- Posizionamento automatico dei blocchi di ancoraggio
- Posizionamento degli sfiati
- Posizionamento degli scarichi
- Calcolo automatico delle erogazioni
Fabbisogno idrico
Il fabbisogno idrico è un dato di primaria importanza sia in sede di progettazione che di verifica di una rete.
Nel caso di una progettazione di un acquedotto al servizio di un centro abitato occorre valutare i seguenti tre parametri nell’arco temporale in cui si presume durerà l’opera da realizzare:
- il fabbisogno medio annuo per abitante
- la stima deella popolazione
- le tipologie di utenze
In sede di verifica tali dati sono , ovviamente, noti.
Le utenze di un centro abitato si distinguono in:
- utenze di abitazioni private
- utenze di edifici pubblici o di edifici collettivi privati
- utenze per servizi pubblici
- utenze commerciali e turistiche
- utenze artigianali ed industriali
Al consumo idrico delle utenze va aggiunto quello dovuto alle perdite ed agli sprechi che viene , di solito, valutato tra il 10% ed il 25%.
Pur potendo differenziare i fabbisogni in funzione delle utenze, in genere, per semplicità, si preferisce fare riferimento al concetto di dotazione idrica media annua per abitante, espressa in l/abxg, che tiene conto del fabbisogno complessivo, comprese perdite e sprechi. Il Piano Regolatore Generale degli Acquedotti (legge 4 febbraio 1963 n° 129, attuata nel 1968) stabiliva le dotazioni idriche medie annue per abitante per tutti i Comuni d’Italia fino al 2015. Nel 1977 (DPR 616 del 24 luglio) l’ aggiornamento e la modifica del PRGA per quanto riguarda le dotazioni idriche vennero delegate alle Regioni che hanno provveduto, fissando orizzonti temporali diversi da Regione a Regione (ad es. l’anno 2041 per la Sardegna, il 2050 per le Marche).
Scelta tubazioni
Le tubazioni utilizzate in reti di acquedotto possono essere:
- Metalliche: acciaio, rame, ghisa grigia, ghisa sferoidale, (piombo)
- In cemento: armato, armato precompresso
- Plastiche: cloruro di polivinile (PVC), polietilene a bassa densità (PEDB), polietilene ad alta densità (PEAD), polipropilene (PP), resina rinforzata (PRFV o vetroresina)
Tubazioni in acciaio
- Minor costo rispetto a quelle in ghisa
- Più leggere (economicità del trasporto e della messa in opera)
- Produzione in barre di lunghezza maggiore rispetto alla ghisa
- Pressioni di esercizio più elevate
- Minore resistenza alla corrosione
- Soggette alle correnti vaganti
- Generalmente rivestite tramite una miscela bituminosa
Tubazioni in ghisa
- Utilizzate sin da epoche remote (fontane di Versailles)
- Ottima resistenza agli agenti corrosivi
- Due tipologie:ghisa grigia, oramai in disuso, e ghisa sferoidale
- Ghisa sferoidale: migliori caratteristiche dal punto di vista meccanico
- Generalmente dotate di rivestimento interno (malta cementizia) ed esterno (zinco)
- I tubi in ghisa non possono essere saldati e quindi richiedono sempre di pezzi speciali costruiti in officina
Tubazioni in cemento
- Economiche, specialmente per grossi diametri (> 800 mm)
- Resistenti all’azione aggressiva dei liquidi e dell’ambiente esterno
- Scarse qualità meccaniche (necessitano di terreni di posa sufficientemente stabili)
- Bassa tenuta idraulica
- Realizzate in cemento armato ordinario o precompresso
Tubazioni in materiale plastico
- Tecnologia recente
- Peso ridotto, elevata facilità di trasporto e posa in opera
- Assoluta impermeabilità
- Scabrezza estremamente ridotta non soggetta ad incrementi sostanziali con il tempo
- Elevata resistenza alla corrosione chimica e/o elettrolitica
- Scarse qualità meccaniche, elevata deformabilità
- Decadimento delle caratteristiche meccaniche con la temperatura
- I materiali plastici per condotte si dividono in due grandi categorie: – Resine termoplastiche (PVC, PEAD, PEBD) – Resine termoindurenti (PRFV o vetroresina)
Coefficienti di scabrezza tubazioni
La scelta del coefficiente di scabrezza da assegnare alle tubazioni è essenziale in quanto determinante per valutare le perdite di carico che si hanno nel tratto di condotta. Esistono diverse formule di resistenza che possono essere adottate per il calcolo della perdita di carico e per esse sono noti in bibliografia i valori dei parametri in funzione del tipo di materiale e del suo stato di servizio.
