Convegno R. Calabria 25 01 2002

Le nuove frontiere nell’impiego delle tecnologie trenchless
per la progettazione, la gestione e la manutenzione
delle reti del sistema idrico integrato
Stefano Dini
Responsabile «Commissione tecnica Permanente Relining»
Rinnovamento delle reti interrate esistenti
mediante sistema C.I.P.P.
Senza scavo
Roma, 17 novembre 2015
Rinnovamento
C.I.P.P.
Dei tubi
interrati
In generale lo sfruttamento
del territorio a scopo di
urbanizzazione ha imposto la
realizzazione di reti
tecnologiche, di cui quelle
fognarie ed acquedottistiche
sono spesso le più vecchie e
le più impattanti sul
sottosuolo.
Budapest: «Strappato»
L’uomo che esce dalla terra.
IL RINNOVAMENTO C.I.P.P.
(CURED IN PLACE PIPE)
“IL RELINING E’ LA TECNOLOGIA CHE RESTITUISCE UN
NUOVO CICLO DI VITA AD UNA TUBAZIONE AMMALORATA
MEDIANTE L’APPORTO DI UN COMPOSITO APPLICATO E
INDURITO DALL’INTERNO CON TECNOLOGIA SENZA SCAVO”
QUESTO APPORTO CONTRIBUISCE, IN MODO PROPORZIONALE ALLA PROPRIA
STRUTTURA, A RESTITUIRE E GARANTIRE NEL TEMPO IL RIPRISTINO DELLE
CONDIZIONI STRUTTURALI E IDRAULICHE DELLA CONDOTTA RICEVENTE.
IL RISANAMENTO C.I.P.P.
UNI EN 13508-1 -2
Indagine e valutazione degli impianti di raccolta e smaltimento di acque reflue
all'esterno di edifici - Parte 2: Sistema di codifica per ispezione visiva
UNI EN ISO 11295
CLASSIFICAZIONE ED INFORMAZIONI RELATIVE ALLA PROGETTAZIONE DEI SISTEMI
DI TUBAZIONI DI MATERIE PLASTICHE UTILIZZATI PER IL RIPRISTINO
UNI EN ISO 11296-4 /11297-4 /11298-4
linee guida di esecuzione delle tecniche di relining per fognatura a gravità, fognatura a
pressione, acqua in pressione
ASTM f1216-09
NORMATIVA DI PROGETTAZIONE DEL RELINING RICONOSCIUTA ANCHE A LIVELLO
EUROPEO e unica per pressione.
IL RINNOVAMENTO C.I.P.P.
Insieme delle normative riconosciute dalla Commissione Tecnica Permanente
di Italian Association Trenchless Technology
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EN 12889:2000
EN 13566:2002
Trenchless construction and testing of drains and sewers
Plastics piping system for renovation of underground non pressure drainage and
sewerage networks. General (1) e Lining with cured inplaces pipe (4)
EN UNI ISO 13566: 2004 e 2005
Recepimento italiano
EN 15885:2010
Classification and characteristics of techniques for renovtion and repair of drains
and sewers
EN ISO 11295:2010 Classification and information on design of plastics piping systems used for renovation
EN UNI ISO 11296-4:2011
Sistemi di tubazioni in materia plastica per il ripristino di reti non in pressione
di fognatura e di scarichi (lining di tubi polimerizzati in loco)
ASTM F1216-09
Standard practice for rehabilitation of existing pipelins and conduits by inversion and
curing of a resing-impregnated tube
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ASTM F1743-08
Standard practice for rehabilitation of existing pipelins and conduits by Pulled in Place
installation of cured in place thermosetting resin pipe(CIPP)
ASTM F2019-03 (2009)
Standard practice for rehabilitation of existing pipelins and conduits by
Pulled in Place installation of glass reinforced plastic (GRP) cured in place thermosetting
resin pipe(CIPP)
ASTM D5813-04 (2008)
Standard specification practice for cured in place thermosetting resin sewer
piping system (CIPP)
ASTM F2207-06
Standard specification practice for cured in place pipe lining system for rehabilitation of
metallic gas pipe
ASTM F2561-06
Standard practice for rehabilitation of a sewer service lateral and its connection to the
main using a one piece main and lateral cured in place liner
ATV-DVWK-M 127 E Part2
Static calculation for the rehabilitation of drains and sewers using lining and
assembly procedures
SCAVO O RELINING C.I.P.P. ?
