{"id":165,"date":"2008-01-08T01:28:53","date_gmt":"2008-01-07T23:28:53","guid":{"rendered":"http:\/\/www.inambiente.it\/inblog\/?p=110"},"modified":"2008-01-08T01:28:53","modified_gmt":"2008-01-07T23:28:53","slug":"rete-idrica-il-dimensionamento-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.inambiente.it\/index.php\/2008\/01\/rete-idrica-il-dimensionamento-2\/","title":{"rendered":"Rete Idrica, il dimensionamento (2)."},"content":{"rendered":"<div id=\"ri_adv_end_content\"><script async src=\"\/\/pagead2.googlesyndication.com\/pagead\/js\/adsbygoogle.js\"><\/script>\r\n\t\t\t\t<!-- Appunti Ingegneria -->\r\n\t\t\t\t<ins class=\"adsbygoogle\"\r\n\t\t\t\t\t style=\"display:block\"\r\n\t\t\t\t\t data-ad-client=\"ca-pub-5194127282884067\"\r\n\t\t\t\t\t data-ad-slot=\"8299779634\"\r\n\t\t\t\t\t data-ad-format=\"auto\"><\/ins>\r\n\t\t\t\t<script>\r\n\t\t\t\t(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});\r\n\t\t\t\t<\/script><\/div><p><a href=\"http:\/\/www.inambiente.it\/public\/2007\/09\/img4.png\" title=\"Fig 1\"><\/a><a href=\"http:\/\/www.inambiente.it\/public\/2008\/01\/schema-rete.png\" title=\"Schema rete idrica\"><\/a>Dopo le premesse e le considerazioni viste <a href=\"http:\/\/www.inambiente.it\/inblog\/?p=107\" title=\"Rete idrica (1)\">nell&#8217;articolo precedente<\/a>, passiamo in rassegna i materiali che saranno utilizzati per realizzare la rete idrica<\/p>\n<ul>\n<li>Acciaio:<\/li>\n<li>Ghisa;<\/li>\n<li>PEad.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Ci sono, quindi, due materiali metallici ed uno di origine plastica. Tra i primi due, fino a poco tempo fa, era preferibile la Ghisa, anche se con le nuove tecnologie l&#8217;acciaio ormai \u00e8 spesso presente nelle reti idriche cittadine.:<!--HP--><\/p>\n<p><strong>Ghisa.<\/strong> Si preferisce la ghisa all&#8217;acciaio per una serie di motivi che vedono le caratteristiche geometriche privilegiare. Infatti, la produzione di tubazioni in ghisa prevede la realizzazione di canne corte, ci\u00f2 ne facilit\u00e0 notevolmente la posa in opera in citt\u00e0. Scegliere un materiale come la ghisa potrebbe essere uno svantaggio dal punto di vista della resistenza alle pressioni, ma nella rete idrica c&#8217;\u00e8, in media, un carico statico che va dai 70m ai 90m e mai si va oltre le 12 &#8211; 13 atm, carico che questo tipo di tubazioni sopporta tranquillamente.<\/p>\n<p>Oltre alla lunghezza della canna, altra caratteristica geometrica a favore della ghisa \u00e8 il rapporto Diametro\/Spessore. Infatti, a parit\u00e0 di diametro, le condotte in ghisa hanno uno spessore maggiore, ci\u00f2\u00c2\u00a0\u00e8 molto importante visto il fenomeno della corrosione molto vivo nei centri abitati (ci si mette p\u00f9 tempo per bucare la condotta).<\/p>\n<p><strong>PEad.<\/strong> Questo tipo di condotte, utilizzate per la rete di espansione di Palermo, hanno notevoli vantaggi, tra i quali ci sono la leggerezza e l&#8217;insensibilit\u00e0 ai fenomeni corrosivi. Oltre ai vantaggi, il PEad ha anche degli svantaggi, in particolate \u00e8 un materiale abbastanza giovane del quale non si conosce la consistenza nel tempo, inoltre \u00e8 facilmente deformabile in fase di posa in opera. Ci\u00f2 rende tali tubazioni difficili da gestire, difatti anche se si opera con una posa perfetta, i numerosi scavi che di solito si fanno nei centri abitati possono compromettere la stabilit\u00e0 delle tubazioni. Infine ho anche un problema connesso alle numerose derivazioni che si andranno ad installare sulla condotta, con la ghisa ho una procedura affidabile e semplice, con i materiali in plastica ci sono non poche difficolt\u00e0.<!--nextpage--><\/p>\n<p>\u00c2\u00a0<strong>Dimensionamento.<\/strong> Per dimensionare le condotte della rete si utilizza la formula di Darcy, caratterizzata da un coefficiente di scabrezza per tubi usati doppio rispetto a quello per tubi nuovi. Questa formula \u00e8 definita conservativa perch\u00c3\u00a9 utilizzata per le vecchie tubazioni in ghisa, infatti oggi si utilizza una nuova generazione di condotte rivestite con latte di calce centrifugato che conferisce una scabrezza minore. In pratica, usando la formula di Darcy, si calcolano perdite di carico maggiori e ci\u00f2 va a vantaggio di sicurezza.