Dal magazine - edizione gennaio/febbraio 2024
Stefano Mambretti – Politecnico di Milano
Marco Cottino, Fernando Nuñez, Ivan Ronzoni – J+S Spa
Lo stato di ammaloramento delle condotte dei servizi idrici in Italia, sia a superficie libera sia in pressione, è tematica nota e comporta inefficienze di duplice natura: se per le reti di acquedotto la principale criticità è riscontrabile nella perdita di risorsa, i sistemi di collettamento fognari sono soggetti a problematiche strutturali e di tenuta, derivandone complicazioni ambientali ed energetiche (si pensi alle acque parassite).
La sostituzione delle tubazioni mediante sistemi tradizionali di posa a cielo aperto è spesso molto complessa, specie in contesti fortemente urbanizzati; le tecnologie no-dig, al contrario, permettono di limitare sensibilmente i movimenti terra.
La loro convenienza è immediata se si considerano gli impatti sulla viabilità e sul tessuto sociale, peraltro i costi attualizzati in progressiva decrescita prefigurano una tendenza di adozione via via maggiore nel tempo. Questo articolo tratta le tecnologie CIPP applicate al risanamento di condotte fognarie e – sulla base dell’esperienza maturata nelle fasi cantieristiche – intende fornire un inquadramento sulle attività di controllo in corso d’opera e sui test finali da eseguire a cura della Direzione Lavori (DL), mettendo in luce le principali criticità e i parametri che vanno monitorati per garantire la corretta esecuzione dei lavori.
Quadro normativo
Acronimo di Cured-In-Place-Pipe, la tecnica CIPP si pone nel contesto di riabilitazione delle tubazioni secondo quanto previsto dalle norme UNI EN 15885 e UNI EN ISO 11295, venendo designata come tecnologia renovation e classificata dal D.P.R. 207/2010 nella categoria OS35: interventi a basso impatto ambientale.
Il quadro normativo assoggettante un intervento CIPP è piuttosto articolato e riguarda tutte le sue fasi: dalla progettazione ai controlli in fase esecutiva. A quest’ultimo stadio si riferisce l’articolo, tralasciando l’elenco completo delle linee guida da adottare, le quali non presentano natura cogente salvo il rispettivo inserimento nel Capitolato Speciale d’Appalto.
È al contempo consuetudine riferirsi a più normative internazionali come l’americana ASTM F1216-21 e la tedesca DWA-A 143-2, unitamente alle italiane UNI 11681, UNI EN 1610, UNI EN 11295-1 e UNI EN 1401.
Prima della cantierizzazione
In merito allo Stato dei Luoghi, la configurazione della tubazione esistente costituisce particolare rilevanza. La condizione di parzialmente ovvero completamente deteriorata secondo ASTM F1216-21 e UNI 11681 o differentemente la categorizzazione secondo DWA-A 143-2 in stato I, II, III per ordine di progressivo ammaloramento è onere del progettista, tuttavia, è necessario che anche il DL verifichi specifici parametri della condotta a partire dai dati geometrici.
In particolare, il grado di ovalizzazione ωGR,v è fondamentale per il corretto inquadramento della tubazione che potrebbe essere assoggettata ad un regime di manutenzione ordinaria o straordinaria proprio in base a tale indice, con una differente trattazione progettuale e gestionale. Che si proceda tramite misurazione laser o analisi grafiche, è necessario che ωGR,v sia confacente all’elaborato di calcolo statico, pena il discostamento tra progetto e posa. A fronte di quanto esposto, si comprende come debba passare il minor quantitativo di tempo possibile fra indagini e lavori.
L’Accettazione Materiali riserva alcune peculiarità relativamente al liner stesso: questi deve essere conforme alle prescrizioni progettuali e a quanto riportato nella scheda tecnica del prodotto. Oltre a verificare che i parametri tecnico-meccanici siano confacenti al dimensionamento, il DL deve prestare particolare attenzione al modulo di elasticità flessionale a lungo termine EL,LT ed alla tensione ultima flessionale a lungo termine σbZ,LT, entrambi indispensabili ai fini statici.
Qualora i valori siano almeno pari a quelli esposti in progetto, e constatata la presenza dei certificati del materiale, esso può riscontrare accettazione, sempre prestando cautela a particolari condizioni di posa. Le rimanenti verifiche antecedenti i lavori non si discostano dalle casistiche operative usuali, anche per le verifiche contrattuali; di converso il DL deve accertarsi che il produttore del liner e le ditte esecutrici possiedano
la certificazione di Qualità Aziendale ISO 9001, l’accreditamento di Qualità Ambientale ISO 14001 e quanto eventualmente previsto nell’appalto.