SCAVO IN TRINCEA
NO-DIG TRENCHLESS (*)
Modifica o manomissione o danno al manto stradale.
Movimento terra in scavo e in reinterro (autocarri, pale meccaniche).
Sicurezza stradale e viabilità.
Modifica viabilità (sensi unici alternati, deviazioni flussi, infrastrutture provvisorie).
Utilizzo macchine pesanti in movimento (scavatori, pale, costipatori, autocarri da cava, rulli
costipatori, macchine per asfalto).
Tempi di esecuzione (occupazione suolo pubblico, stradale, privato),
Inquinamento aria, acustico, disagio polveri, sversamenti nel terreno.
Rischio danneggiamento sottoservizi terzi.
100%
-70% incidenti sui cantieri (**)
- 80% costi socio-ambientali (*)
SCAVO O RELINING C.I.P.P. ?
Esempio tra replacement mediante scavo a cielo aperto e renovation con C.I.P.P.
di un tubo fognario in cemento 200 mm per lunghezza 1000 m (fonte IATT)
Movimentazione
Mezzi cantiere
Tubazione (costo)
Costi energetici
Inquinamento
Tempi esecuzione
Sicurezza
Smaltimento
COSTO OPERA
SCAVO O RELINING C.I.P.P. ?
In molti Paesi
della CE i
cosiddetti oneri
sociali sono
quantificati
secondo precisi
valori di
riferimento
nazionale.
Purtroppo in
Italia questo non
avviene ancora,
ma si comincia a
percepire una
forte attenzione
a queste
tematiche.
Viabilità locale
Rumore
Danni economici
Disagio cittadinanza
Fuori servizio
Rischi
Oneri assicurativi
IL RISANAMENTO C.I.P.P.
(CURED IN PLACE PIPE)
I PROCESSI DI RELINING C.I.P.P. SI
DISTINGUONO TRA LORO PRINCIPALMENTE PER
LE DIVERSE TECNICHE DI POSA E
POLIMERIZZAZIONE DEL LINER. I SISTEMI PIU’
DIFFUSI NEL MONDO SONO SICURAMENTE I
PROCESSI “AD INVERSIONE DEL LINER”
OLTRE 45 ANNI DI STORIA, DI RICERCA E DI SVILUPPO
AL SERVIZIO DELLE CONDOTTE INTERRATE.
45
35
10
45 ANNI DI STORIA HANNO GENERATO TRE SISTEMI CIPP
PERFETTAMENTE INTEGRATI TRA LORO PER RISOLVERE
IL 100% DEI PROGETTI DI RELINING.
TRAINO IN
CONDOTTA
INVERSIONE
AD ACQUA
INVERSIONE
AD ARIA
PERCHE’ SCEGLIERE IL C.I.P.P.
“AD HOC” PER OGNI PROGETTO
ACQUA
UV
ARIA
E RESINA
POLIESTERE /
VINILESTERE
E RESINA
POLIESTERE
E RESINA EPOSSIDICA
•LUNGHE DISTANZE DI
RELINING
•VELOCITA’ DI POSA
•NESSUN RITIRO
DIMENSIONALE DEL LINER
•PPOSSIBILI GRANDI
DIAMETRI
•POSSIBILI FORTI SPESSORI
DEL COMPOSITO FINALE
•BASSO COSTO RESINA
•MAGGIORE SICUREZZA CON
ACQUA DI FLADA
•FORTE RIGIDITA’ FINALE DEL
COMPOSITO
•PASSAGGIO DI CURVE
•CONTROLLO QUALITATIVO
SEMPLIFICATO
•MAGGIORE ADEGUAMENTO
ALLA SEZIONE
•SEMILAVORATO DURABILE
•NESSUNA EMISSIONE IN
AMBIENTE
•POSSIBILE INCOLLAGGIO AL
TUBO
•LIMITATA LOGISTICA DI
SUPERFICIE
IL PERCORSO NORMATIVO GENERALE C.I.P.P.
Structural classification of pressure pipe liners – UNI EN ISO 11295
L’ulteriore suddivisione strutturale non ufficiale del Close-fit
Close fit adhesive
Close fit
+
AMBITI
INDICATIVI
DI
UTILIZZO
C.I.P.P.
