FGN-0015 · Fognature · Livello Intermedio
Come determinare la portata parassita o di infiltrazione
Criteri pratici per distinguere infiltrazione di falda, afflussi diretti e contributi dipendenti dalla pioggia, stimandoli mediante misure, bilanci e coefficienti unitari.
Ultimo aggiornamento: 2026-09-03
In sintesi
La portata parassita comprende apporti che entrano nella rete senza appartenere al normale carico sanitario. È necessario distinguere l’infiltrazione di falda, generalmente lenta e stagionale, dagli afflussi diretti e dai contributi di infiltrazione e inflow dipendenti dalla pioggia.
Nelle reti esistenti la stima più affidabile deriva da campagne coordinate di portata, pioggia e, quando possibile, livello di falda. Il minimo notturno può aiutare a separare il contributo sanitario dalla componente continua, ma non coincide automaticamente con l’infiltrazione. Nelle reti di progetto possono essere utilizzati coefficienti unitari, purché fonte, unità, campo di applicazione e distribuzione spaziale siano dichiarati. Non esiste un valore universale valido per ogni rete.
Introduzione
Le portate parassite possono occupare una parte rilevante della capacità di una rete, aumentare i volumi sollevati e trattati, anticipare l’attivazione degli sfioratori e produrre sovraccarichi durante la pioggia.
La loro quantificazione è però meno diretta di quella della portata sanitaria, perché gli ingressi sono diffusi, variabili nel tempo e spesso dipendenti da falda, stato delle giunzioni, allacciamenti impropri e condizioni meteoriche.
Il primo passo non è scegliere un coefficiente, ma definire quale componente si vuole stimare.
Che cosa comprende la portata parassita
In forma generale la portata osservata può essere schematizzata come:
Qobs(t) = Qsan(t) + QGWI(t) + QRDII(t) + Qdiretta(t)
dove Qsan è la portata sanitaria, QGWI l’infiltrazione di falda relativamente lenta, QRDII la risposta di infiltrazione e inflow dipendente dalla pioggia e Qdiretta l’eventuale ingresso immediato da collegamenti impropri o aperture.
Scomposizione della portata osservata in contributo sanitario, infiltrazione di falda, inflow diretto e RDII, con i principali metodi di misura e modellazione.
I termini possono sovrapporsi nella misura, ma devono restare concettualmente separati nel modello.
Infiltrazione di falda o GWI
La groundwater infiltration entra attraverso giunti, fessure, pozzetti, allacciamenti e manufatti posti sotto il livello piezometrico.
È spesso relativamente continua, ma varia con stagione, falda, livelli nei corsi d’acqua, saturazione del terreno e stato della rete. Può presentare ritardi di giorni o settimane rispetto alla pioggia.
Una portata costante può essere sufficiente per una verifica preliminare; modelli stagionali o correlati alla falda sono più adatti quando la variabilità è significativa.
Afflusso diretto o inflow
L’inflow è un ingresso rapido attraverso pluviali collegati impropriamente, caditoie, chiusini depressi, drenaggi, troppo pieni o connessioni superficiali.
La risposta inizia durante la pioggia o subito dopo e può produrre picchi elevati con volume relativamente contenuto.
Deve essere distinto dall’infiltrazione lenta perché richiede metodi diagnostici e interventi diversi. La sua distribuzione dipende dalle connessioni effettive, non dalla sola lunghezza delle condotte.
RDII dipendente dalla pioggia
Con RDII si indica la componente di rainfall-derived infiltration and inflow generata o amplificata dagli eventi meteorici.
Comprende risposte rapide, intermedie e lente. L’idrogramma dipende da intensità e volume di pioggia, condizioni antecedenti, falda, umidità del suolo e caratteristiche della rete.
Non deve essere rappresentato automaticamente come percentuale costante della portata sanitaria: è una risposta idrologica che richiede pioggia e parametri propri.
Dati necessari
Una campagna efficace comprende:
- portate e livelli con passo temporale adeguato; - piogge sincronizzate e spazialmente rappresentative; - giorni asciutti sufficienti prima e dopo gli eventi; - informazioni sulla falda o indicatori sostitutivi; - consumi idrici e profili delle grandi utenze; - topologia, quote e caratteristiche della rete; - segnalazioni di allagamenti, sfiori e pompe; - ispezioni, prove e manutenzioni eseguite nel periodo.
Orologi, fusi orari e intervalli di registrazione devono essere allineati. Uno sfasamento temporale può essere interpretato erroneamente come ritardo idrologico.
