L’ Allegato 4 alla Delibera del Comitato Interministeriale relativo alle “ Norme tecniche generali per la regolamentazione dell’installazione e dell’esercizio degli impianti di fognatura e depurazione” ri-porta le definizioni di un’usuale e ricorrente terminologia che verrà spesso richiamata nei paragrafi seguenti.
“Per impianto di fognatura si intende il complesso di canalizzazioni, generalmente sotterranee, atte a racco-gliere ed allontanare da insediamenti civili e/o produttivi le acque superficiali (meteoriche, di lavaggio, ecc.) e quelle reflue provenienti dalle attività umane in generale. Le canalizzazioni funzionano a pelo libero; in tratti particolari il loro funzionamento può essere in pressione (condotte di mandata da stazioni di sollevamento, attra-versamenti in sifoni, ecc.).
Una rete di fognatura può essere a sistema misto quando raccoglie nella stessa canalizzazione sia le acque di tempo asciutto, che quelle di pioggia, ed a sistema separato se le acque reflue vengono raccolte in una apposita rete distinta da quella che raccoglie le acque superficiali.
Le canalizzazioni, in funzione del ruolo che svolgono nella rete fognaria, sono distinte secondo la seguente termi-nologia:
° fogne: canalizzazioni elementari che raccolgono le acque provenienti da fognoli di allacciamento e/o da caditoie, convogliandole ai collettori;
° collettori: canalizzazioni costituenti l’ossatura principale delle rete che raccolgono le acque provenienti dalle fogne e, allorché conveniente, quelle ad essi direttamente addotte da fognoli e/o caditoie. I collettori a loro volta confluiscono in un emissario;
° emissario: canale che, partendo dal termine della rete, adduce le acque raccolte al recapito finale.
1) Le canalizzazioni fognarie e le opere d’arte connesse devono essere impermeabili alla penetrazione di acque dall’esterno e alla fuoriuscita di liquami dal loro interno nelle previste condizioni di esercizio. Le sezioni prefabbri-cate devono assicurare l’impermeabilità dei giunti di collegamento e la linearità del piano di scorrimento. La impermeabilità del sistema fognario deve essere attestata da appositi certificati di collaudo.
2) Le canalizzazioni e le opere d’arte connesse devono resistere alle azioni di tipo fisico, chimico e biologico eventualmente provocate dalle acque reflue e/o superficiali correnti in esse. Tale resistenza potrà essere assicu-rata sia dal materiale costituente le canalizzazioni, che da idonei rivestimenti. L’impiego del materiale di rivesti-mento e delle sezioni prefabbricate è ammesso solo su presentazione di apposita dichiarazione di garanzia, debi-tamente documentata, della ditta di fabbricazione. Le canalizzazioni costituite da materiali metallici devono, inol-tre, risultare idoneamente protette da eventuali azioni aggressive provenienti sia dall’esterno, che dall’interno delle canalizzazioni stesse. Il regime delle velocità delle acque nelle canalizzazioni deve essere tale da evitare sia la formazione di depositi di materiali, che l’abrasione delle superfici interne. I tempi di permanenza delle acque nelle canalizzazioni non devono dare luogo a fenomeni di settizzazioniI delle acque stesse.
3) Manufatti di ispezione devono di norma essere previsti ad ogni confluenza di canalizzazione in un’ altra, ad ogni variazione planimetrica tra due tronchi rettilinei, ad ogni variazione di livelletta ed in corrispondenza di ogni opera d’arte particolare. II piano di scorrimento nei manufatti deve rispettare la linearità della livelletta della canalizzazione in uscita dai manufatti stessi. I manufatti di cui sopra devono avere dimensioni tali da consentire l’agevole accesso al personale addetto alle operazioni di manutenzione e controllo. Lungo le canalizzazioni, al fine di assicurare la possibilità di ispezione e manutenzione, devono disporsi manufatti a distanza mutua tale da permettere l’agevole intervento del personale addetto.
4) Le caditoie devono essere munite di dispositivi idonei ad impedire l’uscita dalle canalizzazioni di animali vettori e/o di esalazioni moleste. Esse devono essere disposte a distanza mutua, tale da consentire la veloce evacuazione nella rete di fognatura delle acque di pioggia e comunque in maniera da evitare ristagni di acque sulle sedi stradali o sul piano di campagna.
5) Tutti gli allacciamenti previsti alle reti pubbliche devono essere muniti di idonei manufatti, le cui dimensioni ed ubicazione devono permettere una agevole ispezionabilità al personale addetto alle operazioni di manutenzione e controllo
6) Gli scaricatori di piena da reti di tipo misto devono essere dimensionati in modo tale da assicurare che le acque scaricate presentino una diluizione compatibile con le caratteristiche e con l’uso del ricettore. I rapporti di dilui-zione e le modalità di scarico verranno stabiliti dagli Enti competenti alla autorizzazione allo scarico.