In alcuni casi il progettista ha a disposizione i valori di tali coefficienti derivanti da prove sperimentali eseguite dal produttore dei tubi.
Di seguito si riporta una tabella di riepilogo suddivisa per materiali e per formule.
In ogni caso il coefficiente di scabrezza da assegnare è già incluso nelle tipologie di tubazioni fornite con l’archivio nella installazione del software. Sono indicati i coefficienti per qualsiasi formula di resistenza prevista nel programma.
Se si vuole creare una propria tipologia occorre seguire la procedura indicata.
L’utente quando inserisce graficamente un elemento condotta dovrà semplicemente associare la tipologia desiderata.
Progettazione altimetrica
L’inserimento della rete eseguita con il modellatore, di fatto, consente di inserire gli elementi come le condotte e i pozzetti ubicandoli in un contesto spaziale in modo da creare un vero e proprio modello 3D.
La possibilità, invece, di poter effettivamente creare dei profili di condotte che si succedono in serie, di poterli disegnare, calcolarne volumi di scavo, posizionarli in funzione dell’effettivo andamento del territorio dandogli una pendenza compatibile con le esigenze idrauliche fanno parte di una specifica fase di progettazione altimetrica che viene eseguita con la disponibilità del modulo Profili Longitudinali.
Non moltissimi anni orsono e tuttora ancora in molti contesti la progettazione altimetrica non era ancora perfettamente integrata con il calcolo e la verifica della rete acquedottistica. Il disegno dei profili della rete era generalmente posticipato a valle delle operazioni di calcolo e verifica delle pressioni ai vertici delle maglie della rete di distribuzione.
Era dispendioso il continuo processo di adattamento dei profili con i nuovi aggiornamenti provenienti dalla fase di verifica della rete per approssimazioni successive.
In un ottica BIM in cui tutto è integrato in un unico modello 3D le problematiche, come i rallentamenti e i disallineamenti tipici del passato, spariscono facendo posto ad uno scenario in cui tutte le viste (territorio, planimetria, profili e sezioni) rappresentano sempre dati coerenti del modello.
Verifica statica condotte
Tra le problematiche relative alla progettazione di tubazioni interrate vi è il problema di verificare il comportamento delle tubazioni sottoposte ai carichi del terreno sovrastante e dei carichi mobili occasionali.
La suite dispone di un modulo per la verifica statica delle condotte circolari interrate.
La verifica è molto agevole e consente di variare tutti i dati.
E’ possibile verificare tubazioni rigide e flessibili.
Per l’analisi dei carichi il software segue il metodo di Marston e Spangler.
Per le condotte rigide è possibile svolgere la verifica allo stato ultimo di resistenza oppure alle tensioni ammissibili secondo la normativa francese Ouvrages d’assainissement. Fascicule n°70, redatta dal Ministero di Trasporti francese.
Per le condotte flessibili si segue il metodo di Spangler oppure le indicazioni della normativa americana ANSI-AWWA C950/88 con il calcolo di inflessione diametrale, tensione e deformazione massime di flessione e verifica all’instabilità all’equilibrio elastico (buckling).
Verifica blocchi di ancoraggio
Nei casi in cui la pressione idrostatica non risulta sufficientemente equilibrata occorre adottare opportuni manufatti denominati blocchi di ancoraggio.
E’ il caso di punti singolari della rete quali ad esempio: condotte di estremità, curve, innesti e/o riduzioni ed aumenti di diametro, nei quali occorre calcolare il valore della spinta (in funzione della pressione) da equilibrare con un blocco opportunamente dimensionato.
BLOCCHI DI ANCORAGGIO è un modulo software che consente il dimensionamento di un blocco (a gravità o portante) effettuando le verifiche necessarie (scorrimento, ribaltamento, resistenza del calcestruzzo, resistenza terreno).
Il modulo è disponibile in modalità stand-alone (ovvero è indipendente dall’applicazione Acquedotti) oppure integrato nel software, con la possibilità di usufruire di funzionalità aggiuntive come l’individuazione automatica dei punti singolari o la visualizzazione delle verifiche su mappa.