Scegliere i punti di misura
I misuratori devono delimitare bacini con confini idraulici noti e contributi identificabili. Sono preferibili sezioni stabili, non rigurgitate e accessibili per controlli indipendenti.
Misure a cascata lungo un collettore permettono di localizzare le zone con maggiore incremento. Un solo misuratore al depuratore restituisce il totale, ma non indica dove l’acqua entra.
Pompe e sfioratori devono essere considerati nel bilancio: portata misurata a valle, tempi di funzionamento e livelli possono essere necessari per ricostruire il volume effettivo.
Selezionare i periodi di tempo secco
La stima della componente continua richiede giorni non influenzati dalla pioggia. Il numero di ore o giorni da escludere dopo un evento dipende dalla risposta del bacino e non può essere fissato senza verificarne il comportamento.
Una rete con inflow rapido può tornare presto al profilo ordinario; una rete con falda reattiva può restare elevata per molti giorni.
È utile confrontare più periodi asciutti e separare feriali, festivi e stagioni. L’EPA SSOAP utilizza dati di portata e pioggia per selezionare giorni asciutti e costruire idrogrammi medi di DWF.
Metodo del minimo notturno
Durante le ore di minore attività può essere stimata la componente continua mediante:
QGWI ≈ Qobs,min − Qsan,min − Qcontinui
dove Qobs,min è la portata osservata, Qsan,min la portata sanitaria residua e Qcontinui gli scarichi noti che restano attivi.
Il metodo richiede una stima credibile del consumo notturno. Ospedali, industrie, perdite interne, serbatoi e cicli di pompaggio possono impedire l’uso diretto del minimo assoluto.
È preferibile utilizzare una finestra temporale e più giorni rappresentativi, evitando di basarsi su un singolo campione.
Separazione mediante profilo di tempo secco
Un profilo sanitario può essere costruito da consumi, popolazione o periodi con falda bassa. La componente di infiltrazione si ricava come differenza tra portata osservata e profilo sanitario stimato.
La differenza deve essere valutata sull’intero giorno, non soltanto di notte. Valori negativi indicano incoerenza tra profilo, sincronizzazione o dati e non devono essere azzerati senza analisi.
Profili distinti per feriali e festivi migliorano la separazione nelle aree con forte componente lavorativa.
Metodo del bilancio volumetrico
Per un periodo asciutto il volume parassita può essere stimato come:
VGWI = Vmisurato − Vsanitario − Vscarichi_noti
e la portata media come QGWI = VGWI / Δt.
Il metodo volumetrico è meno sensibile alle oscillazioni istantanee e ai cicli delle pompe, ma richiede che ingressi, uscite e volumi invasati siano coerenti sul periodo.
È utile confrontare risultato giornaliero, minimo notturno e andamento stagionale.
Coefficienti unitari nelle reti di progetto
In assenza di misure si possono utilizzare coefficienti unitari riferiti, secondo la fonte, a lunghezza di rete, diametro, numero di pozzetti, superficie servita o popolazione.
Esempi di formulazione sono:
Qinf = kL × L
oppure Qinf = kA × A
dove kL e kA devono essere utilizzati con le unità e il campo di applicazione originali.
Coefficienti definiti per reti nuove, reti ammalorate o collaudi non sono intercambiabili. È scorretto sommare più criteri alternativi se rappresentano la stessa componente.
Distribuzione spaziale dell’infiltrazione
La portata parassita non deve essere attribuita automaticamente con gli stessi pesi della popolazione.
La GWI può essere distribuita in base a lunghezza e diametro delle condotte sotto falda, numero e stato delle giunzioni, profondità, materiale, età e criticità osservate.
L’inflow diretto deve invece essere associato alle aree e ai nodi con connessioni superficiali. Una distribuzione uniforme può essere accettabile solo come scenario preliminare esplicitamente dichiarato.
Separare la risposta meteorica
Per ogni evento si costruisce un idrogramma di base senza pioggia, tenendo conto del profilo sanitario e della componente di falda. La risposta meteorica è quindi:
QRDII(t) = Qosservata(t) − Qbase(t)
Il volume RDII è l’integrale positivo della differenza sul periodo di risposta. L’inizio e la fine devono essere scelti considerando il ritorno alle condizioni antecedenti.
Errori nella base producono errori sia nel volume sia nel picco meteorico.