7) Le stazioni di sollevamento devono essere sempre munite di un numero di macchine tale da assicurare una adeguata riserva. I tempi di attacco e stacco delle macchine devono consentire la loro utilizzazione al meglio delle curve di rendimento ed al minimo di usura, tenendo conto che i periodi di permanenza delle acque nelle vasche di adescamento non determinino fenomeni di setticizzazione delle acque stesse. Le stazioni di sollevamento de-vono essere munite o collegate ad idonei scaricatori di emergenza, tali da entrare autonomamente in funzione in caso di interruzione di fomitura di energia. Qualora per ragioni planoaltimetriche non risulti possibile la installa-zione di scaricatori di emergenza, le stazioni di sollevamento devono, in aggiunta alla normale alimentazione di energia, essere munite di autonomi gruppi energetici, il cui stato di manutenzione deve essere attestato dalle annotazioni riportate su apposito registro. Autonomi gruppi energetici devono, inoltre, essere previsti in tutti quei casi in cui il ricettore – dove potrebbe sversare lo scarico di emergenza – è sottoposto a particolari vincoli.
8) La giacitura nel sottosuolo delle reti fognarie deve essere realizzata in modo tale da evitare interferenze con quella di altri sottoservizi. In particolare le canalizzazioni fognarie devono sempre essere tenute debitamente distanti ed al di sotto delle condotte di acqua potabile. Quando per ragioni planoaltimetriche ciò non fosse possi-bile, devono essere adottati particolari accorgimenti al fine di evitare la possibilità di interferenze reciproche.
9) Lo studio di una rete di fognatura deve sempre riferirsi per gli elementi di base (previsioni demografiche ed urbanistiche, dotazioni idriche, dati pluviometrici, tipologia portata e qualità dei liquami, etc.) a dati ufficiali o comunque resi tali da apposita dichiarazione delle competenti Autorità.
10) La scelta del tipo di materiale delle canalizzazioni deve essere effettuata sulla base delle caratteristiche idrau-liche, della resistenza statica delle sezioni, nonché in relazione alla tipologia ed alla qualità dei liquami da convo-gliare. Le canalizzazioni devono essere sempre staticamente verificate ai carichi esterni permanenti ed accidentali, tenendo conto anche della profondità di posa e delle principali caratteristiche geotecniche dei terreni di posa e di ricoprimento.
11) L’ente gestore della fognatura deve predisporre un idoneo programma di interventi di manutenzione ordinaria e straordinaria della rete di fognatura gestita. Tale programma deve, in particolare, definire gli intervalli di tempo entro i quali effettuare le normali operazioni di spurgo della rete nonché le verifiche concernenti sia le condizioni statiche dei manufatti e lo stato di usura dei rivestimenti. L’attuazione di detto programma deve risultare da specifiche annotazioni da riportarsi su apposito registro. L’ente gestore deve, inoltre, disporre di una planimetria quotata sviluppata in una scala adeguata per permettere la chiara individuazione della rete fognante gestita. La stessa planimetria deve riportare lo schema della rete di distribuzione dell’acqua potabile. La planimetria di cui sopra deve risultare costantemente aggiornata.
IRistagno e putrefazione con conseguenti infezioni
Gerarchicamente, procedendo dagli allacci dei privati e dalle caditoie stradali fino a giungere, dopo opportuni trattamenti, al recapito finale di restituzione delle acque reflue in un recettore naturale, si distinguono:
° fognoli di allacciamento : di dimensione non inferiore a 200 mm, consentono la immissione in rete degli scarichi domestici, dei servizi pubblici e delle acque meteoriche raccolte dalle caditoie stradali.
° canali di fogna : costituiscono la rete ramificata aperta che percorre tutte le strade del centro abitato, eccettuate quelle servite dai collettori principali .
° collettori principali : canalizzazioni a servizio di vaste aree.
° collettori emissari : grandi canali che, raccolte le portate dai collettori principali, provvedono all’allontanamento delle acque attraverso gli scaricatori di piena: le portate nere, raccolte nel canale allacciante, vanno all’impianto di depurazione mentre le portate meteoriche vengono reim-messe al recettore con canali fugatori.
Le reti di fognatura sono, in genere, del tipo ramificato aperto.
Il funzionamento idraulico è a superficie libera, pur non mancando esempi di reti progettate anche per il funzionamento in pressione. Con specifico riferimento all’origine delle acque raccolte e traspor-tate, le reti di fognatura vengono classificate in:
a.reti di fognatura a sistema unitario
Raccolgono e convogliano le acque pluviali e le acque reflue con un unico sistema di canalizzazioni. In questi sistemi i collettori sono dimensionati in funzione delle portate meteoriche conseguenti al- l’evento di pioggia in progetto. Questa portata è nettamente maggiore (centinaia di volte) della por-tata delle acque reflue e poiché l’impianto di depurazione è dimensionato con valore di poco superiore alla portata nera (portata nera diluita con rapporto di diluizione da 1- a 4), il supero dovrà essere scaricato direttamente nel mezzo recettore con opportuni manufatti detti scaricatori di piena. L’ubi-cazione di questi dispositivi è consigliabile ogni qual volta sia possibile lo scarico diretto nel recettore (scarichi di alleggerimento) e comunque all’ingresso del depuratore. In questi sistemi il lavaggio della fognatura è legato al regime pluviometrico, pertanto nei periodi di secca l’esigua portata nera deflui-sce con velocità molto bassa con conseguente sedimentazione dei solidi e l’innesco di fenomeni pu-trefattivi. In seguito si chiarirà meglio questo aspetto e si descriveranno le soluzioni possibili per la risoluzione del problema.
