Tubi per Reti Fognarie

Per collegare i

• collegamento con manicotto;
• collegamento con saldatura.

Le linee guida riguardo alla produzione dei manicotti di giunzione sono dettate dalla norma UNI EN 13476-3. Polieco ha scelto di produrre il giunto per tubo con lunghezze notevolmente superiori a quanto previsto dalla normativa così da permettere l'inserimento di almeno 2-3 costole dei tubi per parte ed assicurare la coassialità delle tubazioni. In questo modo vi è anche la possibilità di inserire una seconda guarnizione per parte (fino al diametro DN/DI 800) al fine di avere un’ulteriore garanzia di tenuta idraulica.

Il giunto per tubo corrugato è prodotto in polietilene ad alta densità con la tecnica dello stampaggio ad iniezione fino al diametro DN/DE 630 e con lo stampaggio rotazionale a partire dal DN/DI 600. L'elemento geometrico determinante del manicotto è il diametro interno che deve essere congruente con il diametro esterno della tubazione.

Per garantire la tenuta del collegamento, si inserisce una guarnizione a corredo del manicotto per tubo. Quest’ultima può essere realizzata con diversi materiali ma quello migliore è l’EPDM in quanto presenta una resistenza alle sostanze chimiche presenti nei reflui fognari paragonabile a quella del polietilene. La guarnizione deve essere alloggiata tra le prime due costole che seguono la testata del tubo e presenta dal diametro DN/DE 200 al diametro DN/DI 600 una sezione simmetrica, in modo tale che l’operatore non possa commettere errori durante la fase di montaggio.

La particolare forma e posizione della guarnizione e la lunghezza del manicotto garantiscono che in fase di infilaggio la guarnizione non venga danneggiata né si possa verificare una deviazione angolare tale da causare deformazioni differenziate e quindi perdite. L'infilaggio deve avvenire previa lubrificazione dell'interno del manicotto. L'operazione deve essere eseguita con leve o comunque con una spinta od un tiro assiale costante, accertandosi del corretto imbocco ed evitando di dare colpi eccessivi che possono danneggiare le guarnizioni e/o il manicotto in polietilene.

E’ possibile eseguire il collegamento tra tubi corrugati anche con la saldatura di testa: lo spessore entro le costole e la lunghezza tra le costole offrono infatti la possibilità di realizzare una buona fusione. Visti gli spessori in gioco, in ogni caso, le operazioni di saldatura risultano delicate e necessitano di operatori qualificati muniti di apposito patentino per saldatore. Non bisogna dimenticare inoltre che la saldatura testa a testa sigilla il tubo ma non offre una rigidità geometrica paragonabile ai giunti per tubazioni, perché lo spessore reale è inferiore a quello del tubo liscio avente pari rigidità circonferenziale.

Tubazioni corrugate                            Pezzi Speciali Polieco

Come abbiamo visto nell’articolo precedente, il polietilene presenta diversi vantaggi rispetto agli altri materiali impiegati in campo edile.

In questa sede vogliamo analizzare le caratteristiche dei tubi prodotti in polietilene.

OTTIMA RESISTENZA ALL’AGGRESSIONE DELLE ACQUE REFLUE

Sono ben note le caratteristiche di resistenza all’aggressione chimica del polietilene. Inoltre, questo materiale non subisce alcuna aggressione elettrochimica, dal momento che è elettricamente inerte.

Si può quindi affermare che il tubo in polietilene non viene aggredito dall’ambiente e, a sua volta, non cede sostanze dannose per l’ambiente stesso.

LEGGEREZZA

E’ risaputo che la plastica abbia un peso specifico inferiore rispetto al cemento, grès e ghisa impiegati generalmente nella produzione di tubazioni. Il ridotto peso del tubo corrugato a doppia parete in polietilene agevola anche la movimentazione del prodotto in cantiere, i diametri più piccoli possono essere facilmente posati a mano all’interno dello scavo riducendo anche le tempistiche di esecuzione dei lavori.

RESISTENZA ALL’ABRASIONE

L’abrasione è un fenomeno che si verifica in tutte le tipologie di tubazioni. Si riscontra soprattutto nella parte inferiore del tubo, ma turbolenze localizzate possono estenderla a tutta la parete; tale fenomeno avviene per attrito, sfregamento, rotolamento, taglio (sia per trascinamento sia per turbolenza) o per urto ed è tanto più accentuato quanto più la particella è dura ed irregolare.

Per quanto concerne il polietilene, si può affermare che, a parità di condizioni, esso presenta migliori caratteristiche di resistenza all'abrasione rispetto ad altri materiali.

GARANZIA DI QUALITÀ NEL TEMPO

La resistenza all’abrasione e agli agenti chimici fa sì che le tubazioni in polietilene durino di più nel tempo rispetto alle altre presenti sul mercato.

Questo implica anche minori interventi di manutenzione portando al cliente un risparmio di denaro e di tempo.

