FGN-0013 · Fognature · Livello Intermedio
Come attribuire i carichi sanitari ai nodi della rete
Criteri pratici per trasformare popolazione, utenze e consumi in portate nere nodali coerenti, distribuite nello spazio e variabili nel tempo.
Ultimo aggiornamento: 2026-09-03
In sintesi
Attribuire i carichi sanitari ai nodi significa trasformare popolazione, edifici, utenze e consumi in afflussi di tempo secco localizzati nella rete. La distribuzione non deve essere eseguita soltanto in proporzione alla lunghezza dei collettori o concentrando l’intera portata all’ingresso del modello: ogni contributo va associato al nodo che rappresenta il suo effettivo punto di immissione.
La portata media nodale deve essere separata dal profilo temporale e dagli apporti parassiti. Il controllo fondamentale è la conservazione del carico: la somma delle portate medie assegnate ai nodi deve coincidere con la portata complessiva stimata per il bacino, salvo contributi puntuali esplicitamente aggiunti o esclusi.
Introduzione
In un modello fognario la portata nera entra nella rete attraverso i nodi. La qualità dell’attribuzione spaziale influenza le portate accumulate nei collettori, la posizione delle sezioni critiche, i tempi di propagazione e il funzionamento di sollevamenti e impianti.
Una portata totale corretta può produrre risultati locali errati se viene immessa nei nodi sbagliati. Occorre quindi ricostruire non soltanto quanto refluo viene generato, ma anche dove entra nella rete e come varia nel tempo.
Che cosa si intende per carico sanitario nodale
Il carico sanitario nodale è l’afflusso di acque reflue di tempo secco associato a un nodo del modello. Può comprendere contributi domestici, commerciali, pubblici, turistici e produttivi compatibili con la rete urbana.
Deve essere tenuto distinto dal ruscellamento meteorico, dagli afflussi rapidi dipendenti dalla pioggia e dall’infiltrazione di falda. Questi contributi hanno origine e andamento temporale differenti e devono essere modellati separatamente.
Flusso di attribuzione dei carichi sanitari, dai dati di popolazione, edifici, utenze e consumi alla portata media, ai profili temporali e ai nodi della rete.
Dalla popolazione alla portata media
Per un gruppo omogeneo di utenti, la portata media reflua può essere stimata mediante:
Qm = N × qd × cr / 86400
dove Qm è espresso in L/s, N è il numero di utenti o unità equivalenti, qd è la dotazione o produzione specifica in L/(utente·giorno), cr è il coefficiente di restituzione in fognatura e 86400 è il numero di secondi del giorno.
La dotazione dell’acquedotto non coincide necessariamente con la portata reflua. Irrigazione, perdite private, usi produttivi e consumi non recapitati in fognatura possono ridurre la quota restituita; apporti autonomi o scarichi di processo possono invece richiedere contributi aggiuntivi.
Dati da utilizzare
Le fonti più utili, in ordine di dettaglio crescente, comprendono:
- popolazione residente e fluttuante per zona censuaria; - civici, edifici, unità immobiliari e allacciamenti fognari; - anagrafiche delle utenze e consumi idrici fatturati; - misure di portata in tempo secco; - autorizzazioni e misure degli scarichi non domestici; - previsioni urbanistiche e capacità insediativa futura.
I dati devono essere riferiti allo stesso periodo. Popolazione aggiornata, consumi di anni anomali e geometria di rete storica non devono essere combinati senza una verifica di coerenza.
Residenti, presenze e abitanti equivalenti
Gli abitanti residenti descrivono la popolazione anagrafica, ma non sempre la presenza effettiva. Località turistiche, università, ospedali, scuole e aree direzionali possono presentare forti variazioni giornaliere o stagionali.
L’abitante equivalente è principalmente una misura del carico organico. La Direttiva (UE) 2024/3019 definisce 1 a.e. come un carico organico biodegradabile avente una richiesta biochimica di ossigeno a cinque giorni pari a 60 g O2/giorno.
Questa definizione non stabilisce automaticamente una portata idraulica. Per trasformare gli abitanti equivalenti in L/s serve una produzione specifica motivata in funzione dell’attività e dei dati disponibili.
Metodo basato su edifici e allacciamenti
Quando sono disponibili edifici o allacciamenti georiferiti, ciascuna utenza può essere collegata al pozzetto che riceve realisticamente lo scarico.