b.reti di fognatura a sistema separato
Le acque reflue vengono raccolte e convogliate con un sistema di canalizzazioni distinto dal sistema di raccolta e convogliamento delle acque pluviali. La dimensione dei collettori delle acque pluviali è praticamente identico a quello della corrispondente rete unitaria, mentre la rete nera è caratterizzata da spechi di modeste dimensioni. Generalmente la rete pluviale scarica direttamente nel mezze re-cettore; oggi, dal punto di vista ambientale, si tende a separare le portata di prima pioggia che, soprattutto dopo un lungo periodo di siccità, presenta elevati contenuti inquinanti a seguito del lavaggio delle superfici stradali . Il sistema separato garantisce una portata nera pressoché costante all’impianto di depurazione però, data la limitata quantità, può creare problemi di smaltimento della parte solida, soprattutto nei tratti pianeggianti, per mancanza del lavaggio operato della portata pluviale.
Non esistono ragioni di validità di un sistema rispetto all’altro.
Dal punto di vista igienico-sanitario entrambi i sistemi presentano il limite di non consentire il com-pleto conferimento del carico inquinante, raccolto dalla fognatura, all’impianto di trattamento finale. Nel sistema separato, privo di separatori di prima pioggia, le acque di lavaggio delle strade sono scaricate dai collettori pluviali, senza trattamento, nei recettori. Nel sistema misto , durante eventi tenui di pioggia, che attivano gli scaricatori di piena con gradi di diluizione poco superiori alla norma, una parte del carico inquinante connesso alle portate nere è sversato direttamente nel recettore senza trattamento. Infine costatato che l’inquinamento delle acque di prima pioggia è causato prin-cipalmente dal dilavamento delle superficie pavimentate (strade e piazze), nella realizzazione di nuove reti di fognatura, in entrambi i sistemi, si tende a isolare, a monte dell’immissione nella rete, le acque di pioggia intercettate e raccolte dai tetti e convogliarle verso il recettore più vicino, su terreni permeabili o, attraverso pozzi perdenti, direttamente nella falda.
Le esigenze della raccolta ed allontanamento delle acque nere e delle bianche sono diverse e possono portare a situazioni fra loro inconciliabili che rendono obbligata la scelta del sistema separato:
Le acque nere :
impongono : profondità di posa al disotto della rete idrica;
pendenza sufficiente per un continuo deflusso
ammettono : sollevamento meccanico caratterizzato da portate esigue e basse prevalenze.
Le acque bianche :
impongono : funzionamento a gravità (fatta l’unica eccezione del recettore a quota maggiore della
sezione terminale dell’emissario)
ammettono : posa superficiale (al limite pendenze naturali del reticolo idrografico)
basse pendenze
Tipologia delle reti di fognatura
Le reti di fognatura, come già detto, sono costituite da canali chiusi funzionanti a superficie libera. L’andamento plano-altimetrico delle reti, pertanto, risulta strettamente connesso alla morfometria dei luoghi ed alla natura ed ubicazione del mezzo ricettore finale; in funzione delle differenti realtà, originano due schemi elementari o di base, perpendicolare ed a ventaglio, che potendo coesistere tra loro realizzano schemi multipli: longitudinale, a terrazze e radiale .
a – Schema perpendicolare: i collettori principali, disposti sulle linee di massima pendenza, con-fluiscono nell’emissario che scorre parallelamente al mezzo recettore fino all’impianto di depura-zione.
> con sistema misto, con scaricatori di piena al termine dei collettori principali;
> con sistema separato, con i collettori pluviali che sversano direttamente nel recettore ;
> con sistema separato e separatori di prima pioggia ubicati al termine dei collettori pluviali ed in prossimità dell’e-missario.
b – Schema a ventaglio : i collettori principali, che raccolgono le reti dei bacini secondari, conflui-scono in un unico punto dal quale inizia l’emissario verso l’impianto di trattamento. Se il sistema è misto in questo punto verrà posizionato lo scaricatore di piena.
c – Schema a terrazze: l’orografia del territorio impone la realizzazione di sottobacini indipendenti tra di loro. Ognuno di essi è a servizio della propria zona posta a quota diversa e dotata di una pro-pria ed autonoma configurazione
d – Schema radiale : Il centro da servire risulta suddiviso in più settori ognuno con rete di fogna-tura propria e con distinto recapito finale. Lo schema è tipico di città collinari con impluvi che con-vogliano verso bacini distinti
