello Page 1
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CALCOLO DELLE PORTATE. Una rete di fognatura deve poter soddisfare le esigenze del servizio per un lungo periodo: in sede di progettazione occorre quindi prevedere il numero massimo ed il tipo di utenze da servire, le relative portate scaricate, le caratteristiche di variabilità della richiesta (stagionale, mensile, giornaliera) nonché dei diametri delle tubazioni esistenti, nelle quali vanno ad inserirsi. Per gli agglomerati urbani si fa generalmente riferimento ad un consumo idrico giornaliero medio per abitante (dotazione), dal quale poi viene desunto il valore della portata scaricata tramite applicazione di un opportuno coefficiente di afflusso alla rete fognaria. Particolare attenzione deve essere rivolta, nella determinazione delle portate, alla valutazione della variabilità dei consumi nel tempo, dipendente sostanzialmente dal tipo e dalla grandezza dell agglomerato, dal clima, dalle abitudini di vita, dal grado di industrializzazione, ecc.. Generalmente per centri di piccole dimensioni con forte uniformità di abitudini ed orari la variabilità della richiesta idrica e di conseguenza della portata scaricata, si presenta elevata e di questo occorre tenere conto nel dimensionamento degli elementi del sistema di raccolta e collettamento. Ai fini del calcolo delle portate di progetto, prevedendo anche i futuri ampliamenti della rete si può dividere il progetto in tre distinti tronconi: 1 tratto dorsale a gravità: questo tratto sarà il collettore principale e deve essere dimensionato per la totalità della popolazione equivalente della frazione. La relazione utilizzata per il calcolo della portata media nera scaricata nel corso delle ventiquattr ore risulta dunque la seguente: Q24 = (l/s) = (N x d x Ca )/86.400 Q24 = 790 x 300 x 0.8 /86.400 = 2,20 l/s mentre per la portata di punta si utilizza la: Ing. Leonardo Corso Architetto Iunior Doris Castello Page 3
Qp = (l/s)= Cp x (N x d x Ca)/86.400 Qp = 2 x 790 x 300 x 0.8 /86.400 = 4,40 l/s dove: N = numero di abitanti serviti (comprendenti futuri ampliamenti della rete) d = dotazione unitaria, assunta pari a 300 l/ab d Ca = coefficiente di afflusso in fognatura (assunto pari a 0,8) Cp = coefficiente di punta, assunto pari a 2. Tale portata viene soddisfatta da un tubo in gres con diametro 300 mm ed, ad una pendenza media del 2 /oo, un coefficiente di riempimento pari a 0.25 Y/D 2 tratto linee di collettamento a gravità: questo tratto sarà uno dei collettori secondari e deve essere dimensionato per la parte di popolazione servita. La relazione utilizzata per il calcolo della portata media nera scaricata nel corso delle ventiquattr ore risulta dunque la seguente: Q24 = (l/s) = (N x d x Ca )/86.400 Q24 = 160 x 300 x 0.8 /86.400 = 0,44 l/s mentre per la portata di punta si utilizza la: Qp = (l/s)= Cp x (N x d x Ca)/86.400 Qp = 2 x 160 x 300 x 0.8 /86.400 = 0,88 l/s dove: N = numero di abitanti serviti (comprendenti futuri ampliamenti della rete) d = dotazione unitaria, assunta pari a 300 l/ab d Ca = coefficiente di afflusso in fognatura (assunto pari a 0,8) Cp = coefficiente di punta, assunto pari a 2. Tale portata viene soddisfatta da un tubo in gres con diametro 200 mm ed, ad una pendenza media del 2 /oo, un coefficiente di riempimento pari a 0.20 Y/D 3 tratto linee di collettamento a pressione: dove si realizza, a valle dell impianto di sollevamento, una tubazione in pressione per un tratto di circa 1440 m Ing. Leonardo Corso Architetto Iunior Doris Castello Page 4
Per quanto riguarda l'impianto di sollevamento che alimenta la condotta in pressione, si prevede di dotarlo di 2 elettropompe sommerse (una di riserva all'altra, ma in grado di funzionare anche contemporaneamente per smaltire le portate di lavaggio) in grado di sollevare una portata massima di 10 l/s ad una prevalenza di 6 metri. DIMENSIONAMENTO DELLA CONDOTTA IN PRESSIONE E DELL IMPIANTO DI SOLLEVAMENTO Il progetto prevede la realizzazione di un nuovo impianto di sollevamento. Ogni impianto risulterà costituito da un manufatto in cemento armato normale dimensionato al duplice scopo di accumulare il liquame in arrivo, nel periodo di arresto delle pompe e di evitare che nello stesso non avvengano fenomeni di settizzazione. Nel manufatto saranno alloggiate due elettropompe con girante la cui portata e