Le reti di fognatura sono progettate per funzionare a gravità con flusso a superficie libera. Situazioni topografiche locali impongono, a volte, la realizzazione di impianti di sollevamento.
La natura delle acque trasportate e la forte variabilità delle portate pongono particolari problemi alla progettazione di un impianto di sollevamento, sia nei riguardi del macchinario (tipo e numero di pompe), sia relativamente al volume ed alla geometria ottimale della vasca di aspirazione.
L’ impianto va dimensionato in funzione della portata massima da sollevare, ma, data la forte varia-bilità delle portate, la portata totale va ripartita su più pompe funzionanti in parallelo. (Figura 30). Le pompe debbono essere istallate con la girante sommersa, sempre sotto battente, condizione che garantisce l’immediato avvio del sollevamento.La condotta di mandata, in corrispondenza del funzionamento di una sola pompa, deve essere per-corsa dal flusso con velocità non inferiore ad 1 m/s per evitare la sedimentazione e l’accumulo delle sostanze solide presenti nei liquami.
Le pompe centrifughe per acque nere sono speciali, caratterizzate dalla particolare geometria della girante che è di tipo aperto e che consente il passaggio di corpi di notevoli dimensioni. Inoltre possono essere provviste di valvola a forte getto per la pulizia del pozzo. All’avvio della pompa la valvola è aperta ; la contropressione nella tubazione provoca un getto che genera un moto rotatorio che porta in sospensione fanghi e materiali sedimentati . Dopo qualche secondo la valvola si chiude.
L’installazione della macchina è generalmente fissa all’interno del pozzo (Figura 92 a); possono anche realizzarsi installazioni portatili (b) o fisse, ma in camera a secco (c).
La dimensione del pozzo dovrebbe essere la minore possibile sia per ridurre i costi e sia per mante-nere meno possibile il liquame stagnate; è ovvio che il volume minimo è funzione sia dal numero delle macchine e sia dalla durata del sollevamento. Premesso che questo non è continuo il solleva-mento sarà regolato dal numero di avviamenti che l’elettropompa può subire nell’arco di un’ora.
Nelle pause il liquame, solo acque nere nel sistema separato o diluito nel sistema unitario, si raccoglie nel pozzo fino a raggiungere un livello massimo, regolato da un interruttore a bulbo di mercurio i rinchiuso in un involucro impermeabile galleggiante.
Questo è sospeso all’altezza voluta tramite il cavo elettrico che lo collega al quadro di avviamento dell’elettropompa. Man mano il volume diminuisce riportando il livello al valore minimo, anche questo regolato da un altro interruttore a mercurio che chiude il circuito e spegne l’elettropompa. Successi-vamente ha inizio un nuovo ciclo.
I principi da adottare nella progettazione di un pozzo sono illustrati in manualiVIII contenenti regole pratiche frutto di una estesa serie di dati acquisiti con test su modelli in scala. Per la progettazione di pozzi da due a quattro pompe si farà riferimento a pozzi standard Flygt (Figura 95)
VIII American Hydraulic Institute e British Hydromechanics Research Association
Le dimensioni planimetriche del pozzo vengono ricavate da un nomogramma in funzione della por-tata nominale di una pompa che funzioni da sola. Per portate al disotto di 100 l/s le dimensioni vengono lette direttamente sull’asse delle ascisse.
Quando vengono realizzati progetti fuori dello standard è necessario eseguire prove di funzionalità su modello idraulico in scala ridotta, al fine di ottimizzare il flusso verso le pompe , l’eliminazione di vortici e di aria in prossimità dell’aspirazione.
Determinazione del Volume di sollevamento
Come detto precedentemente il volume utile del pozzo, compreso tra il livello massimo di avviamento
ed il livello minimo di arresto, è funzione della portata nominale Q1 e del massimo numero massimo
z di avviamenti orari delle elettropompe.
Nel caso di una sola macchina per Qi (portata in ingresso)
si avrà un volume :
tempo di riempimento
Durante la vuotatura dovrà essere sollevato oltre il
volume V un incremento ∆V = [Qp– Qi] Tv
Tv, tempo di vuotatura 
La durata di un ciclo è Tk= Tr+ Tv
Il tempo minimo di un ciclo è determinato dal numero massimo di avviamenti Z della pompa (
accettabili per il motore ed il suo sistema di raffreddamento). Per qualsiasi portata di ingresso Qi il
ciclo più breve si verifica quando Qi = 0,5 Qp ed il volume richiesto è pari
Nel caso di due macchine Tk è minimo quando
Qi = Qp1+ 0,5 Qp1
da cui Qp1=Qp2=2/3 Qi
mentre il volume richiesto è
Vtot =V1 + ∆ h x S
essendo :
V1 = volume utile richiesto da una elettropompa
S = superficie della vasca
∆h = differenza tra i livelli di avvio ed arresto , generalmente 30 cm.