Il metodo è adatto a modelli di dettaglio e consente di individuare grandi utenti e collegamenti anomali. Richiede però il controllo del lato stradale, delle quote, della direzione delle condotte private e dell’effettiva appartenenza alla rete.
Il nodo geometricamente più vicino non è sempre quello corretto: una barriera, una strada, un dislivello o un diverso ramo di allacciamento possono modificare il percorso reale.
Metodo basato su zone o aree di influenza
Se i singoli allacciamenti non sono disponibili, la popolazione o la portata di una zona può essere ripartita tra i nodi in base ad aree di influenza.
Le aree devono seguire la topologia della rete e la distribuzione degli insediamenti. La semplice costruzione di poligoni geometrici attorno ai nodi può essere utile come prima approssimazione, ma deve essere corretta in presenza di limiti stradali, spartiacque urbani, collettori paralleli o allacciamenti noti.
Per ogni zona deve essere conservato il totale originario e documentato il criterio di pesatura: popolazione, superficie edificata, volume, numero di unità immobiliari o consumo idrico.
Metodo basato sui consumi idrici
I consumi fatturati consentono una distribuzione spaziale più aderente alle utenze effettive, soprattutto nelle reti esistenti.
Prima dell’uso devono essere verificati periodo di lettura, utenze non misurate, contatori condominiali, consumi anomali, usi esterni e localizzazione del punto di consegna. Il consumo annuo fornisce un valore medio, non la forma oraria della portata.
È opportuno aggregare i dati sensibili per nodo o zona e conservare separatamente la procedura di associazione, evitando che errori di indirizzo diventino falsi carichi localizzati.
Metodo basato sull’uso del suolo
Nelle aree di espansione o quando mancano dati di utenza, i carichi possono essere stimati mediante indici unitari associati alla destinazione d’uso: residenziale, commerciale, scolastica, sanitaria, ricettiva o produttiva.
Gli indici devono essere coerenti con la variabile disponibile, per esempio abitanti, posti letto, addetti, coperti, superficie utile o unità produttive. Non è corretto applicare lo stesso coefficiente a usi del suolo con comportamenti molto diversi.
Questo metodo è adatto agli scenari urbanistici, ma presenta incertezza maggiore rispetto a misure e consumi osservati.
Utenze concentrate e scarichi non domestici
Ospedali, alberghi, scuole, centri commerciali e stabilimenti possono generare contributi rilevanti rispetto al bacino circostante. Devono essere inseriti come carichi puntuali nel nodo di recapito effettivo.
Per ogni utenza concentrata sono utili portata media, calendario di attività, profilo orario, stagionalità, eventuale laminazione interna e portata massima autorizzata o misurata.
Gli scarichi industriali non devono essere dedotti soltanto dal numero di addetti. Processi, turni, ricircoli e pretrattamenti possono modificare radicalmente portata e qualità.
Scegliere il nodo di attribuzione
Il nodo deve rappresentare il punto in cui il contributo entra nel sistema modellato. L’ordine di preferenza è:
1. pozzetto di allacciamento noto; 2. primo pozzetto pubblico a valle dell’allacciamento; 3. nodo rappresentativo della zona servita, determinato dalla topologia; 4. ripartizione tra più nodi mediante pesi documentati.
Non conviene concentrare tutti i carichi nel nodo più a monte o più a valle per comodità. La scelta altera le portate dei tratti intermedi e può nascondere o creare criticità.
Carico medio e profilo temporale
Il valore medio nodale e la sua variazione temporale sono due informazioni distinte. Una rappresentazione pratica è:
Qi(t) = Qm,i × Pi(t)
dove Qm,i è la portata media del nodo i e Pi(t) è un moltiplicatore adimensionale. Il profilo deve avere media unitaria sul periodo al quale è riferito, altrimenti modifica involontariamente il volume totale.
Possono essere combinati profili mensili, giornalieri e orari. Giorni feriali, fine settimana e stagioni turistiche possono richiedere andamenti differenti. Il manuale EPA SWMM 5.2 rappresenta le portate di tempo secco mediante un valore medio e profili temporali moltiplicativi associati ai nodi.
