Le acque di pioggia sono generalmente raccolte con grondaie, che corrono lungo i bordi dei tetti, raccordate a tubazioni verticali, pluviali, che sversano nella rete di drenaggio.
Le acque di uso domestico vengono raccolte dai collettori di piano ed inviate alle colonne di scarico a servizio dell’intero edificio.
Nella Figura 1 è riprodotto lo schema com-pleto di fognatura domestica.
Tutti gli apparecchi domestici scaricano at-traverso sifoni per evitare il ritorno, nelle abitazioni, delle esalazioni delle fo-gne. Nell’impianto è anche presente la rete interna di ventilazione connessa alla colonna di areazione; tale sistema evita il di-sinnesco dei sifoni.
Le colonne di scarico sono realizzate con tubi di ghisa o di gres del diametro pari a 100-150 mm.
Per le condotte di scarico della rete interna si usano sempre più frequentemente materiali plastici.
I fognoli privati (corsetti) provvedono a recapitare le acque raccolte nella rete di fognatura pubblica.
Velocità limite
Il dimensionamento idraulico di una rete di fognatura si completa con le verifiche delle velocità limite
ammesse. Queste infatti, per fognature unitarie e per fognature nere, non debbono scendere al di
sotto di valori minimi, per evitare l’instaurarsi di condizioni favorevoli alla sedimentazione delle
sostanze trasportate.
Fenomeni di aggressione possono manifestarsi anche in presenza degli ordinari liquami domestici.
Ne è causa l’idrogeno solforato sviluppato nei processi metabolici di microrganismi anaerobici, il cui
habitat negli spechi è localizzato in prossimità della superficie libera per flusso di acque reflue, che
attaccano i solfati e le sostanze organiche contenenti zolfo presenti nei liquami. Nelle canalizzazioni
di fognatura il gas, idrogeno solforato, raggiunge le zone superiori aerate, ove, attraverso processi
metabolici sviluppati da specifici microrganismi aerobi (thiobacillus concretivorus), viene trasformato
in acido solforico, particolarmente aggressivo nei confronti dei calcestruzzi.
Il rischio potenziale di sviluppo dell’idrogeno solforato è legato al valore del BOD efficace, espresso
con la relazione:
con T, temperatura del liquame.
Noti questi valori è possibile definire i valori delle velocità di flusso critiche per lo sviluppo in fogna
di idrogeno solforato
Per indagare il rischio di sviluppo dell’idrogeno solforato nei canali di fognatura che convogliano liquami
domestici viene fatto riferimento alla formula “Z”
nella quale:
Bo è il valore del BOD5 a 20 oC, espresso in [g/m3]
i è la pendenza della canalizzazione q è la portata della canalizzazione, espressa in [l/s]
P è il perimetro bagnato L è la larghezza della superficie libera
Per valori di:
“Z” ≤5000 non si sviluppa idrogeno solforato.
“Z” = 7000 sono da attendersi attacchi di acido solforico sulle pareti delle canalizzazioni.
“Z” = 10000 si è in presenza di attacco marcato.
“Z” > 25000 si ha la completa distruzione degli spechi entro pochi anni dall’entrata in funzione.
Velocità minime di autolavaggio:
° Germania: vmin = 0,5 ÷ 0,6 m/s
° Metcalf ed Eddy :
vmin = 0,60 m/s per sistemi di fognatura separata
vmin = 0,75 m/s per sistemi di fognatura unitaria.
° La citata Circolare del Ministero dei Lavori Pubblici n. 11633 indica la velocità minima, riferita
alla portata nera media giornaliera: vmin = 0,50 m/s
Per fognature sia separate che unitarie, inoltre, le velocità non debbono superare prefissati valori massimi per evitare l’innesco e lo sviluppo di fenomeni erosivi dei materiali costituenti le canalizzazioni e gli spechi.