<\/p>\n<p>La condotta che compone un tratto della rete (ad esempio un lato di una maglia), ha uno schema come quello in Fig 1.<\/p>\n<p style=\"text-align: center\"><img border=\"1\" vspace=\"10\" src=\"http:\/\/www.inambiente.it\/public\/2007\/09\/img4.png\" hspace=\"10\" alt=\"Fig 1\" title=\"Fig 1\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: center\"><em>Fig 1 &#8211; Schema di una condotta della rete<\/em><\/p>\n<p>Dalla figura si nota che alla condotta arriva una certa portata [Q1], lungo di essa, grazie alle numerose derivazioni che ci saranno, si avr\u00e0 una distribuzione uniforme della portata erogata [P], all&#8217;estremit\u00e0 di valle si avr\u00e0 una portata residua [Q2]. Con questo schema la portata equivalente \u00e8:<\/p>\n<blockquote><p>(1) Qeq = Q2 + P \/ <font size=\"4\">\u00e2\u02c6\u0161<\/font>3 <font size=\"4\">\u00e2\u2030\u02c6 <\/font>Q2 + 0,56 P<\/p><\/blockquote>\n<p>Nell&#8217;articolo precedente ci siamo ricavati la portata massima, il problema che ora si pone \u00e8 determinare come questa portata viene distribuita all&#8217;interno della rete. Ci sono tre altenative possibili da seguire:<\/p>\n<ol>\n<li>Facciamo un lavoro molto approfondito per determinare le portate defluenti nei vari tratti della rete;<\/li>\n<li>Se la rete serve una popolazione uniformemente distribuita (con una densit\u00e0 costante per ogni tratto), si pu\u00f2 calcolare il numero di abitanti per unit\u00e0 di lunghezza. Fatto ci\u00f2 possiamo calcolare la portata distribuita in ogni tratto;<\/li>\n<li>Se la rete serve una popolazione distribuita non uniformemente (con densit\u00e0 diversa) dobbiamo stabilire delle fascie di influenza, in base a queste calcoliamo la popolazione da servire e quindi la portata distribuita.\n<p style=\"text-align: center\"><img border=\"1\" vspace=\"10\" src=\"http:\/\/www.inambiente.it\/public\/2008\/01\/schema-rete.png\" hspace=\"10\" alt=\"Schema rete idrica\" title=\"Schema rete idrica\" \/><\/p>\n<\/li>\n<\/ol>\n<p style=\"text-align: center\">\u00c2\u00a0Fig 2 &#8211; <em>Schema della rete idrica<\/em><\/p>\n<p>Dallo schema in Fig 2, i parametri della nostra rete sono:<\/p>\n<ul>\n<li>l = 11;<\/li>\n<li>m = 3;<\/li>\n<li>n = 9;<\/li>\n<\/ul>\n<p>Le incognite sono gli [l] diametri e [n &#8211; 1] quote piezometriche (perch\u00c3\u00a9 quella del primo nodo \u00e8 nota). Per prima cosa \u00e8 bene dimensionare la condotta di avvicinamento, per la quale si prevede, di solito, una perdita di carico di almeno 3 m, il che ci permette di determinare la quota piezometrica del punto di immissione.<\/p>\n<p>A nostra disposizione abbiamo:<\/p>\n<blockquote><p>(2) (n &#8211; 1) equazioni di congruenza (di continuit\u00e0) del tipo: \u00ce\u00a3Qentrante = \u00ce\u00a3Quscente;<br \/>\n(3) m equazioni di maglia, del tipo: \u00ce\u00a3(i=1 to n)\u00c2\u00b1Yi = 0 (la sommatoria delle perdite di carico lungo la maglia i-esima si annullano);<\/p><\/blockquote>\n<p>Ricapitolando, abbiamo:<\/p>\n<ul>\n<li>l + n &#8211; 1 incognite;<\/li>\n<li>m + n &#8211; 1 (= l) equazioni;<\/li>\n<\/ul>\n<p>per cui restano [n &#8211; 1] indeterminazioni. Per risolvere l&#8217;evidente problema si possono seguire due strade:<\/p>\n<ol>\n<li>Sconnettiamo la rete idrica (questo equivale ad inserire delle interruzioni &#8220;virtuali&#8221; che ci permettono di &#8220;aprire&#8221; le maglie della rete). In pratica eliminiamo delle indeterminatezze stando attenti a sconnettere la rete in modo intelligente. Succesivamente, per risolvere il problema, si utilizza il <strong>metodo di progettazione degli acquedotti consortili<\/strong>;<\/li>\n<li>Si pu\u00f2 procere considerando il concetto di &#8220;affidabilit\u00e0 della rete&#8221; imponendo una serie di vincoli e di considerazioni complesse. Di norma, questa seconda metodologia non trova applicazione pratica.<\/li>\n<\/ol>\n<p><!--nextpage--><br \/>\n<strong>Sconnessione della rete.<\/strong> Consideriamo il seguente schema della rete in questione.