Ogni tipo di relining
CIPP ha una sua
specializzazione
tendenziale che deriva
dalle caratteristiche del
sistema di posa più
ancora che dalla scelta
del composito.
-
Acqua
UV
aria
AMBITI INDICATIVI DI ATTIVITA’ ACCESSORIE
Isp CCTV
Disinc. meccanica
Rivestimento
poliurea
H2O MP
Pig
H2O HP
Acqua
UV
Aria
Interazione tra relining CIPP e altre attività correlate come disincrostazione, ispezione (100%), rivestimento chimico.
PROGETTAZIONE DEL RELINING CIPP
POSTULATI DI PROGETTAZIONE PER RELINING CIPP
CLASSE DI
CARICO DEL
RELINING E/O
PRESSIONE
NOMINALE
(strappo)
(semplificazione illustrativa)
• In genere la classe di resistenza al carico esterno ed alla
pressione interna del liner sono direttamente proporzionati al
modulo elastico e modulo di trazione del composito,
opportunamente ridotti dal creep a 50 anni (test specifici).
• Impermeabilità del liner nelle zone scoperte da coating
(terminali e fori per allacciamenti); il liner in feltro (senza
vetro) e resina epossidica non assorbe acqua nel tempo
(test specifico) quindi non obbliga l’uso di stuccature e/o
manicotti a cappello a montaggio robotizzato o manuale.
• Logistica di cantiere, il relining ad aria in Italia è
generalmente più versatile.
• Lo spessore del liner è totalmente ininfluente ai fini della
perdita di carico idraulica, soprattutto perché ampiamente
compensata dalla limitatissima scabrezza (GaucklerStrickler)
• Il relining ad aria permette un più facile frazionamento del
bypass e/o delle ture provvisorie.
• Un tubo in polietilene ha modulo elastico di circa 1.000MPa,
il relining finito può andare da un minimo di 500 MPa a circa
15.000 MPa. In aree sismiche o soggette a vibrazioni e
possibili assestamenti futuri, si preferisce un tubo
parzialmente elastico 2.000-4.000 MPa.
LIVELLO FALDA
PREMENTE O
CONDIZIONI DI
DEFORMAZIONE
TUBO, ECC
IMPERMEABILITA’
LINER E
TERMINALI E
ALLACCIAMENTI
PROGETTAZIONE
DEL RELINING
CAPACITA’ DI
ADATTAMENTO
STRUTTURALE
(SISMICO,
TRAFFICO, LAVORI
VICINI, ECC)
LOGISTICA DI
SUPERFICIE E
OPERE
PRELIMINARI NEL
TUBO
TEMPISTICA DI
GESTIONE FLUSSI
DELLE ACQUE
PORTATA E/O
SCABREZZA DEL
TUBO FINITO
• Il risanamento CIPP permette il transito in curve, deformazioni, scavernamenti, anche in presenza di acqua di falda. In sostanza
è più adatto a relining di tubazioni non trattabili preliminarmente in modo impegnativo o con percorso non perfettamente rettilineo.
PRESSIONE FINO A 30 Bar
TUBAZIONE ESISTENTE
RESINA
ACQUA E
GAS
TESSUTO TUBOLARE
SENZA CUCITURE
RIVESTIMENTO PE 1.0 mm
PRESSIONE FINO A 30 Bar
RIVESTIMENTO
TUBOLARE
TESSILE
RESINA
TUBO
AMMALORATO
3-4 mm
PRESSIONE e GRAVITA’ STRUTTURALE
TUBAZIONE ESISTENTE
RESINA CATALIZZANTE
FELTRO POLIESTERE O VETRO
ACQUA o
FOGNATURA
TESSUTO TUBOLARE IN VETRO
O CARBONIO O ALTRO
RIVESTIMENTO PE 1.0 mm
FIBRA DI VETRO O KEVLAR
PRESSIONE/GRAVITA’ STRUTTURALE
RIVESTIMENTO
TUBOLARE DI
FELTRO
E
VETRO O ALTRO
IMPREGNATI
CON RESINA
INDURENTE
EPOSSIDICA O
POLIESTERE O
VINILESTERE
4-15 mm
FOGNATURA GRAVITA’ STRUTTURALE
TUBO OSPITE
PRELINER
FOGNATURA
COMP. VTR
RESINA
POLIESTERE
STRUTTUALE PER GRAVITA’
RIVESTIMENTO
TUBOLARE DI
FELTRO
IMPREGNATO
CON RESINA
TERMOINDURENTE
VINILESTERE O
POLIESTERE O
EPOSSIDICA
da 4 mm
LINER CON COATING SPESSO: GARANZIA DI
DURATA NEL TEMPO
IDROAMBIENTE esegue, in Italia, test
di verifica e di sperimentazione da
anni, provando resine, liner, e nuovi
compositi da utilizzare nei progetti di
relining. L’ufficio ingegneria interno ha
acquisito ingenti esperienze dirette e
documentali grazie alla collaborazione
scientifica con importanti partner
mondiali.