Metodo degli idrogrammi unitari RTK
Il metodo RTK rappresenta la risposta alla pioggia mediante una o più componenti triangolari. Per ciascuna componente:
- R esprime la frazione del volume di pioggia che entra nella rete; - T è il tempo al picco; - K è il rapporto tra tempo di recessione e tempo al picco.
Componenti rapide, intermedie e lente possono descrivere meccanismi differenti. I parametri devono essere calibrati su eventi osservati e validati su eventi indipendenti, non scelti soltanto per riprodurre un picco.
Indicatori utili
Oltre alla portata media di infiltrazione sono utili:
- L/s per km di rete; - L/s per ettaro servito; - volume parassita giornaliero; - rapporto tra GWI e portata di tempo secco; - volume RDII e rapporto con il volume di pioggia sul bacino; - picco RDII e tempo al picco; - durata della coda di recessione; - variabilità stagionale; - incremento tra sezioni di misura successive.
Gli indicatori devono essere accompagnati da perimetro, periodo, unità e qualità del dato.
Un esempio con il minimo notturno
In una sezione si misura, durante più notti asciutte, una portata media minima pari a 8,20 L/s. Il contributo sanitario residuo è stimato in 2,60 L/s e uno scarico produttivo continuo fornisce 0,40 L/s.
La stima della componente di falda è:
QGWI = 8,20 − 2,60 − 0,40 = 5,20 L/s
Se il bacino comprende 12,5 km di rete, l’indicatore medio risulta 5,20 / 12,5 = 0,416 L/(s·km).
Il valore non dimostra che l’infiltrazione sia uniforme. Misure intermedie e ispezioni possono localizzare alcuni rami con contributi molto superiori alla media. I numeri dell’esempio sono illustrativi e non costituiscono soglie di accettabilità.
Diagnosi delle sorgenti
La modellazione quantifica il problema, ma non identifica da sola il punto fisico di ingresso. La localizzazione può richiedere:
- misure temporanee su sottobacini; - ispezioni televisive; - prove con fumo o traccianti; - controlli dei chiusini durante la pioggia; - rilievi di falda e corsi d’acqua; - verifiche degli allacciamenti; - prove di tenuta e registri manutentivi.
La tecnica deve essere scelta in funzione della componente dominante: gli strumenti efficaci per l’inflow superficiale non sono necessariamente quelli più adatti alla GWI profonda.
Calibrazione e validazione
La calibrazione dovrebbe procedere per fasi: prima profilo sanitario, poi GWI di tempo secco, infine RDII durante la pioggia.
Devono essere confrontati volume, picco, tempo al picco e recessione su più eventi e stagioni. Riprodurre un evento modificando liberamente tutti i parametri non garantisce capacità predittiva.
La validazione utilizza periodi non impiegati nella calibrazione. Eventi di diversa intensità e condizioni antecedenti verificano la robustezza dei parametri.
Reti nuove ed esistenti
Per reti nuove l’infiltrazione di progetto deve essere coerente con materiali, giunzioni, profondità, falda attesa, qualità di posa e prescrizioni di collaudo.
Per reti esistenti il valore deve riflettere stato reale e stagionalità. Applicare a una rete ammalorata il coefficiente previsto per una condotta nuova può sottostimare notevolmente il contributo.
Negli scenari di risanamento è utile simulare riduzioni differenziate per ramo, basate sugli interventi realisticamente eseguibili.
Effetti sul dimensionamento e sull’esercizio
La GWI aumenta la portata di base per lunghi periodi e incide su sollevamenti, depurazione, tempi di permanenza e capacità residua.
L’inflow rapido e la RDII possono governare picchi, rigurgiti, sfiori e allagamenti. Per vasche e pompe sono importanti anche volume e durata.
Ridurre la portata parassita non produce sempre lo stesso beneficio in ogni punto: la posizione dell’ingresso e la struttura della rete determinano quali collettori e impianti vengono alleggeriti.
Controlli di coerenza
Prima di utilizzare i risultati devono essere verificati:
- sincronizzazione di portata, pioggia e livelli; - selezione motivata dei giorni asciutti; - separazione tra sanitario, GWI e RDII; - assenza di volumi negativi non spiegati; - conservazione del bilancio sul periodo; - coerenza dei coefficienti con unità e campo di validità; - corretta distribuzione ai nodi; - confronto tra minimo notturno e bilancio giornaliero; - stabilità dei risultati tra più periodi; - validazione su eventi indipendenti.
Il risultato deve essere espresso con una precisione compatibile con qualità e durata delle misure.