<\/p>\n<p align=\"center\" style=\"text-align: center\"><img src=\"http:\/\/www.inambiente.it\/public\/2008\/01\/srete-sconnessa.png\" alt=\"Schema sconnesso di Rete Idrica\" \/><\/p>\n<p align=\"center\"><em>Fig.3 &#8211; Schema di Rete Idrica con sconnessioni.<\/em><\/p>\n<p align=\"left\">Questo schema ci permette di passare da una rete a maglie chiuse ad una a maglie aperte, il numero di sconnessioni che si applicano sono pari al numero di maglie presenti nella rete: tre, in questo caso. Inoltre, le sconnessioni vanno inserite facendo in modo che il flusso all&#8217;interno della rete segua la minima resistenza possibile (il percorso p\u00f9 breve). Considerando un tratto di rete &#8220;aperto&#8221; si ha lo schema in Fig.4:<\/p>\n<p style=\"text-align: center\"><img src=\"http:\/\/www.inambiente.it\/public\/2008\/01\/schema-aperto.png\" alt=\"Tratto dello schema aperto della rete\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: center\"><em>Fig 4 &#8211; Tratto della rete aperto con distribuzione delle portate.<\/em><\/p>\n<p>Per individuare le portate che fluiscono nei vari tratti dello schema, come mostrato\u00c2\u00a0in Fig. 4, si procede partendo dal punto p\u00f9 a valle, nel caso specifico si parte dal punto F sommando, man mano, le portate che si incontrano. Quindi, per effetto dell&#8217;uscita concentrata nel punto F si ha una portata di 5 l\/s, immediatamente a\u00c2\u00a0monte si ha una portata uniformemente distribuita di 3 l\/s per la quale si arriva agli 8 l\/s in prossimit\u00e0 del punto G,\u00c2\u00a0ai quali sommiamo i 4 l\/s dell&#8217;uscita concentrata e cos\u00c3\u00ac via, fino ad arrivare ai 21 l\/s del punto A. Dall&#8217;analisi appena fatta, ci rendiamo immediatamente conto che a seconda di come si sconnette la rete si ha una distribuzione delle portate, dobbiamo stare attenti a crearne una che sia equilibrata.<\/p>\n<p>Il problema che ora ci interessa risolvere \u00e8 di stabilire il carico da dissipare lungo il tratto considerato. Conosciamo la quota del punto A ma conosciamo anche la quota del punto F per la quale basta sommare, alla quota del terreno, l&#8217;altezza del fabbricato p\u00f9 alto che si pu\u00f2 costruire e le perdite di carico che si prevede di avere all&#8217;interno degli impianti del fabbricato (5 &#8211; 6 m). Dalla Fig.4, si vede che la piezometrica \u00e8 una retta, questo in realt\u00e0 non \u00e8 proprio corretto. Quando si ha una portata distribuita la piezomentrica \u00e8 una parabola cubica.<!--nextpage--><\/p>\n<p><strong>Criterio economico degli acquedotti consortili.<\/strong> Questo metodo utilizza la seguente relazione:<\/p>\n<blockquote><p>(4) Yi = c li \u00c2\u00b3\u00e2\u02c6\u0161Qeqi,\u00c2\u00a0dove c \u00e8 la costante economica e Qeqi \u00e8 data dall&#8217;equazione (1) riportata in questa lezione.<\/p><\/blockquote>\n<p>Con riferimento all&#8217;intero percorso (formato dai tratti AHGF) si ha:<\/p>\n<blockquote><p>(5) \u00ce\u00a3(i=1 to 3)yi = c \u00ce\u00a3(i=1 to 3)li \u00c2\u00b3\u00e2\u02c6\u0161Qeqi = H (noto), da cui ricavo &#8220;c&#8221;.<\/p><\/blockquote>\n<p>Noto c, non dobbiamo fare altro che scrivere, per ciascun tronco, la seguente relazione:<\/p>\n<blockquote><p>(6) Ji\/Qeqi\u00c2\u00b2 =\u00c2\u00a0 c (\u00c2\u00b3\u00e2\u02c6\u0161Qeqi) \/ Qeqi\u00c2\u00b2 = \u00ce\u00b2\/D<sup>5<\/sup><\/p><\/blockquote>\n<p>Dove \u00ce\u00b2\/D<sup>5<\/sup> \u00e8 un parametro che possiamo ricavare dal manuale Colombo. La formula (6) ci permette di ricavare tutte le quote piezometriche della rete. L&#8217;unica cosa che manca, ora, \u00e8 il dimensionamente dei vari tratti. In pratica dobbiamo determinare il diametro delle condotte da utilizzare, aspetto che sar\u00e0 affrontato nel prossimo articolo.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Dopo le premesse e le considerazioni viste nell&#8217;articolo precedente, passiamo in rassegna i materiali che saranno utilizzati per realizzare la rete idrica Acciaio: Ghisa; PEad. Ci sono, quindi, due materiali metallici ed uno di origine plastica. 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