Scaricatori a salto: funzionamento, progettazione e studi recenti

Utilizzo degli scaricatori a salto

Questi manufatti sono utilizzati prevalentemente in presenza di correnti veloci; il loro principio di funzionamento è stato formalizzato per la prima volta circa 50 anni fa.

Nelle reti di drenaggio urbano, gli scaricatori a salto possono essere considerati come una valida alternativa agli sfioratori laterali qualora il collettore fognario sia caratterizzato dalla presenza di corrente veloce in arrivo. Quando la corrente in ingresso è dotata di elevata energia cinetica, il processo di derivazione della portata verso l'impianto di depurazione deve essere libero da ostacoli al deflusso della corrente principale, che possono innescare la formazione di un risalto idraulico; infatti, una tale discontinuità della corrente avrebbe effetti negativi sul funzionamento dello scaricatore, con riferimento sia agli aspetti quantitativi che a quelli qualitativi (tipo lo sversamento di inquinanti nel corpo idrico ricettore).

Gli scaricatori a salto di fondo sono concepiti per funzionare in presenza di correnti veloci.

Importanza del rapporto di diluizione

In un sistema di drenaggio misto la definizione del rapporto di diluizione e, conseguentemente, della portata di soglia è un momento progettuale di fondamentale importanza. Il rapporto di diluizione è il rapporto tra la massima portata Q deviata verso l'impianto di depurazione ed un valore di riferimento della portata, pari alla portata media di tempo asciutto Q10.

La portata di soglia Q rappresenta quel valore limite della portata al di sopra del quale si ritiene di poter scaricare nel corpo idrico ricettore le portate in eccesso, senza particolari impatti di natura ambientale.

Si assume, per convenzione, che portate inferiori al valore soglia presentino concentrazioni di sostanze inquinanti tali da richiedere un trattamento prima del loro successivo smaltimento verso il recapito finale.

Funzionamento degli scaricatori a salto

Il funzionamento degli scaricatori a salto di fondo può riassumersi nel modo seguente: in periodo di tempo asciutto e per portate inferiori o al valore di soglia, l'intera corrente in arrivo viene derivata mediante un'apertura realizzata sul fondo del collettore.
Le dimensioni dell’apertura dipendono dalle caratteristiche idrauliche della corrente in corrispondenza della portata di progetto e della massima portata pluviale. Infatti, il dimensionamento della luce di fondo va eseguito in modo tale da minimizzare le inevitabili escursioni della portata derivata in corrispondenza della massima portata pluviale, svolgendo quindi una funzione di limitazione, analoga a quella assicurata dai dispositivi limitatori impiegati per gli sfioratori laterali.

Questo tipo di manufatto è molto simile a quello impiegato come opera di presa da corsi d'acqua alpini e denominato briglia tirolese, costituito da una luce a pianta quadrata realizzata sul fondo del corso d'acqua e protetta da una griglia per evitare la derivazione di ghiaie e corpi grossolani che possono intasare l'opera di derivazione.

Studi recenti e raccomandazioni progettuali

Di recente sono stati condotti studi sperimentali sul funzionamento idraulico degli scaricatori a salto, probabilmente a causa della complessità del fenomeno, governato da numerosi parametri di carattere idraulico, oltre che dalla geometria del manufatto. In alcuni lavori, è stata già evidenziata l’influenza determinante che un eventuale effetto di sommergenza può avere sul funzionamento della luce di fondo; pertanto, a tal proposito, vale la raccomandazione generale espressa per i canali di gronda, in virtù della quale è opportuno fissare idonei franchi idrici in sede progettuale.