Tubi per reti fognarie                            Tubi per il drenaggio

tubi corrugati per reti fognarie

Tubo ECOPAL                            Tubo ECOPAL 2.0

La normativa UNI EN 13476-3 relativa ai tubi corrugati in materiale plastico definisce il diametro tubi polietilene, il diametro tubi polipropilene e i relativi spessori minimi.

Nella seguente tabella riportiamo i valori di produzione garantiti da Polieco e le rispettive tolleranze delle tubazioni; tra parentesi sono indicati i limiti di dimensioni e spessori tubi previsti dalla norma UNI EN 13476-3. I valori del diametro interno adottati per tutte le classi di tubo ECOPAL sono superiori a quelli minimi ammissibili previsti dalla norma. La misura del tubo viene controllata giornalmente presso il laboratorio interno.

Tabella diametri tubi polietilene

Legenda

DN = diametro nominale tubi

OD= outside diameter

ID = internal diameter

D_e = diametro esterno tubi

D_i = diametro interno tubi

e₅ = spessore della parete interna

A partire dal 2016 Polieco ha iniziato a produrre un nuovo tipo di tubo, il tubo ECOPAL 2.0. Tale tubo presenta diverse caratteristiche migliorative rispetto agli standard presenti sul mercato tra cui un incremento del 50% dello spessore e₅ della parete interna rispetto allo spessore minimo previsto dalla normativa; nella tabella seguente sono riportati per tutti i diametri fi della serie DN/OD gli spessori minimi garantiti e₅.

Tabella DN tubi (diametro nominale)

Questo tubo è disponibile nelle classi di resistenza SN 8 e SN 16 kN/m² nella serie di diametri esterni dal DN/OD 160 al DN/OD 800 e nella serie di diametri interni dal DN/ID 300 al DN/ID 800.

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Il tubo corrugato a doppia parete è una tubazione realizzata in polietilene o polipropilene. Può essere impiegata come

Esiste un unico modo per la produzione dei tubi corrugati, la sola differenza che si può riscontrare nei vari produttori è il metodo di ottenimento della rigidezza circonferenziale. Essa può essere data dalle variazioni di altezza e/o passo della corrugazione oppure dalla modifica dello spessore della costola.

La tecnologia di produzione si chiama coestrusione in quanto l’impianto è composto da una testa d’estrusione che emette materiale da due filiere concentriche. La corrugazione esterna si forma mediante una serie di stampi mobili con movimento tipo cartepillar.

Vediamo ora tutte le fasi del processo di produzione dei tubi corrugati doppia parete:

• il polietilene (o polipropilene) in granuli è avviato dai silos alle tramogge situate sopra gli estrusori. I due estrusori hanno diversa capacità di estrusione in funzione della quantità di materiale utilizzato per le due pareti; indicativamente la parete interna rappresenta circa i 2/5 della massa totale del tubo;
• la filiera esterna produce un tubo che è spinto e risucchiato sugli stampi in modo che il materiale fluido venga ad appoggiarsi alla parete interna dello stampo stesso, assumendo la forma della corrugazione;
• la filiera interna fornisce la parete interna del tubo, in pratica estrude un secondo tubo la cui forma circolare ed il diametro interno sono controllati da un tampone;
• in corrispondenza del tampone, la corrugazione, già formata ma ancora ad alta temperatura, si fonde allo strato interno. La velocità d’estrusione e quella di avanzamento dello stampo sono calibrate in maniera tale da assicurare una struttura omogenea con parametri geometrici ottimali; i parametri di regolazione sono controllati da un software, mentre il vuoto e l’aria vengono controllati con apposite valvole;
• il tubo che risulta dal processo di coestrusione è sottoposto ad un primo raffreddamento tramite gli stampi che sono raffreddati ad acqua e mantengono una temperatura costante. Segue un raffreddamento ad acqua ed il taglio alla lunghezza voluta, localizzato nella sezione tra le costole.

Si ottiene così un tubo corrugato da interrare con la parete interna liscia e la parete esterna corrugata.

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Nel campo delle reti fognarie, generalmente vengono impiegati tubi prodotti in calcestruzzo, grès, ghisa o plastica. La scelta di Polieco è ricaduta proprio su quest’ultimo materiale. Parlare però di

Polivinilcloruro (sigla PVC), polipropilene (sigla PP) e polietilene (sigla PE) sono i materiali plastici più utilizzati nel campo delle reti fognarie. In modo particolare, le tubazioni in PEAD (sigla PEAD) possono essere prodotte a parete piena oppure a doppia parete.

La tubazione in PEAD a doppia parete, o strutturata, nasce negli anni ’80 con l’idea di abbinare le specifiche del polietilene ai vantaggi della struttura corrugata. I tubi in polietilene ad alta densità presentano quindi una serie di caratteristiche fondamentali:

• ottima resistenza all’aggressione delle acque reflue;
• leggerezza;
• elevata rigidezza circonferenziale;
• ottima resistenza alle sollecitazioni di posa e d’esercizio;
• facilità e velocità di posa;
• garanzia di qualità nel tempo;
• ridotta manutenzione;
• ottimo rapporto costo/efficienza.