Normativa
- Regio Decreto 25/07/1904 n. 523 Testo unico sulle opere idrauliche;
- Regio Decreto 14/08/1920 n. 1285 Regolamento per le derivazioni e utilizzazioni di acque pubbliche;
- Decreto Ministeriale 16/12/1923 Norme per la compilazione dei progetti di massima e di esecuzione a corredo delle domande per le derivazioni di acque, di cui all’art. 9, n. 1, del regolamento 14 agosto 1920, n. 1285;
- Decreto Ministeriale 16/12/1923 Norme per la compilazione dei progetti di massima e di esecuzione a corredo delle domande per le derivazioni di acque di cui all’art. 9, n. 1, del regolamento 14-8-1920, n. 1285;
- Regio Decreto 11/12/1933 n. 1775T.U. delle disposizioni di legge sulle acque e sugli impianti elettrici.(Gazzetta ufficiale 08/01/1934 n. 5);
- Regio Decreto 09/12/1937 n. 2669Regolamento sulla tutela delle opere idrauliche di prima e seconda categoria e delle opere di bonifica;
- Legge dello Stato 04/02/1963 n. 129 Piano regolatore generale degli acquedotti e delega al governo ad emanare le relative norme di attuazione.(Gazzetta Europea 02/03/1963 n. 59);
- Circolare 13/04/1964 n. 13865 Ministero dei lavori pubblici, Presidenza Consiglio Superiore Servizio Tecnico Centrale – Bocche da incendio negli acquedotti comunali;
- Legge dello Stato 09/08/1967 n. 734 Modifiche ed integrazioni alla legge 4 febbraio 1963, n. 129, sul piano regolatore generale degli acquedotti;
- Decreto Pres. Repubblica 11/03/1968 n. 1090 Norme delegate previste dall’art. 5 della legge 4-2-1963, n. 129 (Piano regolatore generale degli acquedotti e delega al Governo ad emanare le relative norme di attuazione);
- Decreto Pres. Repubblica 03.08.1968: “Approvazione del P.R.G.A.”;
- Decreto Legge 10/08/1976 n. 544 Proroga dei termini di cui agli artt. 15, 17 e 18 della legge 10-5-1976, n. 319, recante norme per la tutela delle acque dall’inquinamento;
- Circolare 29/12/1976Comitato dei Ministri per la tutela delle acque dall’inquinamento – Applicazione delle leggi 10-5-1976, n. 319 e 8-10-1976, n. 690;
- Legge dello Stato 24/05/1978 n. 228 Ulteriore proroga della durata delle utenze di acqua pubblica aventi ad oggetto piccole derivazioni;
- Decreto Legge 07/05/1980 n. 152(Conv. in L. 7 luglio 1980, n. 298) – Differimento del termine di cui all’art. 89 del decreto del presidente della Repubblica 24 luglio 1977, n. 616, in materia di opere idrauliche relative ai bacini idrografici interregionali ed autorizzazione di spesa per opere idrauliche di competenza regionale;
- Decreto Pres. Repubblica 03/07/1982 n. 515 Attuazione della direttiva (CEE) n. 75/440 concernente la qualità delle acque superficiali destinate alla produzione di acqua potabile.(Gazzetta ufficiale 07/08/1982 n. 216);
- Decreto Ministeriale 12/12/1985 Ministero dei lavori pubblici – Norme tecniche relative alle tubazioni.(Gazzetta ufficiale 14/03/1986 n. 61);
- Circolare 20/03/1986 n. 27291 Ministero dei lavori pubblici – Istruzioni relative alla normativa per tubazioni. D.M. 12-12-1985;
- Decreto Pres. Repubblica 24/05/1988 n. 236Attuazione della direttiva CEE numero 80/778 concernente la qualità delle acque destinate al consumo umano, ai sensi dell’art. 15 della legge 16 aprile 1987, n. 183;
- Decreto Ministeriale 14/02/1989Disciplina concernente le deroghe alle caratteristiche di qualità delle acque destinate al consumo umano.(Gazzetta ufficiale 15/02/1989 n. 38);
- Legge 18 maggio 1989, n. 183: “Norme per il riassetto organizzativo e funzionale delle difesa del suolo”;
- Circolare 30/10/1989 n. 26Ministero della sanità – Istruzioni tecniche concernenti apparecchiature per il trattamento domestico delle acque potabili;
- Decreto Ministeriale 21/12/1990 n. 443Regolamento recante disposizioni tecniche concernenti apparecchiature per il trattamento domestico di acque potabile;
- Decreto Ministeriale 26/03/1991Norme tecniche di prima attuazione del D.P.R. 24-5-1988, n. 236, relativo all’attuazione della direttiva CEE n. 80/778 concernente la qualità delle acque destinate al consumo umano, ai sensi dell’art. 15 della legge 16-4–1987, n. 183.(Gazzetta ufficiale 10/04/1991 n. 84);