Nel caso di stazione equipaggiata con n elettropompe uguali che si avviano in sequenza all’aumentare
del livello e, sempre in sequenza, si staccano al diminuire del livello, il volume totale richiesto è dato
dall’espressione:
Vtot = V1 + ( n -1) x ∆h x S
Dimensionamento pozzetto di sollevamento
Dimensionare una stazione di pompaggio per una portata in ingresso Qi=58 l/s e prevalenza 5 metri. Volendo utilizzare due elettropompe identiche , la portata nominale di ciascuna macchina sarà: Qp1=Qp2=2/3 Qi >> Qp1=Qp2=2/3* 58 = 38,6 l/s
Per la portata nominale e la prevalenza resta definita l’elettropompa LT 04
Scelto il tipo di elettropompa, dai dati di targa, si rileva che il numero di avviamenti /ora è z=15
Inoltre è possibile definire le dimensioni della macchina
Con la portata nominale di una pompa viene dimensionata la base del pozzo . Poiché questa è minore di 100 l/s le dimensioni minime vengono lette in corrispondenza dell’ascisse
La superficie in pianta risulta : S=2,60*1,35=3,50 m2 ;
il volume totale è espresso dalla relazione: Vtot = V1 + (n -1) x ∆h xS
in cui 
e pertanto
Essendo il livello minimo di aspirazione pari a 0,43m
l’avviamento della prima elettropompa sarà posto a
quota + 1,40 m dal fondo del pozzo ; la quota di avvio della seconda pompa sarà
1,40 +∆h =1,40+0,30 =1,70 m.
Infine la quota di arresto della prima macchina sarà
pari all’altezza minima di aspirazione 0,43 m e la seconda sarà 0,43+ ∆h =0,73 m.
Impianti di sollevamento di acque bianche
Nei casi in cui il collettore emissario sia posto a quota inferiore del mezzo recettore è indispensabile il ricorso ad impianti di sollevamento caratterizzati da elevata portata e bassa prevalenza. Questi tipi di impianti vengono comunemente chiamati idrovori dal nome delle elettropompe, idrovore, utiliz-zate per lo smaltimento di grandi volumi di acqua e basse prevalenze, generalmente H < 10 m).
Nella Figura 39 è raffigurato un impianto idrovoro caratterizzato da una idrovora ad asse verticale
con tubazione di scarico realizzata con un sifone “ a cavaliere dell’argine “ . A monte delle macchine sono presenti una griglia di protezione ed una paratoia di sezionamento, mentre a valle la condotta sfocia in una vasca di dissipazione che, nei periodi di magra del recettore, ha il compito di dissipare il contenuto energetico della portata in uscita dalla condotta ed evitare il disinnesco del sifone.
A seconda dell’ubicazione del recettore e del tipo di macchine sono possibili tre schemi più semplici sia dal punto di vista costruttivo che gestionale (Figura 99)
Nota la portata da esitare e la prevalenza la scelta delle macchine è legata passa attraverso una prima scelta attraverso diagrammi ” a mosaico” del tipo riprodotti nella Figura 40. Da questi è pos-sibile risalire al tipo di macchina che risponde a portata e prevalenza richiesti. Successivamente è possibile il dimensionamento della stazione di sollevamento, utilizzando soluzioni standard legate al numero delle macchine.
Il dimensionamento è molto simile a quanto già visto precedentemente per le stazioni di sollevamento delle acque nere. La particolarità costruttiva di queste idrovore fa sì che possano essere calettate all’interno di un tubo contenitore in acciaio (Figura 92) a stazione di sollevamento ultimata.
L’elettropompa poggia semplicemente su un anello alla base del tubo contenitore senza fissaggi per-tanto la macchina può essere rimossa agevolmente per la manutenzione. Anche per questi impianti sono possibili diverse tipologie; per ognuna di esse sono disponibili tabelle di dimensionamento.
L’afflusso dell’acqua verso la pompa deve essere uniforme in modo da evitare trascinamento di aria con conseguente innesco di vortici. Tra i criteri da adottare per la progettazione di un impianto, è importante la verifica del rapporto tra la sommergenza S ed il diametro D della condotta di aspirazione. (Figura 94)
