La tecnologia CIPP per il rinnovamento delle reti a gravità e in pressione - Stefano Dini

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Le giornate tecniche di
TECNICHE DI RINNOVAMENTO C.I.P.P. DELLE RETI IDRICHE
A GRAVITA’ E A PRESSIONE
RELATORE: STEFANO DINI CEO IDROAMBIENTE Srl

UNI EN 13508-1 & -2 Indagine e valutazione degli impianti di raccolta e smaltimento di acque reflue all'esterno di edifici - Parte 2:
Sistema di codifica per ispezione visiva
UNI EN ISO 11295 classificazione ed informazioni relative alla progettazione dei sistemi di tubazioni di materie plastiche
utilizzati per il ripristino
UNI EN ISO 11296-4 /11297-4 /11298-4 linee guida di esecuzione delle tecniche di relining per fognatura a gravità,
fognatura a pressione, acqua in pressione
UNI EN 11681 (C.I.P.P.) Normativa nazionale di progettazione del relining CIPP per applicazioni in gravità e pressione,
definizione del collaudo.
ASTM F1216 (C.I.P.P.) Prassi americana di progettazione del relining CIPP in ambito gravità e
pressione riconosciuta anche a livello europeo.
ATV-DVWK-M 127 E Part2 (C.I.P.P.) Prassi tedesca di progettazione del relining CIPP in ambito gravità riconosciuta
anche a livello europeo
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Le giornate tecniche diRelatore: Stefano Dini

Rehabilitation
of
pipeline systems
Maintenance
and repair
Open cut
replacement
Trenchless
replacement
Lining with
close-fit pipes
Lining with
continuous pipes
Lining with
discrete pipes
Lining with
cured-in-place pipes
Lining with
spirally-wound pipes
Renovation
Replacement using
pipe bursting
Replacement using
(micro)tun nelling
O ther renovation
techniques
Lining with
adhesive-backed hoses
Other trenchless
replacement techniques
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UNI EN ISO 11295
UNI EN ISO 11295 CLASSIFICAZIONE
DELLO STATO STRUTTURALE
DEI SISTEMI DI RNNOVAMENTO
PER TUBI IN PRESSIONE
Relatore: Stefano Dini

CURED IN PLACE PIPE (caratteristiche distintive)
LINER TUBOLARE COMPOSITO NEL TUBO, O «TUBO NEL TUBO»
ADESIONE FISICA ALLA TUBAZIONE OSPITE
GARANTIRE «PONTE» SU FORI E PERDITE
CARATTERISTICHE STRUTTURALI CALIBRATE A PROGETTO
Rehabilitation
of
pipeline systems
Maintenance
and repair
Open cut
replacement
Trenchless
replacement
Lining with
close-fit pipes
Lining with
continuous pipes
Lining with
discrete pipes
Lining with
cured-in-place pipes
Lining with
spirally-wound pipes
Renovation
Replacement using
pipe bursting
Replacement using
(micro)tun nelling
O ther renovation
techniques
Lining with
adhesive-backed hoses
Other trenchless
replacement techniques
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UNI EN ISO 11295

ANDAMENTO DELLA «VITA UTILE» DI UN SISTEMA COMPLESSO PER TRASFERIMENTO DI FLUIDI e RINNOVAMENTO C.I.P.P.
VITA DI SERVIZIO DELLA CONDOTTA
ESTENSIONE DELLA VITA DI SERVIZIO CON RINNOVAMENTO CIPP O RIPARAZIONE LOCALIZZATA
Risanamento o riparazione localizzata per ottimizzare la corretta durata della vita di servizio
Monitoraggio con CCTV
Rinnovamento CIPP o riparazione localizzata trenchless
Area in cui non è più applicabile il rinnovamento delle condotte.
Nel grafico si vuole schematizzare l’effetto
degli interventi di riparazione localizzata
trenchless e del rinnovamento CIPP sulla
curva della durata del sistema.
Il relining CIPP è progettato con una
durabilità minima di 50 anni (design life).
Sotto alla linea di applicabilità del
rinnovamento CIPP non vi sono le condizioni
tecniche di progettazione.
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DURABILITÀ O VITA UTILE DEL RINNOVAMENTO CIPP
Scopo del rinnovamento CIPP
RIPRISTINO O MIGLIORAMENTO DELLE QUALITA’ DI TENUTA IDRAULICA E
STATICA DI UN TUBO, MEDIANTE L’APPORTO DI UN COMPOSITO APPLICATO E
INDURITO DALL’INTERNO, CON TECNOLOGIA SENZA SCAVO.
Obblighi progettuali UNI 11681
VALUTARE LO STATO DELLA CONDOTTA OSPITE
• Parzialmente deteriorato o completamente deteriorato.
VALUTARE LE FORZE AGENTI SUL TUBO
• Aggiornamento dei carichi cui è sottoposto il tubo allo stato di fatto.
IMPUTARE NEL CALCOLO STRUTTURALE I DATI DEL COMPOSITO
• (stato M) e (stato I) Test secondo UNI EN ISO 11296-4 (M.E. e trazione)
ADEGUARE IL LINER ALLO STATO VERIFICATO sulla base del composito.
NELLA NORMA DI CALCOLO UNI 11681 NON SONO COMPRESI I LINER
COLLABORANTI PER INCOLLAGGIO (classe C, non prevede resist. statica)

