Calcolo idraulico
Drenare correttamente le acque piovane non è più solo una necessità tecnica, ma una vera e propria sfida progettuale, accentuata dai cambiamenti climatici e dall’intensificarsi dei fenomeni meteorologici estremi.
Oggi, la regimazione delle acque meteoriche è parte integrante nella progettazione di opere pubbliche – come strade, porti e aeroporti – ma anche di contesti privati, dai parchi ai centri residenziali e commerciali.
In base al luogo di installazione, la norma tecnica di riferimento EN 1433 definisce quali canali utilizzare in base alla destinazione d’uso e ai carichi previsti (dal traffico pedonale fino ai mezzi aeroportuali). Tuttavia, capire quale sezione scegliere e come gestire lo scarico delle acque all’interno della rete di drenaggio richiede competenze specifiche e strumenti di calcolo avanzati.
L’approccio tecnico: come si calcola la portata idraulica
La portata idraulica (Q), espressa in litri al secondo (l/s), rappresenta la quantità d’acqua che attraversa il canale. Questa portata varia nello spazio in funzione delle immissioni di portata (pioggia) e degli scarichi. Le immissioni generalmente sono distribuite lungo la lunghezza del collettore in funzione dell’area del bacino afferente, della pluviometria locale e delle caratteristiche di assorbimento delle superfici di scolo, mentre le sezioni di scarico, in corrispondenza delle quali l’efflusso si suppone libero, possono essere introdotte in uno o più punti lungo il collettore.
I canali di raccolta delle acque meteoriche sono dimensionati e verificati risolvendo le equazioni che esprimono la conservazione della massa, dell’energia e della quantità di moto, in ipotesi di moto stazionario e fluido incomprimibile che assumono la seguente forma:
nella quale s (m) è la coordinata longitudinale che percorre il singolo tratto di canale nel verso della portata stessa e q (l/s/m) è la portata distribuita che si assume fluisca al suo interno.
Un parametro fondamentale nel calcolo è la scabrezza del materiale: maggiore è l’attrito interno del canale, maggiore sarà la perdita di energia del fluido. Ecco perché la scelta del materiale costruttivo influisce direttamente sull’efficienza del sistema.
Il software Greenpipe per il dimensionamento idraulico
Per offrire uno strumento pratico, preciso e scientificamente validato, Greenpipe ha sviluppato – in collaborazione con l’Università di Padova – un modello per il calcolo della portata idraulica e il dimensionamento delle reti di drenaggio.
A partire dai dati forniti dal cliente – dimensione dell’area scolante da trattare, lunghezza della tratta dei canali, tipo di superficie, precipitazione (frutto di studio idrologico precedente), pendenze, eventuali immissioni a monte – il nostro team è in grado di calcolare il grado di riempimento massimo del canale in % rispetto all’altezza della sezione, l’andamento della portata, della velocità della corrente e dello sforzo tangenziale al fondo “τ”.
Il tutto restituito sotto forma di grafici, per una lettura chiara e immediata.
Per uno stesso “studio” possono coesistere diverse soluzioni progettuali valide: da canali di sezione minore con più scarichi distribuiti, fino a canali più grandi con uno scarico finale.
La scelta dipenderà sia da considerazioni tecniche legate alla velocità dell’acqua all’interno del canale (che deve restare entro determinati limiti) ed allo sforzo tangenziale al fondo (che è la misura della capacità auto-pulente della canaletta,, sia da considerazioni economiche e sia da specifiche peculiarità di ogni progetto.
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