Evitare l’applicazione indiscriminata del coefficiente di punta
Applicare contemporaneamente il massimo coefficiente di punta a tutti i nodi può produrre una portata complessiva irrealistica. I contributi di utenze con profili differenti non raggiungono necessariamente il massimo nello stesso istante.
Nei modelli temporali è preferibile assegnare profili coerenti e lasciare che il massimo di rete emerga dalla loro combinazione e propagazione. Nei calcoli stazionari, l’eventuale coefficiente di punta deve essere scelto in funzione della popolazione cumulata e dell’obiettivo della verifica.
La stima della portata media, minima e di punta è sviluppata specificamente nella FGN-0014.
Non confondere carichi sanitari e portate parassite
La portata sanitaria deriva dall’uso dell’acqua e segue cicli antropici. L’infiltrazione di falda può essere più lenta e persistente; gli afflussi parassiti dipendenti dalla pioggia reagiscono invece agli eventi meteorici.
Inserire l’intera portata minima notturna come carico sanitario può sovrastimare la produzione delle utenze, mentre distribuire l’infiltrazione con gli stessi pesi della popolazione può localizzarla in modo errato.
La portata parassita è oggetto della FGN-0015 e deve essere mantenuta come componente separata del bilancio.
Reti esistenti e reti di progetto
Nelle reti esistenti l’attribuzione dovrebbe partire da allacciamenti, consumi e misure. Il confronto tra portate simulate e osservate permette di correggere totali, profili e distribuzione, senza usare la scabrezza delle condotte come parametro compensativo.
Nelle reti di progetto si utilizzano popolazione prevista, destinazioni urbanistiche e fasi di attuazione. È opportuno costruire almeno uno scenario attuale e uno futuro, evitando di assegnare fin dall’inizio a ogni nodo la saturazione completa se lo sviluppo sarà graduale.
Controlli di conservazione e coerenza
Dopo l’attribuzione devono essere eseguiti almeno i seguenti controlli:
- somma delle portate medie nodali uguale al totale del bacino; - riconciliazione dei totali per zona, categoria di utenza e scenario; - assenza di edifici, civici o utenze duplicati; - nessun carico assegnato a nodi isolati o a rami non connessi; - profili temporali normalizzati rispetto alla portata media; - corrispondenza tra unità di misura e intervallo temporale; - verifica della portata cumulata lungo i collettori in tempo secco; - confronto con misure disponibili a valle.
Una mappa tematica dei carichi nodali e delle portate cumulate facilita l’individuazione di salti anomali e zone prive di contributi.
Un esempio di attribuzione
Si consideri una zona con 1200 residenti, dotazione assunta pari a 180 L/(ab·giorno) e coefficiente di restituzione 0,85. La portata media residenziale risulta:
Qm,res = 1200 × 180 × 0,85 / 86400 = 2,125 L/s
In base agli edifici serviti, il contributo residenziale viene ripartito per il 35% al nodo N1, il 40% al nodo N2 e il 25% al nodo N3: rispettivamente 0,744 L/s, 0,850 L/s e 0,531 L/s.
Un’utenza non domestica misurata scarica mediamente 0,400 L/s nel nodo N3. Il carico medio complessivo diventa quindi 2,525 L/s e il nodo N3 riceve 0,931 L/s.
Il controllo finale restituisce 0,744 + 0,850 + 0,931 = 2,525 L/s. Ai tre nodi vengono poi associati profili temporali normalizzati, distinti per il contributo residenziale e per l’utenza non domestica.
Gestire l’incertezza
Quando i dati sono incompleti, è preferibile esplicitare intervalli e scenari invece di introdurre una precisione apparente. Le variabili più sensibili sono popolazione effettivamente allacciata, dotazione, coefficiente di restituzione, grandi utenze, ripartizione spaziale e profilo temporale.
Un’analisi di sensibilità può confrontare scenario basso, centrale e alto. Il risultato deve evidenziare se diametri, sollevamenti o sfioratori cambiano comportamento al variare delle ipotesi.
Errori frequenti
Tra gli errori più comuni rientrano:
- usare gli abitanti equivalenti come se definissero direttamente una portata; - assumere che tutta l’acqua erogata ritorni in fognatura; - distribuire i carichi soltanto in base alla lunghezza dei collettori; - scegliere sempre il nodo geometricamente più vicino; - concentrare l’intera portata al nodo iniziale o finale; - dimenticare utenze concentrate o sommarle due volte; - applicare lo stesso profilo a residenti, scuole, uffici e industrie; - usare moltiplicatori temporali con media diversa da uno; - includere infiltrazione e afflussi meteorici nella portata sanitaria; - applicare simultaneamente il massimo coefficiente di punta a tutti i nodi; - non controllare la somma dei carichi dopo elaborazioni GIS o importazioni.