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݀௘
݁௡
൑ 100
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݀௡
݁௡
Nel mondo delle tubazioni plastiche l’SDR è il
rapporto tra il diametro esterno nominale e lo
spessore minimo nominale dei tubi plastici,
indicato come:
Nella UNI 11681 viene ripreso il concetto di SDR (in
quanto considera il C.I.P.P. come un tubo) come
rapporto tra il diametro esterno del C.I.P.P. (ovvero
l’interno del tubo da rinnovare) e lo spessore
nominale di progetto
La norma UNI 11681 impone che l’SDR non sia mai
maggiore di 100 per tubazioni completamente
deteriorate.
Questo importante fattore che
introduce la UNI 11681, garantisce
ai liner posati uno spessore minimo
sotto al quale non è consentito
andare.
Le tubazioni da risanare presentano
molte irregolarità e solo uno
spessore minimo certo permette al
risanamento statico C.I.P.P. di poter
confermare la sua resistenza statica
inglobando in questo margine di
sicurezza aggiuntivo le irregolarità
della vecchia tubazione.
SDR<100 facilita l’inserimento dei
risanamenti C.I.P.P.
(completamente strutturali) ad
asset.
IL FATTORE SDR PARIFICA IL LINER AD UN TUBO PLASTICO

DETERIORAMEN-TO
STRUTTURALE DEL
TUBO
STATO DI USURA DEL
MATERIALE DEL
TUBO
MISURAZIONI
DIMENSIONALI
TUBO OSPITE
DEFORMAZIONE
DELLA SEZIONE
TUBO OSPITE
ISPEZIONE CCTV
CARICO DEL
TERRENO E
PROFONDITA’ DI
POSA
LIVELLOFALDA
CONDIZIONI TUBO
OSPITE
ESPOSIZIONE
TERMICA/SOLE
TUBO OSPITE IN
TERRENI INSTABILI
SEZIONAMENTO E
OPERE
MECCANICHE
ADESIONE CON
INCOLLAGGIO
CONTINUITA’
TEMPORALE
CANTIERE
CONDIZIONE
ALLACCIAMENTI
TRAFFICO LOCALE
GESTIONE BY-PASS
VALUTAZIONE
COMPOSIZIONE
CHIMICA DELLA
RESINA
VALUTAZIONE
LINER TRAINATO /
INVERTITO
NECESSITA’
PROGETTUALELOGISTICA DEL
TRASPORTO
LINER
RESISTENZA alla
TRAZIONE LINER
RESISTENZA
CHIMICA
RESISTENZA
ALL’ABRASIONE
COATING
MODULO
ELASTICO LINER
DECADIMENTO A
50 ANNI LINER
COMPOSITO
La progettazione finale del relining non si può considerare come una forma algebrica di parametri. La gabbia
normativa (condizione tubo ospite, caratteristiche Composito), che deve essere utilizzata, dà gli strumenti
necessari per qualificare in modo corretto il liner, ma non può dare risposte, per es., su quale metodo di posa
sia «migliore o peggiore». Per questo tipo di risposta ci si deve interfacciare con le prassi di sistema.
L’impiego preferenziale di una tecnica o dell’altra, passa da molti altri parametri, spesso molto operativi
(necessità progettuale); e comunque non sarà mai definibile in modo assoluto.
Obblighi progettuali UNI 11681
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Altri parametri progettuali

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METODI DI POSA DEL LINER COMPOSITO (UNI EN ISO 11296-4 )

AMBITI INDICATIVI DI
UTILIZZO DEI SISTEMI
DI RELINING CIPP
Ogni sistema di relining ha una sua
specializzazione tendenziale che
deriva dalle caratteristiche del
metodo di posa e in parte dalla
scelta del composito.
Questa grafico mostra l’ambito di
alcune tecnologie di relining in
connessione tra loro. Sulla base di
questa interconnessione tecnica i
progettisti interni selezionano la
prima fattibilità ottimale dei
progetti di risanamento / relining.
Chiaramente il grafico vuole essere
solo illustrativo, per cui nulla toglie
che si impieghino i sistemi di
relining anche secondo altri criteri
di valutazione.
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A
B
C
D
TUBO OSPITEI LINER TUBOLARI COMPOSITI
Generalmente si possono classificare quattro
gruppi di liner: in feltro (A) impregnato (C) e
coating plastico (D), in feltro e tessile di vetro
(stratificato o misto) (A e B) impregnati (C) con
coating plastico (D), in filo o tessile di vetro (B)
impregnato (C) con o senza coating plastico (D),
in tessile di filo poliestere (B) impregnato o
spalmato con coating plastico (D).