prevalenza sono determinati in funzione alla portata dei collettori. Il funzionamento delle due elettropompe di uguali caratteristiche è proporzionato agli afflussi e modulato nell arco delle 24 ore, in modo che vengano utilizzate al meglio le curve di rendimento. La frequenza di avvio delle elettropompe consente la ottimizzazione del rapporto tra le portate in arrivo e quelle sollevate, lasciando fuori gioco fenomeni di sedimentazione e di degrado del liquame. L impianto è completato da un quadro elettrico di comando, regolatori di livello con funzioni di arresto ed avviamento delle elettropompe, impianto a terra, tubazioni in acciaio non legato e flange piane protette con resine a base epossicatramose, piede d accoppiamento, pompa, etc. La prevalenza della pompa risulta dalla formula: H = (z a z b ) +jl + v 2 /2g(ΣKi) = 6 m Si verificano le condizioni di funzionamento dell impianto: Presa una singola pompa con portata di scarico pari a 10 l/s (0,01 mc/s) e Tc = 300 s (12/volte ora) si determina il volume da assegnare alla vasca di raccolta secondo la: V 1 = Tc 1*Q 1 = 0.75 mc Ing. Leonardo Corso Architetto Iunior Doris Castello Page 5
4 Utilizzando la sequenza 2 si determina il volume utile del pozzetto moltiplicando tale valore per il parametro 1.392 ricavato secondo la tabella relativa a 2 pompe di sollevamento con uguali caratteristiche e si trova Vtot = V 1 x 1.392 = 1.04 mc Che è il volume utile per assicurare una lunga durata dei motori elettrici della stazione di sollevamento, il pozzetto di progetto prevede un volume utile maggiore della quantità sopra ricavata. Con h altezza utile minima pari a 0.26 m VERIFICA DEL COLPO D ARIETE Per dimensionare condotta e pezzi speciali si deve valutare il colpo d ariete. Si considera la sovrapressione secondo la formula di Michaud: H = 2Lv / gtc Dove: L è la lunghezza della condotta (m) Tc il tempo di manovra di chiusura (s) v la velocità iniziale del fluido (m/s) ricavato secondo la funzione di Mendiluce il Tc (tempo di chiusura della pompa): Tc = C+k (vl)/gh = 16 s Verificato che Tc è maggiore di T ritmo della condotta (T = 2L/a) con a celerità di propagazione (per tubi in ghisa con DN=150mm è pari a 1255 m/s) Si può utilizzare la formula sopraesposta per calcolare il completa ed istantanea della pompa: 10.50 m H dovuto ad una chiusura Ing. Leonardo Corso Architetto Iunior Doris Castello Page 6
Che sommata alla prevalenza di regime della pompa porta ad un valore di pressione circa 17.50 m c.a. Pertanto si evince che l utilizzo della ghisa mette al riparo da problemi dovuti alle sovrapressioni. Ing. Leonardo Corso Architetto Iunior Doris Castello Page 7
DIMENSIONAMENTO DEI BLOCCHI DI ANCORAGGIO Si ipotizza un terreno con le seguenti caratteristiche: Tabellarmente definita la spinta 1 bar curva 90 pari a 321 Kg a 6 bar (pressione di collaudo) la spinta sarà di circa 1926 Kg. Posto un coefficiente di sicurezza pari a 1.5 risulta una spinta pari a 2889 kg. Ipotizzata una profondità di posa della tubazione pari a 1.25 m e del blocco di ancoraggio pari a 1.5 m tabellarmente si ricava il blocco che soddisfa le relazioni di sicurezza: Dimensionato il blocco di ancoraggio, occorre centrarlo rispetto alla tubazione per evitare momenti ribaltanti. Verificato che ci si trova nella condizione Occorre aggiungere del calcestruzzo in sommità dell ancoraggio per una quantità pari a: Ing. Leonardo Corso Architetto Iunior Doris Castello Page 8
Il blocco così ricavato sarà delle seguenti dimensioni: L1 = 0.35 m L = 0.9 m h =0.65 m h1 = 0.70 m MATERIALI DELLE TUBAZIONI: La scelta del tipo di materiali da porre in opera in una rete fognaria deriva da una serie di considerazioni tecnico-economiche che devono tener conto delle caratteristiche del territorio considerato e soddisfare le esigenze richieste. Riguardo alle esigenze di carattere tecnico, requisito fondamentale è quello della perfetta tenuta delle tubazioni nei giunti; ciò per evitare che vi siano dispersioni di liquame nel terreno circostante sia che la fognatura, nei terreni saturi, dreni le acque della falda acquifera. Tali acque possono infatti diluire i liquami fognari e quindi comportare notevoli inconvenienti nel funzionamento dell impianto di depurazione. E necessario allora che le giunzioni fra tubazione e tubazione avvengano tramite un giunto apposito con guarnizione che