Il diametro del bypass determina la portata effettiva?

Quando si pianifica una riparazione no-dig o la riabilitazione di un pozzetto fognario, i direttori di cantiere consultano spesso la scheda tecnica di un otturatore con bypass, notano una «porta di bypass da 4 pollici (DN100)» e danno per scontato che smaltirà senza problemi la portata fognaria in esercizio. Questa ipotesi errata si traduce frequentemente in allagamenti di scantinati o traboccamenti dai pozzetti di monte.

Il diametro del bypass determina la sua effettiva capacità di portata? No. Il diametro di connessione è unicamente un'apertura geometrica; il convogliamento effettivo della portata dipende dal carico idraulico motrice disponibile, dalle perdite di carico localizzate di imbocco e sbocco e dalla scabrezza della condotta.

Come dimostrato dall'otturatore per impieghi gravosi presentato nel Video dell'otturatore con bypass Reliance DN800, i robusti raccordi flangiati di bypass sono progettati per convogliare il flusso garantendo al contempo la tenuta ermetica della condotta principale. Tuttavia, l'impiego efficace dei nostri otturatori per tubi monomisura Reliance o otturatori per tubi multimisura richiede precisi calcoli idraulici.

Perché il diametro nominale è solo il punto di partenza geometrico

Una quota nominale come «2 pollici» (DN50) o «4 pollici» (DN100) definisce unicamente l'area della sezione trasversale:

• Una porta da 2 pollici ha una sezione interna di circa 0,0020 m².

• Una porta da 4 pollici ha una sezione interna di circa 0,0081 m² (un incremento di 4 volte).

• Una porta da 6 pollici ha una sezione interna di circa 0,0182 m² (9 volte superiore alla porta da 2 pollici).

Tuttavia, i fluidi non accelerano attraverso una luce senza un gradiente energetico. Per raggiungere un'alta velocità di scarico (v), è necessaria una differenza di pressione (battente motore) tra la faccia di monte e quella di valle dell'otturatore.

Perdite di carico per attrito e carico idraulico che governa lo scarico

In base ai principi fondamentali della meccanica dei fluidi esposti in White (2011), il carico energetico totale (H) necessario per far transitare il flusso attraverso il tubo di bypass dell'otturatore è descritto dall'equazione di conservazione dell'energia:

H = h_entrance + h_friction + h_exit = (K_e + f * L/d + K_exit) * (v^2 / (2g))

Dove:

• K_e ≈ 0,5 rappresenta la perdita per brusca contrazione all'ingresso del condotto di bypass.

• f * (L / d) quantifica l'attrito lineare Darcy-Weisbach lungo la lunghezza L dell'otturatore.

• K_exit ≈ 1,0 corrisponde all'intera perdita dell'altezza cinetica allo scarico nel pozzetto di valle.

• v = Q / A è la velocità media del fluido e g = 9,81 m/s² è l'accelerazione di gravità.

Poiché (K_e + K_exit) ≈ 1,5, le transizioni di ingresso e uscita dissipano gran parte del carico idraulico utile. Per un bypass a gravità con un franco di rigurgito ammissibile di soli 0,3 metri nel pozzetto a monte, un condotto da 4 pollici può smaltire appena 12-15 litri al secondo (43-54 m³/h) prima che l'acqua inizi a rigurgitare!

Scarico a gravità vs configurazioni di bypass con aggottamento forzato

Questo vincolo idraulico suddivide l'uso degli otturatori con bypass in due regimi operativi distinti:

Come delineato nel Manuale di pratica ASCE n. 60 per le reti di drenaggio urbano, qualora la portata in tempo di pioggia superi la capacità gravitazionale, l'otturatore deve essere collegato direttamente a una pompa di aspirazione. I nostri otturatori pesanti con bypass sono realizzati con flange rigide in acciaio o raccordi Camlock appositamente per resistere al vuoto di aspirazione senza collassare.

Dati di cantiere necessari per verificare il dimensionamento del bypass

Per determinare se sia sufficiente un otturatore con bypass standard o se sia obbligatorio predisporre un sistema di pompaggio ausiliario, rilevare in cantiere questi quattro parametri:

1. Portata di picco giornaliera (Q_peak): Misurare o stimare la portata massima durante la finestra temporale dei lavori (l/s o m³/h).

2. Battente massimo di rigurgito ammissibile (H_max): Altezza massima raggiungibile dall'acqua nel pozzetto di monte prima di risalire nelle quote di scorrimento degli allacciamenti privati.

3. Lunghezza del bypass e raccordi: Sviluppo complessivo della tubazione provvisoria o manichetta di deviazione, inclusi gomiti e valvole.

4. Contenuto di solidi e corpi filamentosi: Presenza di stracci, salviette o sabbie grossolane che potrebbero ostruire un passaggio interno non presidiato da 2 o 4 pollici.

Consultate il catalogo completo di otturatori per tubi monomisura Reliance e otturatori per tubi multimisura, oppure contattate i nostri tecnici tramite il nostro portale di contatto tecnico inviando le portate di progetto per un dimensionamento corretto.