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LINER COMPOSITI TESSILI ADESI PER INCOLLAGGIO
• Tessile + coating PE + resina epossidica tixotropica
• Tipicamente per inversione ad aria e termoattivazione.
• Bassa resistenza strutturale alla flessione (o carichi
esterni)
• Alta resistenza alla trazione (capacità di
impermeabilizzazione ai fluidi in pressione)
• Alta elasticità dinamica (liner collaborante per
confinamento con la vecchia condotta)
• Durabilità 50 anni (coating + creep)

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LINER COMPOSITI IN VETRO CON POLIMERIZZAZIONE UV
• Coating oppure resina pura + tessile o filo di vetro +
resina poliestere (stiren free).
• Tipicamente posa con traino e attivazione termocatalisi
mediante UV.
• Alta rigidità strutturale alla flessione (o carichi esterni)
• Alta resistenza alla trazione (per carichi esterni e
confinamento della pressione interna).

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LINER COMPOSITI IN FELTRO O FELTRO E VETRO
• Coating PE, PU, PP + feltro poliestere o feltro e tessile di
vetro + resina Epossidica, Vinilestere, Poliestere.
• Tipicamente posa con inversione e termoattivazione
catalisi.
• Buona rigidità strutturale alla flessione (o carichi
esterni)
• Alta resistenza alla trazione (per carichi esterni e

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LINER COMPOSITI IN FELTRO
• Coating PE, PU, PP + feltro poliestere + resina
Vinilestere, Poliestere.
• Tipicamente posa con inversione e termoattivazione
della catalisi.
• Discreta rigidità strutturale alla flessione (o carichi
esterni)
• Buona resistenza alla trazione (per carichi esterni e

TEST SU LINER C.I.P.P. PER
VERIFICARE LE CAPACITÀ
MECCANICHE UNI EN ISO 11296-4
• Necessità di conoscere il composito in
progettazione
• Necessità di verifica del composito in collaudo

IL COATING DEL LINER CIPP
Per illustrare in modo immediato la differenza tra
materiali, di cui alcuni utilizzati anche nei liner, di
lato si porta ad esempio una tabella comparativa di
tubazioni realizzata con il «test di Darmstadt».
Appare evidente che tra diversi materiali la
resistenza all’abrasione sia molto differente.
In linea di principio, un tubo o un coating realizzato
con PE o PP a basso modulo elastico, è più
resistente all’abrasione, di altri che presentano
materiali «duri» come le resine catalizzate.
In alternativa alcuni produttori preferiscono
comparare la resistenza all’abrasione dei liner con
il test detto «Slurry test» previsto nelle normative
dei materiali di rivestimento edile.
Il test detto «di Darmstadt», è una simulazione di usura, riprodotto mediante il
pendolamento di una canaletta realizzata sezionando logitudinalmente a metà un liner
indurito (canaletta). All’interno viene messo un mix di acqua e inerti di varie sezioni (non
macinati). Dalla riduzione di spessore dopo un certo numero di cicli si ottiene la
proiezione dell’usura entro il limite di vita di design del liner stesso (50 anni).
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IL VALORE DELL’ADESIONE
PER INCOLLAGGIO AL
TUBO DA RINNOVARE
Il carico esterno ortogonale (test di
Norma) produce alcune tensioni nel
manufatto (tubo ospite + liner),
riassumibili in compressioni e trazioni.
A sinistra si evidenziano le due
tensioni elastiche dovute al carico sul
campione.
Naturalmente, si parte dal
presupposto che il liner sia adeso
(appoggiato o incollato) alla
superficie interna del tubo ospite,
come da normativa.
Sotto a sinistra il momento di
rottura con incollaggio.
A destra il momento di rottura
senza incollaggio.
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Carico di rottura
sensibilmente superiore
in caso di incollaggio del
liner (with bonding)
maggiore elasticità del
manufatto con incollaggio
del liner
Considerando gli standard
normativi di progetto, si
possono tradurre questi
risultati in un incremento
del coefficiente di
sicurezza implicito.
Ovvero, il progetto
comunque calcolato,
risulterà meno sensibile
alle irregolarità
dimensionali fisiologiche
e non ipotizzabili.
RISULTATI DEL TEST
Ce DN 300
mm, spessore
liner 8 mm
Ce DN 400 mm,
spessore liner 6
Grès DN 300 mm,
spessore liner 6
Ce DN 300 mm,
spessore liner 6
IL VALORE DELL’ANCORAGGIO PER
INCOLLAGGIO AL TUBO DA
RINNOVARE
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