Velocità massima ammissibile:
° per spechi privi di rivestimento della cunetta con materiali lapidei o cotti : vmax = 2,40 m/s
° per portate massime fecali: vmax = 4,0 m/s
° per portate pluviali: vmax = 5,0 m/s
Il Lavaggio delle Fogne
Nei casi in cui le velocità minime non possono essere garantite, o per la bassa pendenza delle canalizzazioni o a seguito della necessità di contenere la velocità massima entro i limiti consentiti,
è necessario prevedere, nel sistema di drenaggio, apparecchi per le cacciate d’acqua al fine di spurgare
la fogna dai depositi e dai sedimenti di sostanze solide organiche ed inorganiche.
Le cacciate d’acqua sono richieste in tutti i rami estremi terminali della rete nei quali le portate sono minime e vengono smaltite con basse velocità anche in presenza di livellette con pendenza notevole.
Dato il potere di laminazione, correlato al funzionamento in moto vario a superficie libera delle
canalizzazioni di fognatura, l’efficacia delle cacciate risulta limitata a tratti di breve sviluppo.
In presenza di canali caratterizzati da limitata pendenza è necessario provvedere, oltre che alle
cacciate di testata, anche a cacciate di linea.
Per fogne di diametro D = 200 mm, con volumi di cacciata pari a 1200 litri e portate di cacciata
pari a 25 ÷ 30 l/s, l’efficacia del sistema di pulizia si esaurisce in 180 ÷ 240 m. Nel caso di pendenze
delle canalizzazioni superiori all’ 1% il volume di cacciata può scendere a 500 litri.
Per la determinazione del volume di cacciata Ω [m3] necessario per lo spurgo di un tratto di fogna
lungo L può farsi riferimento alla relazione
nella quale:
° Q0, è il valore della portata di cacciata [m3/s]
° V0, è il valore della velocità in moto uniforme, correlata alla portata Q0, velocità tale da
consentire lo spurgo della fogna
° hm, è l’altezza media [m] del flusso per portata Q0 .
Per garantire un efficiente spurgo della fognatura si devono assicurare dalle due alle tre cacciate giornaliere. Il lavaggio automatico è ottenuto con l’innesco di dispositivi a sifone (tipo Contarino,
tipo Milano, ecc.).
Nelle Figure 62 ÷ 64 sono riprodotti un pozzetto di cacciata di testata e di linea con istallato il
dispositivo Contarino.
Nel caso di fogne di grande dimensione le cacciate con i dispositivi indicati non sono realizzabili, data la connessa necessità di elevati volumi d’acqua per assicurare l’efficacia dell’intervento. Il la-vaggio in questi casi si effettua arrestando il flusso in fogna, sezionandola temporaneamente con l’ausilio di paratoie a funzionamento manuale ubicate in corrispondenza di pozzetti di ispezione.
L’interruzione del flusso causa l’invaso a monte della paratoia di volumi d’acqua che, nei tempi e nei modi opportuni, vengono istantaneamente liberati causando il lavaggio della fogna.
Se la sezione degli spechi è circolare lo spurgo può essere effettuato inserendo una sfera, pig, di diametro di poco inferiore al diametro della sezione della fogna.
Il dislivello causato dal rigurgito del flusso, all’interno del collettore, fa avanzare il pig assicurando lo spurgo.
La ventilazione delle fogne
All’interno dei canali di fognatura, anche in assenza di fenomeni putrefattivi, si sviluppano gas con-tenenti elevate concentrazioni di anidride carbonica. Nei casi di processi putrefattivi in atto, i gas sviluppati hanno anche cattivo odore e possono contenere metano, gas infiammabile ed in grado di formare, in presenza di aria ed in assenza di ventilazione, miscele detonanti.
La ventilazione delle fognature non viene realizzata con bocchette stradali, dati i fastidi che le esalazioni dei gas arrecherebbero alla popolazione. Alla ventilazione si provvede di regola attraverso le canne private, sia pluviali che fecali (Figura 68), prolungate fino alla copertura degli edifici, le quali disperdono nell’atmosfera i gas prodotti, mentre il rientro d’aria negli spechi è assicurato dalle bocchette stradali, escludendosi in tal modo la fuoriuscita da queste di cattivi odori.