I tubi in materiale plastico sono definiti flessibili in quanto, se sollecitati esternamente, subiscono una deformazione della sezione circonferenziale (> 3%) senza subire danni*. Ciò che influenza la flessibilità di un tubo è la rigidezza circonferenziale (SN), che viene calcolata mediante la formula che lega il modulo elastico (E) del materiale con cui è fatto il tubo, il momento d’inerzia (I) ed il diametro medio del tubo (Dm). Più un tubo è flessibile, minore sarà la grandezza del suo modulo elastico. Per quanto riguarda i materiali plastici, infatti, si hanno dei valori dell’ordine di:

• PVC 3,6・103 Mpa
• PP 1,4・103 MPa
• PEAD 1,0・103 Mpa

Un alto valore del modulo elastico non significa, però, che siamo in presenza necessariamente di un tubo di alta qualità; se i tubi non possiedono anche una forte resistenza all’urto, come la tubazione in polietilene, essi saranno fragili e quindi soggetti a rottura. La seconda caratteristica da tenere in considerazione per valutare la flessibilità di un tubo è il momento di inerzia di parete (I). Per ottenere un’adeguata rigidezza circonferenziale, le tubazioni plastiche con bassi valori del modulo elastico devono essere caratterizzate da un alto momento d'inerzia. Per evitare spessori rilevanti e quindi alti pesi e costi, si può ottenere l’aumento del momento di inerzia grazie alla presenza della costolatura o corrugazione.

Bisogna inoltre tener conto che i tubi plastici soggetti ad un carico costante si deformano nel tempo a causa della loro viscoelasticità. Questo fenomeno viene definito scorrimento plastico o deformazione viscosa, comunemente noto con il vocabolo inglese "creep". Il rapporto tensione/deformazione viscosa viene detto "creep modulus", da non confondersi con il modulo elastico del materiale. Una volta installato, infatti, il tubo subisce una deformazione istantanea per poi deformarsi lentamente per un certo tempo. Questo tempo varia a seconda della condizione del suolo e delle modalità di posa ma non eccede mai i due anni.

Perché Polieco produce tubi PEAD corrugati? Per rispondere, bisogna capire il polietilene cos’è e quali sono le sue proprietà intrinseche. Stiamo parlando di un materiale termoplastico ottenuto dalla polimerizzazione del monomero dell’etilene, un derivato del petrolio, in catene ad alto peso molecolare (CH2=CH2). Esistono diversi processi di polimerizzazione dell’etilene che si sono sviluppati negli anni a seguito di diversi tentativi di migliorare le caratteristiche fisico-meccaniche del polietilene quali la resistenza alla pressione interna nel lungo periodo, la resistenza alle alte temperature e la processabilità. Un importante parametro che permette di identificare le caratteristiche meccaniche dei diversi tipi di polietilene nel campo delle tubazioni è l’MRS (Minimum Required Strenght). Il valore di MRS espresso in Mpa e moltiplicato per 10 definisce il tipo di polietilene: ad esempio il tubo PE 100 (con MRS pari a 10 Mpa) è il polietilene attualmente più diffuso nel campo delle tubazioni.

Il tubo polietilene nero prodotto da Polieco, è realizzato con un materiale che presenta le seguenti caratteristiche:

• resistenza all’aggressione chimica delle più comuni sostanze presenti all’interno dei reflui fognari;
• elettricamente inerte;
• resistenza all’aggressione biochimica e biologica;
• assenza di dispersione di sostanze dannose per l’ambiente;
• a parità di condizioni, presenta migliori caratteristiche di resistenza all'abrasione rispetto ad altri materiali;
• coefficiente di dilatazione lineare pari a 1,7・10-4 °C-1.

Oltre ai tubi in PE, Polieco produce anche tubazioni in polipropilene ad alto modulo elastico (PP-HM), questo materiale presenta un modulo elastico notevolmente superiore a quello del polietilene, mantenendo le stesse caratteristiche di lavorabilità. Il polipropilene ad alto modulo elastico a confronto del polietilene ad alta densità presenta:

• peso specifico inferiore;
• comportamento leggermente migliore alle alte temperature e leggermente peggiore alle basse temperature;
• analogo comportamento nei confronti dei fenomeni di abrasione e di resistenza alle sostanze chimiche;
• modulo elastico superiore sia a breve che a lungo termine.

Il modulo elastico del materiale influenza direttamente la rigidezza della tubazione in polipropilene e quindi la resistenza ai carichi verticali. Di conseguenza, a parità di spessori, un materiale con modulo elastico superiore presenta una migliore resistenza ai carichi. Nel caso del polipropilene ad alto modulo elastico utilizzato da Polieco si possono ottenere, a parità di peso, incrementi della classe di resistenza superiori al 65% rispetto alle tubazioni PEAD; tutto ciò permette di produrre tubazioni con classe di resistenza superiore a SN 8.

* definizione data da AWWA (American Water Works Association).

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