Una procedura pratica
Una procedura operativa può essere articolata nei seguenti passaggi:
1. definire periodo, scenario e componenti comprese nella portata sanitaria; 2. raccogliere popolazione, edifici, allacciamenti, consumi e grandi utenze; 3. uniformare date, unità di misura e sistemi di riferimento; 4. stimare la portata media per ciascuna categoria di utenza; 5. individuare il punto reale o plausibile di ingresso nella rete; 6. attribuire direttamente i carichi puntuali e ripartire quelli diffusi; 7. controllare i totali per zona e per categoria; 8. assegnare profili temporali normalizzati e calendari coerenti; 9. mantenere separati infiltrazione e contributi meteorici; 10. verificare portate cumulate, nodi isolati e duplicazioni; 11. confrontare il modello con misure di tempo secco; 12. documentare fonti, ipotesi, pesi di distribuzione e incertezze.
Riferimenti tecnici e limiti di applicazione
La UNI EN 752 costituisce il riferimento generale per i sistemi di scarico e fognatura esterni agli edifici e richiede che pianificazione, progettazione e verifica siano coerenti con le prestazioni richieste.
Il manuale EPA SWMM 5.2 consente di applicare portate sanitarie di tempo secco e afflussi definiti dall’utente in qualunque punto della rete, associando ai nodi valori medi e profili temporali.
La Direttiva (UE) 2024/3019 fornisce la definizione di abitante equivalente basata sul carico organico biodegradabile. Tale definizione deve essere distinta dalla stima idraulica della portata reflua.
Dotazioni, coefficienti di restituzione e produzioni specifiche devono essere scelti sulla base di dati locali, prescrizioni dell’ente competente e obiettivi del modello. I valori dell’esempio sono illustrativi e non costituiscono parametri generali di progetto.
Conclusioni
L’attribuzione dei carichi sanitari è un problema spaziale e temporale, non una semplice divisione della portata totale.
Ogni contributo deve essere associato al punto di ingresso plausibile, mantenendo distinti residenti, utenze concentrate e portate parassite. Il valore medio deve essere accompagnato da profili normalizzati e da controlli di conservazione.
La somma nodale, la portata cumulata nei collettori e il confronto con misure di tempo secco costituiscono i controlli essenziali prima di utilizzare il modello per dimensionamento o verifica.
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Domande frequenti
Il carico sanitario deve essere inserito in ogni nodo della rete?
No. Deve essere inserito soltanto nei nodi che rappresentano ingressi reali o aggregati di utenze. I nodi puramente geometrici possono non ricevere alcun afflusso esterno.
Posso distribuire la portata in proporzione alla lunghezza delle condotte?
Solo come approssimazione molto preliminare in assenza di dati migliori. Edifici, popolazione, allacciamenti, consumi o aree servite descrivono normalmente la distribuzione in modo più realistico.
Gli abitanti equivalenti definiscono direttamente la portata nera?
No. L’abitante equivalente esprime un carico organico convenzionale. Per ottenere una portata idraulica occorrono una produzione specifica e ipotesi coerenti con il tipo di utenza.
Il profilo orario deve avere media pari a uno?
Sì, se moltiplica una portata media riferita allo stesso periodo. In caso contrario il profilo modifica anche il volume giornaliero e produce una doppia correzione del carico.
Dove va inserita una grande utenza?
Nel nodo che riceve effettivamente lo scarico, come contributo puntuale con portata e profilo propri. Non dovrebbe essere diluita nell’intera zona se il punto di immissione è noto.
Le infiltrazioni vanno distribuite con gli stessi pesi della popolazione?
Non necessariamente. Dipendono da caratteristiche, stato, quota e lunghezza della rete e dalla falda; devono essere modellate separatamente dai carichi sanitari.
Qual è il controllo più importante dopo l’attribuzione?
Verificare che la somma delle portate medie nodali, distinta per categorie e zone, coincida con il totale atteso e che non vi siano carichi duplicati o associati a nodi non connessi.