Fase di posa
Gli elementi tecnici e organizzativi connessi a un cantiere con tecnologia CIPP che la DL deve attenzionare sono innumerevoli, alcuni dei quali basilari per la buona riuscita dell’intervento. Oltre a verificare la corretta dislocazione e dimensionamento dei bypass, è necessario predisporre attentamente la tubazione prima dell’inserimento del liner; onde evitare infatti che la successiva posa manifesti criticità significative, eventuali vuoti e/o allacci sporgenti devono essere rispettivamente colmati e fresati, testimoniando lo stato di fatto per mezzo di video-ispezioni.
Eseguite secondo la norma UNI EN 13508-2, queste non solo devono recare una qualità di ripresa idonea, ma anche un correlato report e un apposito file attestante l’operazione. Stante l’importanza del controllo, è immediato come il materiale ripreso debba corredare le indagini propedeutiche, la fase di pre-inserimento e lo stato finale di posa.
Con l’arrivo del liner in cantiere è fondamentale la presenza del relativo documento di accompagnamento, il quale deve riportare le caratteristiche geometrico-meccaniche del prodotto. Verificato che il materiale sia conforme secondo la norma a quanto prescritto nel progetto, esso può vedersi dichiarato idoneo dal DL che, dunque, ne deve autorizzare formalmente l’inserimento.
L’applicazione del liner e la fase di catalisi costituiscono l’aspetto più critico dell’intera operazione, differenziandosi peraltro in base al tipo di tecnologia impiegata; proprio in dipendenza da quest’ultima il DL deve sempre esaminare accuratamente il protocollo di installazione.
Dopo la posa
In seguito ai lavori di posa sono previsti campionamenti del liner in conformità alla norma UNI EN ISO 11296-4, così da verificarne le effettive prestazioni a seguito della catalisi.
Di natura alquanto delicata, il prelievo dovrebbe realizzarsi tramite una o più estrazioni dalla superficie interna a contatto con il tubo ospitante ovvero, nel tentativo di preservare la continuità del risanamento, da porzioni di liner ad ogni modo da rimuovere. I campioni acquisiti sono quindi testati al fine di indagare i principali parametri: modulo elastico e tensione flessionale ultima a breve termine, impermeabilità e spessore.
L’importanza di quest’ultimo nel prodotto finale è evidente e analogamente la tenuta idraulica del liner, d’altra parte verificata anche per mezzo di collaudi più classici sull’intero sistema risanato; per esperienza, tuttavia, le caratteristiche meccaniche costituiscono l’elemento più delicato della supervisione.
Essendo tali parametri fondamentali ne è richiesto un riscontro positivo, congiuntamente alla convalida dei test esposti fra cui la prova di flessione a tre punti; una volta ottenuti i certificati dai laboratori accreditati attestanti l’esito positivo di ogni test, il DL può attestare la conformità realizzativa del manufatto.
Altre verifiche
A prescindere da queste verifiche sempre necessarie, in caso di eventuali problematiche può essere indispensabile considerare altri dati che devono essere raccolti durante la fase di polimerizzazione, oppure disporre prove di maggiore approfondimento.
Ad esempio, durante la termocatalisi (tecnologie ad acqua o ad aria) devono essere registrate le curve di riscaldamento e di raffreddamento, onde poi condividerle con la DL.
Il comportamento a breve e lungo termine del prodotto finale dipende da questo processo, che, se non è correttamente portato a termine per tutta la lunghezza del condotto, può produrre problemi statici; un raffreddamento troppo repentino può difatti portare a rotture anche immediate.
La quantità di resina utilizzata deve collimare con quanto previsto dal produttore, nonché essere uniformemente applicata sull’intera superficie. Un impiego in misura inferiore – che può non infrequentemente riscontrarsi nel caso di impregnazione in cantiere – produce un manufatto recante minori prestazioni statiche rispetto alle prescrizioni progettuali, pertanto, è necessario che il DL confronti le quantità previste ed effettivamente utilizzate.
Una distribuzione scadente delle resine può inoltre provocare la presenza di microfori, la cui presenza è investigabile da opportuni laboratori certificati eseguenti analisi microscopiche in tal senso.
Qualora si tema che una partita del materiale sia inappropriata, è possibile condurre ulteriori prove di tenuta secondo UNI EN 805 in laboratorio e, allo stesso modo, disporre prove di scoppio; sulla base della corrispettiva pressione sono infatti determinabili le caratteristiche delle classi di carico dei condotti, applicando un opportuno coefficiente di riduzione.