garantisce una perfetta tenuta. Oltre al problema delle giunzioni, da un punto di vista tecnico, si pone anche il problema della scelta del materiale che deve essere atto a resistere sia alle sollecitazioni di origine meccanica sia a quelle di origine chimica. Le prime derivano dal fatto che spesso i condotti di fognatura sono posati lungo strade di grande traffico, le seconde derivano invece dal fatto che all interno delle fognature si possono creare esalazioni con la possibilità di formazione di acido solfidrico se questa non è sufficientemente ventilata, avendosi la degradazione dei materiali. Materiali comunemente usati sono ad esempio il fibrocemento, il gres, il conglomerato cementizio, ghisa sferoidale, PVC. Ing. Leonardo Corso Architetto Iunior Doris Castello Page 9
Oltre che dai raffronti economici nel caso particolare la scelta del materiale è stata fatta anche in rapporto alle caratteristiche del luogo dove saranno poste in opera le tubazioni ed alle caratteristiche del luogo dove saranno poste in opera le tubazioni ed alle caratteristiche dei reflui collettati. Le situazioni peculiari presenti nel comprensorio possono essere così identificate: presenza di liquami sia di tipo domestico sia di tipo industriale; presenza di sottoservizi peculiari quali, fra gli altri, le condotte di adduzione e distribuzione dell acquedotto consorziale; generale disponibilità di sufficiente spazio per la posa dei collettori; presenza di falda acquifera superficiale. In considerazione della possibilità di dover convogliare liquami anche con caratteristiche diversificate, della necessità di garantire la tenuta idraulica e della presenza di condizioni favorevoli alla posa si propone l adozione per il collettore principale di tubazioni in gres ceramico che offrono maggiori garanzie sotto i vari profili. La tipologia delle tubazioni adottate a seguito delle prescrizioni citate nella premessa sono: gres ceramico per le tubazioni a gravità avente le seguenti caratteristiche: tubazioni in gres ceramico con giunto a bicchiere, guarnizione eseguita in stabilimento, colando resina poliuretanica liquida attorno alla punta ed all interno del bicchiere, eventuali curve e pezzi speciali, in elementi interi e delle lunghezze standard, conformi alla norma UNI-EN 295/1992. Le superfici interne ed esterne delle tubazioni ad eccezione del bicchiere di giunzione e della punta delle canne, dovranno essere verniciate con vetrina; ghisa sferoidale per le tubazioni in pressione con le seguenti caratteristiche: tubi in ghisa sferoidale per fognature a gravità o in pressione con giunto elastico rapido, realizzate in ghisa sferoidale centrifugate e ricotte in conformità alla norma UNI EN 598 con rivestimento interno in malta cementizia alluminosa applicata per centrifugazione in conformità alle norme UNI ISO 4179, rivestimento esterno con uno strato di zinco e vernice; interno del bicchiere ed esterno dell estremità liscia rivestiti con vernice epossidica, compresa la fornitura delle gomme, le prove di tenuta in opera e compreso eventuale rivestimento delle tubazioni prima della posa in opera con manicotti non aderenti in polietilene spess. 200 microns; tubazioni in PVC EN 1401 per brevi tratti secondari e per gli allacciamenti degli scarichi laterali. Ing. Leonardo Corso Architetto Iunior Doris Castello Page 10
Per i tratti di collettamento a gravità sono previste tubazioni in gres ceramico. Le tubazioni in gres, dotate di giunto a bicchiere e complete di guarnizione in neoprene, saranno del diametro pari a 300 mm e 200 mm. Sono previsti opportuni pozzetti di ispezione ai quali saranno collegati gli allacci alla rete fognaria privata. Le condotte in pressione, dei diametro 150 mm saranno ghisa sferoidale con caratteristiche del tutto sufficienti per il trasporto delle portate normali e di punta. Nei punti di sollevamento è prevista l esecuzione di pozzetti per il sollevamento dei liquami, come definito nei disegni allegati, di tipo prefabbricato, ispezionabile mediante chiusini in ghisa e dotati di struttura per il contenimento di due elettropompe sommergibili per liquami, complete di tutti gli accessori, valvolame e quadri elettrici come da disegni dei particolari esecutivi. Tali impianti di sollevamento saranno dotati di sfioratore di troppo pieno. Ing. Leonardo Corso Architetto Iunior Doris Castello Page 11