Dimensionamento di un sistema di drenaggio: il nuovo modello di calcolo firmato Greenpipe

Drenare le acque piovane è una necessità nota, evolutasi nel corso del tempo a causa delle variazioni climatiche e dei loro effetti sulla nostra vita. La regimazione delle acque meteoriche attraverso l’utilizzo dei canali di drenaggio è diventata, quindi, parte integrante della progettazione di opere pubbliche (strade, porti, aeroporti) e private (parchi, centri residenziali o commerciali).

In base al luogo di installazione, la norma tecnica di riferimento EN1433 spiega che tipo di canali utilizzare in funzione dei carichi di esercizio (da pedonali ad aeroportuali). Ma come scegliere quale sezione utilizzare? Come gestire le acque una volta canalizzate all’interno della rete di drenaggio, ovvero come scaricarle verso il recettore finale?

La portata Q che fluisce lungo un canale è espressa in l/s, è costante nel tempo mentre 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.

Senza sviluppare il discorso dal punto di vista matematico, è utile sottolineare come un importante parametro che influenza il risultato è il materiale di cui è composto il canale. La sua scabrezza, infatti, determina la quantità di energia dissipata dal fluido durante il moto.

Un nuovo software per il dimensionamento dei sistemi di drenaggio

Greenpipe srl ha sviluppato, in collaborazione con un’importante università italiana, un modello di calcolo per il dimensionamento e la verifica delle reti di drenaggio basato sui principi sopra citati.

Ricevendo dal cliente le informazioni necessarie – 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 – Greenpipe ne elaborerà i dati tramite il software restituendo 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” (sotto forma di grafici).

Per uno stesso “studio” possono coesistere differenti soluzioni per un corretto drenaggio delle acque: sezioni più piccole con molti scarichi o viceversa fino all’estrema soluzione di canale di dimensioni notevoli con scarico a fine tratta.
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, maggiore è lo sforzo tangenziale al fondo, maggiore è il diametro dei sedimenti che la corrente è in grado di mobilitare dal fondo, contrastando così il progressivo interrimento del canale), sia da considerazioni economiche e sia da specifiche peculiarità di ogni progetto.