- Decreto Ministeriale 01/07/1991Disciplina concernente le deroghe alle caratteristiche di qualità delle acque destinate al consumo umano;
- Decreto Ministeriale 13/12/1991Direttive per la redazione, elaborazione, aggiornamento e trasmissione della mappatura relativa agli impianti di acquedotto e per la trasmissione dei dati relativi ai controlli analitici esperiti sulle acque destinate al consumo umano;
- Decreto Ministeriale 20/01/1992Disciplina concernente le deroghe alle caratteristiche di qualità delle acque destinate al consumo umano.(Gazzetta ufficiale 20/01/1992 n. 15);
- Decreto Pres. Repubblica 14/04/1993Atto di indirizzo e coordinamento alle regioni recante criteri e modalità per la redazione dei programmi di manutenzione idraulica e forestale;
- Legge dello Stato 05/01/1994 n. 36Disposizioni in materia di risorse idriche;
- Decreto Ministeriale 16/10/1995Disciplina concernente le deroghe alle caratteristiche di qualità delle acque destinate al consumo umano;
- Decreto Pres. Cons. Min. 04/03/1996Disposizioni in materia di risorse idriche.(Gazzetta ufficiale 14/03/1996 n. 62);
- Decreto Ministeriale 01/08/1996Metodo normalizzato per la definizione delle componenti di costo e la determinazione della tariffa di riferimento del servizio idrico integrato;
- Decreto Ministeriale 08/01/1997 n. 99Regolamento sui criteri e sul metodo in base ai quali valutare le perdite degli acquedotti e delle fognature.(Gazzetta ufficiale 18/04/1997 n. 90);
- Decreto Ministeriale 08/01/1997 n. 99Regolamento sui criteri e sul metodo in base ai quali valutare le perdite degli acquedotti e delle fognature.(Gazzetta ufficiale 18/04/1997 n. 90);
- Decreto Ministeriale 25/02/1997 n. 90Regolamento recante modalità di applicazione dell’articolo 18, comma 5, della L. 5 gennaio 1994, n. 36, in materia di risorse idriche.(Gazzetta ufficiale 03/04/1997 n. 77);
- Circolare 24/02/1998 n. 105/UPPMinistero dei lavori pubblici – Nota esplicativa al decreto del Ministero dei lavori pubblici 8 gennaio 1997, n. 99, recante: Regolamento sui criteri e sul metodo in base ai quali valutare le perdite degli acquedotti e delle fognature;
- Circolare 22/05/1998 n. 17/98Ministero dell’interno – Certificazioni per la dimostrazione del tasso di copertura nel 1997 dei costi dei servizi a domanda individuale, del servizio di nettezza urbana e del servizio acquedotto;
- Decreto Ministeriale 20/10/1998Requisiti tecnici per la costruzione, l’installazione e l’esercizio di serbatoi interrati.(Gazzetta ufficiale 06/11/1998 n. 260);
- Decreto Pres. Repubblica 09/04/1999Finalizzazione e riparto di somme di cui al Fondo speciale, in materia di risorse idriche.(Gazzetta ufficiale 18/06/1999 n. 141);
- Decreto Legislativo 04/08/1999 n. 339Disciplina delle acque di sorgente e modificazioni al decreto legislativo 25 gennaio 1992, n. 105, concernente le acque minerali naturali, in attuazione della direttiva 96/70/CE.(Gazzetta ufficiale 01/10/1999 n. 231);
- D.Lgs. 2 febbraio 2001, n. 31: “Attuazione della direttiva 98/83/CE relativa alla qualità delle acque destinate al consumo umano”;
- Accordo 24/05/2001Accordo tra il Governo e le regioni ai fini dell’attuazione dell’art. 92, comma 4, del decreto legislativo 31 marzo 1998, n. 112, concernente il trasferimento alle regioni degli uffici periferici del Dipartimento dei servizi tecnici nazionali – Servizio idrografico e mareografico (SIM).(Gazzetta ufficiale 08/08/2001 n. 183);
- D.Lgs. 3 aprile 2006, n. 152: “Norme in materia ambientale”;
- Documento unico 14/07/2009Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti – Dpef Allegato Infrastrutture 2010-2013;
- Decreto Legislativo 11/05/2016Ministero dello Sviluppo Economico – Istituzione del SINFI – Sistema informativo nazionale federato delle infrastrutture(Gazzetta ufficiale 16/06/2016 n. 139)
