Appunti Rete di scarico impianti ospedalieri 2

60. RETI DI SCARICO DELLE ACQUE USATE E FONDAMENTI DI IDRAULICA

1. Classificazione delle Acque di Scarico e Sistemi di Collettamento

Le reti di scarico degli edifici hanno la funzione di raccogliere e allontanare i reflui sanitari (acque usate) e le

acque meteoriche. Le acque reflue si classificano principalmente nelle seguenti categorie:

 Acque nere (fecali): reflui provenienti dai servizi igienici a elevato carico organico e patogeno;

richiedono il convogliamento obbligatorio verso la rete fognaria pubblica per essere sottoposte a

trattamenti di depurazione.

 Acque grigie (saponose e grasse): reflui provenienti da lavabi, docce e cucine che, previo idoneo

trattamento di grigliatura e disoleatura, possono trovare riutilizzo in specifici ambiti industriali.

 Acque bianche (meteoriche): acque derivanti dalle precipitazioni atmosferiche. A differenza delle

acque nere, le acque chiare o bianche possono essere disperse nei corpi idrici superficiali, in pozzi

assorbenti o mediante sistemi di dispersione sul terreno.

Nota specifica: In ambito sanitario/ospedaliero, la presenza di reflui potenzialmente infettivi impone

l'adozione di sistemi di disinfezione e pre-trattamento a monte dell'immissione nella rete fognaria comune.

La progettazione delle reti prevede la separazione fisica tra la raccolta delle acque bianche e quella delle

acque nere all'interno degli edifici. Il ricongiungimento può avvenire esclusivamente all'esterno, qualora la

fognatura pubblica sia di tipo misto. I sistemi fognari urbani si dividono infatti in:

1. Sistema misto: un'unica condotta raccoglie sia le acque nere sia le acque meteoriche. In caso di

eventi meteorici intensi, per evitare il sovraccarico dell'impianto di trattamento (depuratore), si

interpone un sistema di sfioro delle acque pluviali (scaricatore di piena) che convoglia l'eccedenza

delle acque bianche direttamente al ricettore finale (fiumi, laghi o bacini idrici) senza transitare per il

depuratore.

2. Sistema separato: costituito da due reti indipendenti, una dedicata alle acque nere (avviata

stabilmente al depuratore) e una alle acque bianche (canalizzata verso i corpi idrici superficiali).

La normativa di riferimento (D.Lgs. 152/1999 e successive modificazioni e integrazioni) disciplina gli

scarichi idrici mediante l'Allegato 5, il quale stabilisce tabelle con i limiti di accettabilità e le soglie di

concentrazione degli inquinanti sia per l'immissione in fognatura sia per lo scarico nei corpi idrici

superficiali. La realizzazione delle reti fognarie è obbligatoria per gli agglomerati urbani con popolazione

superiore a 2.000 abitanti equivalenti.

2. Idraulica delle Condotte di Scarico

Le condotte di scarico si differenziano dalle condotte forzate (utilizzate, ad esempio, nelle reti di

distribuzione dell'acqua potabile) per il regime idraulico di funzionamento. Mentre le condotte forzate

operano interamente in pressione tramite l'ausilio di pompe o prevalenze geometriche per vincere le perdite

di carico e le quote, le condotte di scarico sono costituite da tubazioni (a sezione chiusa) o canali (a cielo

aperto) posati in pendenza, nei quali il moto del fluido avviene per gravità a pressione atmosferica.

Nelle condotte di scarico, la pressione su entrambe le sezioni d'estremità corrisponde a quella atmosferica; di

conseguenza, la forza motrice del fluido non è impressa da un gradiente di pressione bensì dalla

Δ,

differenza di quota geodetica, espressa dal termine . La tubazione può lavorare a sezione piena,

( )

−

1 2

vuota o parzialmente piena (a pelo libero), a seconda della portata istantanea e dell'intensità degli eventi

meteorici.

Nella progettazione di tali condotte è essenziale valutare il diametro la pendenza per garantire

e

un'adeguata velocità di deflusso. Gli obiettivi primari sono la rapidità dello scarico, la garanzia di tenuta

idraulica ai gas (per prevenire l'esalazione di gas mefitici dovuti alla putrefazione dei reflui) e l'assenza di

depositi solidi, mantenendo un corretto rapporto di riempimento tra la portata di scarico e il diametro del

tubo al fine di evitare la saturazione della sezione.

3. Analisi Energetica e Calcolo delle Perdite di Carico

Si consideri una condotta rettilinea di lunghezza e sezione costante, posta tra due quote differenti e .

1 2

La differenza di quota è definita come .

= −

1 2

Il rapporto definisce il gradiente idraulico. Per angoli di inclinazione modesti, è possibile

sin( )

= =

approssimare .

sin( ) tan( )

≈

Applicando l'equazione di Bernoulli tra la sezione d'ingresso (1) e quella di uscita (2) in regime stazionario

per un fluido incomprimibile ( ), si osserva che:

=

1 2

 Essendo la sezione costante, le velocità nelle due sezioni sono identiche ( ), determinando

=

1 2

12 22

−

l'elisione dei termini cinetici ( = 0).

2

 Poiché entrambe le sezioni sono a contatto con l'atmosfera, le pressioni si equivalgono ( ) e si

=

1 2

elidono.

L'equazione di Bernoulli si riduce pertanto alla relazione:

⋅ = = − =

1 2 12

dove rappresenta le perdite di carico distribuite nell'intervallo tra la sezione 1 e la sezione 2. Il gradiente

12

12

idraulico può essere espresso come . Fisicamente, ciò significa che le perdite di carico motrici

=

generate dall'attrito viscoso (funzione della velocità sviluppata dal fluido) vengono esattamente compensate

dall'energia potenziale resa disponibile dalla pendenza geometrica della condotta.

Geometria della Sezione e Diametro Idraulico

Nelle condotte in pressione, il fluido bagna l'intero perimetro. Nelle condotte a pelo libero, la sezione

geometrica del fluido varia in base al grado di riempimento. Si definisce pertanto il diametro idraulico ( )

come: 4⋅

=

bagnato

dove rappresenta l'area della sezione trasversale del fluido (sezione liquida) e è il perimetro

bagnato

bagnato, ovvero la lunghezza della linea di contatto tra il fluido e la parete solida della condotta.

Il valore del diametro idraulico è direttamente correlato al tirante idrico

(quota del pelo libero) all'interno della fognatura e ne determina le

caratteristiche di riempimento.

4. Formule per il Calcolo della Velocità di Efflusso

Le perdite di carico distribuite () sono legate alle caratteristiche intri