L’inversione ad aria, in virtù della forza di spinta disponibile con le
macchine autoprodotte e della assenza di peso del fluido, ha la
capacità di invertire liner anche molto «rigidi». Idroambiente ha
puntato molto sulla possibilità di inversione di liner con rivestimento
(coating) molto spesso e particolarmente robusto. Ne consegue che
ha finalizzato l’obiettivo di un prodotto estremamente sicuro in caso di
collasso strutturale (vedi effetto ponte foto sopra) e di resistenza
all’abrasione di solidi sospesi in acque fognarie (sabbia, ghiaia, ecc).
Idroambiente utilizza tipicamente liner
con coating in PEBD per ottimizzare
al massimo la resistenza chimica e
all’abrasione del manufatto.
SOLO LINER
Sollecitazioni simulate di un liner soggetto a carico
verticale tipico delle condotte per gravità.
La sezione trasversale di liner a lato, è soggetta a
compressione e trazione sulle due faccie interna
Sotto, distribuzione radiale delle forze di un collassamento verticale e a lato la deformazione iniziale del liner
soggetto alle forze in simulazione.
LINER INCOLLATI, UN PASSO IN PIU’
Come è possibile notare nel
disegno a lato, un liner legato al
tubo è tendenzialmente soggetto
solo a trazione, mentre sulle
spalle (ore 3 e 9) lavorerà solo in
compressione sostenendo la
struttura con leva favorevole..
TERMINALI DEI LINER: LA DIFFERENZA
TERMINALI DEI LINER: GLI ALLACCIAMENTI
RISANAMENTO C.I.P.P. IN CANTIERE
Idrodisincrostazione ad alta pressione per preparazione tubo a
relining con «incollaggio». Idroambiente ha realizzato un
impianto con :
• pressione massima 1500 Bar,
• Lunghezza massima tubo 400 m (con 1000 Bar ugello)
• Velocità di lavoro con 2% incrostazione ossidi: 1m/min
Relatore: Stfano Dini Dir. Tecnico Idroambiente
RISANAMENTO C.I.P.P. IN
CANTIERE
RISANAMENTO C.I.P.P. IN
CANTIERE
RISANAMENTO
C.I.P.P. IN
CANTIERE
Relatore: Stefno Dini Dir. Tecnico Idroambiente
RISANAMENTO C.I.P.P. IN
CANTIERE
RISANAMENTO C.I.P.P. IN
CANTIERE
RISANAMENTO C.I.P.P. IN
CANTIERE
RISANAMENTO C.I.P.P. IN
CANTIERE
Relatore: Stefano Dini Dir. Tecnico Idroambiente
RISANAMENTO C.I.P.P. IN
CANTIERE
RISANAMENTO C.I.P.P. UV
IN CANTIERE
RISANAMENTO C.I.P.P. IN
CANTIERE
RISANAMENTO C.I.P.P. IN
CANTIERE
RISANAMENTO C.I.P.P. IN
CANTIERE
IN PRATICA IL RISANAMENTO DI
CONDOTTE INTERRATE MEDIANTE
LA TECNICA C.I.P.P. UTILIZZANDO
GUANE COMPOSITE INVERTITE O
TRAINATE PERMETTE DI STAMPARE
UN NUOVO TUBO CON
RIDOTTISSIMO IMPATTO LOGISTICO
ED AMBIENTALE.
DOMANDE?