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

Budapest: «Strappato»

L’uomo che esce dalla terra.

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.

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.

EN 12889:2000 Trenchless construction and testing of drains and sewers

EN 13566:2002 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 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

IL RINNOVAMENTO C.I.P.P.

Insieme delle normative riconosciute dalla Commissione Tecnica Permanente

di Italian Association Trenchless Technology

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. ?

Viabilità locale

Rumore

Danni economici

Disagio cittadinanza

Fuori servizio

Rischi

Oneri assicurativi

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.

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

E RESINA

POLIESTERE /

VINILESTERE

ARIA

E RESINA EPOSSIDICA

•LUNGHE DISTANZE DI

RELINING

•PPOSSIBILI GRANDI

DIAMETRI

•POSSIBILI FORTI SPESSORI

DEL COMPOSITO FINALE

•BASSO COSTO RESINA

•MAGGIORE SICUREZZA CON

ACQUA DI FLADA

•NESSUN RITIRO

DIMENSIONALE DEL LINER

•PASSAGGIO DI CURVE

•MAGGIORE ADEGUAMENTO

ALLA SEZIONE

•NESSUNA EMISSIONE IN

AMBIENTE

•POSSIBILE INCOLLAGGIO AL

TUBO

•LIMITATA LOGISTICA DI

SUPERFICIE

UV

E RESINA

POLIESTERE

•VELOCITA’ DI POSA

•FORTE RIGIDITA’ FINALE DEL

COMPOSITO

•CONTROLLO QUALITATIVO

SEMPLIFICATO

•SEMILAVORATO DURABILE

Structural classification of pressure pipe liners – UNI EN ISO 11295

IL PERCORSO NORMATIVO GENERALE C.I.P.P.

L’ulteriore suddivisione strutturale non ufficiale del Close-fit

Close fit adhesive Close fit

AMBITI

INDICATIVI

DI

UTILIZZO

C.I.P.P.

Acqua UV aria

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

H2O MP

Rivestimento

poliurea

Disinc. meccanica

H2O HP

Pig

AMBITI INDICATIVI DI ATTIVITA’ ACCESSORIE

Isp CCTV

Interazione tra relining CIPP e altre attività correlate come disincrostazione, ispezione (100%), rivestimento chimico.

PROGETTAZIONE DEL RELINING CIPP

PROGETTAZIONE DEL RELINING

CLASSE DI CARICO DEL

RELINING E/O PRESSIONE NOMINALE

(strappo)

IMPERMEABILITA’ LINER E

TERMINALI E ALLACCIAMENTI

LOGISTICA DI SUPERFICIE E

OPERE PRELIMINARI NEL

TUBO

PORTATA E/O SCABREZZA DEL

TUBO FINITO

TEMPISTICA DI GESTIONE FLUSSI

DELLE ACQUE

CAPACITA’ DI ADATTAMENTO STRUTTURALE

(SISMICO, TRAFFICO, LAVORI

VICINI, ECC)

LIVELLO FALDA PREMENTE O CONDIZIONI DI

DEFORMAZIONE TUBO, ECC

POSTULATI DI PROGETTAZIONE PER RELINING CIPP (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 (Gauckler-

Strickler)

• 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.

• 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.

TUBAZIONE ESISTENTE

RESINA

TESSUTO TUBOLARE SENZA CUCITURE

PRESSIONE FINO A 30 Bar

RIVESTIMENTO PE 1.0 mm

ACQUA E

GAS

RIVESTIMENTO

TUBOLARE

TESSILE

RESINA

TUBO

AMMALORATO

3-4 mm

PRESSIONE FINO A 30 Bar

RESINA CATALIZZANTE

FELTRO POLIESTERE O VETRO

FIBRA DI VETRO O KEVLAR

TUBAZIONE ESISTENTE

TESSUTO TUBOLARE IN VETRO O CARBONIO O ALTRO

PRESSIONE e GRAVITA’ STRUTTURALE

RIVESTIMENTO PE 1.0 mm ACQUA o

FOGNATURA

4-15 mm

RIVESTIMENTO

TUBOLARE DI

FELTRO

E

VETRO O ALTRO

IMPREGNATI

CON RESINA

INDURENTE

EPOSSIDICA O

POLIESTERE O

VINILESTERE

PRESSIONE/GRAVITA’ STRUTTURALE

FOGNATURA GRAVITA’ STRUTTURALE

FOGNATURA

TUBO OSPITE

PRELINER

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?