Errori frequenti
Tra gli errori più comuni rientrano:
- usare come sinonimi infiltrazione, inflow e RDII; - assumere che il minimo notturno sia tutto infiltrazione; - ignorare scarichi continui e attività notturne; - scegliere un unico giorno asciutto; - non escludere la coda degli eventi precedenti; - applicare coefficienti senza controllarne le unità; - sommare criteri per lunghezza e area che descrivono lo stesso fenomeno; - distribuire l’infiltrazione come la popolazione; - sottrarre una base costante da ogni evento meteorico; - calibrare il solo picco ignorando volume e recessione; - attribuire al modello idraulico errori del misuratore; - interpretare un valore medio come soglia universale di accettabilità.
Una procedura pratica
Una procedura operativa può essere articolata nei seguenti passaggi:
1. definire le componenti da stimare e l’obiettivo dell’analisi; 2. delimitare i bacini e verificare la topologia della rete; 3. installare misuratori di portata, livello e pioggia sincronizzati; 4. controllare dati, sensori, pompe, sfiori e periodi mancanti; 5. selezionare più giorni asciutti rappresentativi; 6. stimare il profilo sanitario e gli scarichi continui; 7. ricavare GWI con minimo notturno e bilancio giornaliero; 8. analizzare variazioni stagionali e rapporto con la falda; 9. costruire la base attesa per gli eventi meteorici; 10. separare picco, volume e durata della RDII; 11. calibrare e validare i parametri temporali; 12. distribuire i contributi ai nodi con criteri fisici; 13. confrontare sottobacini e localizzare le sorgenti; 14. simulare scenari di risanamento; 15. documentare dati, unità, incertezza e limiti.
Riferimenti tecnici e limiti di applicazione
La UNI EN 752 costituisce il riferimento generale per pianificazione, progettazione, esercizio, manutenzione e risanamento dei sistemi di scarico e fognatura esterni agli edifici.
Il manuale EPA SWMM 5.2 distingue portate sanitarie di tempo secco, interazione con la falda e inflow/infiltration dipendente dalla pioggia. Gli strumenti EPA SSOAP supportano selezione dei giorni asciutti, analisi DWF, decomposizione degli idrogrammi e calibrazione della risposta RTK.
Coefficienti unitari e soglie devono provenire da prescrizioni applicabili o dati locali. Il software non sostituisce monitoraggio, diagnosi fisica e giudizio tecnico.
Conclusioni
La portata parassita non è una grandezza unica. GWI, inflow diretto e RDII hanno cause, tempi di risposta e distribuzioni differenti.
Nelle reti esistenti la stima deve integrare portata, pioggia, falda, consumi e conoscenza della rete. Il minimo notturno è un indicatore utile ma richiede la sottrazione del contributo sanitario residuo e degli scarichi continui.
Nelle reti di progetto i coefficienti unitari devono essere usati con unità e campo di validità corretti. Ogni valore deve essere distribuito spazialmente, controllato mediante bilanci e accompagnato da un’analisi dell’incertezza.
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Domande frequenti
La portata parassita coincide con l’infiltrazione di falda?
Non sempre. Il termine può comprendere anche inflow diretto e apporti dipendenti dalla pioggia. Le componenti devono essere distinte perché hanno cause e andamenti differenti.
Posso assumere che il minimo notturno sia tutta infiltrazione?
No. Occorre sottrarre la portata sanitaria residua e gli scarichi continui. Ospedali, industrie e altre attività possono mantenere un contributo significativo durante la notte.
Come scelgo i giorni asciutti?
Devono essere privi dell’influenza della pioggia precedente. Il periodo di esclusione dipende dalla coda di risposta della rete e può variare da un bacino all’altro.
È meglio esprimere l’infiltrazione per chilometro o per ettaro?
Dipende dal riferimento adottato e dai dati disponibili. Il coefficiente deve mantenere le unità e il campo di validità della fonte; criteri alternativi non vanno sommati automaticamente.
Che differenza c’è tra GWI e RDII?
La GWI è una componente di falda relativamente lenta e persistente; la RDII è l’incremento di infiltrazione e inflow associato agli eventi meteorici.
Il metodo RTK può essere utilizzato senza misure?
Può essere impiegato per scenari preliminari, ma i parametri sono molto più affidabili se calibrati su portate e piogge osservate e validati su eventi indipendenti.
Come si localizzano i rami con maggiore infiltrazione?
Servono misure su sottobacini, confronti incrementali e indagini fisiche come videoispezioni, prove con fumo o traccianti, controlli dei chiusini e rilievi di falda.