FGN-0009 · Fognature · Livello Intermedio
Quale velocità massima ammettere nelle tubazioni fognarie
Criteri pratici per limitare abrasione, erosione e criticità idrauliche nelle condotte a gravità, considerando materiale, solidi trasportati, durata del picco e geometria dei manufatti.
Ultimo aggiornamento: 2026-09-02
In sintesi
Non esiste una velocità massima universale valida per tutte le condotte fognarie. Il limite deve essere compatibile con il materiale e il rivestimento interno, con la quantità e l'abrasività dei solidi trasportati, con la durata e la frequenza delle condizioni più gravose e con la geometria di pozzetti, curve, salti e raccordi.
I valori di 4 m/s per le portate nere di punta e di 5 m/s per condizioni meteoriche eccezionali sono riferimenti tradizionali frequentemente richiamati nella pratica italiana, ma non sostituiscono le prescrizioni del gestore né la verifica delle prestazioni dichiarate dal produttore. In presenza di elevate pendenze è necessario controllare anche regime di moto, transizioni, aerazione e dissipazione dell'energia.
Introduzione
Una velocità elevata aumenta la capacità di trasporto della condotta, ma può anche accentuare l'usura delle superfici, le sollecitazioni nei cambi di direzione e le difficoltà di funzionamento nei pozzetti e nei salti.
Il problema è particolarmente importante nelle fognature miste e meteoriche, dove le portate di pioggia possono trascinare sabbie, ghiaia e detriti, e nei tracciati a forte pendenza, nei quali il moto può diventare rapidamente supercritico.
La verifica non consiste quindi nel confrontare il risultato con un unico numero valido in ogni situazione. Occorre stabilire quale velocità sia ammissibile per la specifica combinazione di condotta, fluido, solidi, durata del fenomeno e manufatti presenti lungo la linea.
Che cosa si intende per velocità massima
La velocità media nella sezione bagnata è definita da:
v = Q / A
dove Q è la portata e A è l'area effettivamente bagnata.
La velocità massima di verifica è il valore più elevato raggiunto nella condizione di progetto considerata. Nelle reti a gravità non deve essere calcolata automaticamente con l'area della sezione piena: il tirante può essere inferiore al diametro e la velocità deriva dalla soluzione idraulica corrispondente.
È inoltre necessario indicare se il valore rappresenta una condizione uniforme, il massimo locale di una simulazione o un picco temporale.
Effetti dell'aumento della velocità nelle condotte fognarie e principali verifiche richieste nelle condizioni più gravose.
Perché si limita la velocità
Il limite superiore viene introdotto principalmente per contenere:
- l'abrasione della superficie interna prodotta dai solidi minerali;
- l'erosione o il danneggiamento localizzato di rivestimenti, fondi e raccordi;
- urti e turbolenza nei pozzetti, nelle curve e nelle confluenze;
- spruzzi, trascinamento d'aria e difficoltà di aerazione nei tratti ripidi;
- instabilità del moto e salti idraulici non controllati;
- sollecitazioni concentrate in corrispondenza di discontinuità e difetti di posa.
La velocità media è un indicatore sintetico. Il danno effettivo dipende anche dalla concentrazione, durezza, forma e dimensione dei materiali trasportati e dal numero di eventi durante la vita utile dell'opera.
I riferimenti tradizionali di 4 e 5 m/s
Nella pratica progettuale italiana sono spesso richiamati due valori storici:
- 4 m/s come velocità massima associata alla portata nera di punta;
- 5 m/s come massimo eccezionale per portate pluviali.
Tali riferimenti derivano dalle istruzioni ministeriali tradizionalmente utilizzate nel progetto delle fognature e sono tuttora ripresi in relazioni tecniche e regolamenti. Non devono però essere interpretati come limiti universali o come valori da raggiungere.
Il gestore può imporre soglie più restrittive; il materiale o il rivestimento possono richiedere un limite diverso; condizioni molto abrasive possono rendere opportuni valori sensibilmente inferiori. Prima del progetto definitivo occorre consultare il disciplinare locale e la documentazione tecnica del sistema di tubazione.
Velocità di esercizio e velocità eccezionale
Una velocità sostenuta frequentemente e una velocità più elevata raggiunta per pochi minuti durante un evento raro non producono necessariamente lo stesso effetto nel tempo.
È utile distinguere almeno:
- la velocità nelle condizioni ordinarie di esercizio;
- la velocità alla portata di punta ricorrente;
- la velocità massima durante l'evento di progetto;
- l'eventuale picco associato a condizioni eccezionali o a scenari di verifica.
Per ciascun valore devono essere dichiarati portata, tempo di ritorno o frequenza, durata attesa e tratto interessato. Un limite eccezionale non può essere utilizzato automaticamente per giustificare un funzionamento frequente alla stessa velocità.
Il ruolo dei solidi trasportati
Le acque nere contengono prevalentemente solidi organici, fibre e materiali sospesi, mentre le acque meteoriche possono introdurre sabbie, ghiaia fine e detriti minerali molto più abrasivi.
La capacità di usura non dipende soltanto dalla velocità dell'acqua. Cresce con la quantità dei solidi, la loro durezza, la granulometria, la forma delle particelle, la frequenza degli eventi e il modo in cui esse urtano o scorrono sul fondo.
Per questo una soglia adottata per una fognatura nera non è automaticamente trasferibile a una rete meteorica che drena strade, piazzali industriali, aree di cantiere o superfici soggette a trasporto solido significativo.
Influenza del materiale e del rivestimento
PVC, polietilene, polipropilene, gres, ghisa, calcestruzzo e tubazioni rivestite presentano caratteristiche differenti rispetto ad abrasione, giunti, deformabilità e resistenza agli urti.
Il limite ammissibile non deve essere dedotto dalla sola denominazione del materiale. Occorre verificare la classe e il prodotto effettivamente previsto, lo spessore utile, l'eventuale rivestimento, la qualità dei giunti e le indicazioni del fabbricante.
Nelle condotte esistenti devono essere considerate usura pregressa, corrosione, giunti sporgenti, fessure, deformazioni e perdita del rivestimento. Una velocità compatibile con una tubazione nuova può non esserlo con una condotta già degradata.
Abrasione, corrosione ed erosione non sono sinonimi
L'abrasione è l'usura meccanica dovuta allo sfregamento o all'urto delle particelle solide. La corrosione è invece un processo chimico, elettrochimico o biologico che altera il materiale. Con erosione si descrive più in generale l'asportazione progressiva di materiale per azione del flusso e delle particelle.
Nelle reti fognarie i fenomeni possono sovrapporsi. Una superficie già corrosa può diventare più vulnerabile all'abrasione, mentre la rimozione del rivestimento può esporre il substrato ad attacchi successivi.
Limitare la velocità aiuta a controllare l'azione meccanica, ma non sostituisce la verifica della compatibilità chimica del materiale con il refluo e con l'atmosfera interna alla condotta.
Condotte a forte pendenza e regime supercritico
Nei tratti ripidi il moto può diventare supercritico, cioè caratterizzato da numero di Froude maggiore di 1. In queste condizioni le perturbazioni non si propagano verso monte e variazioni geometriche anche modeste possono generare transizioni rapide e salti idraulici.
Non è sufficiente controllare la velocità calcolata nel tratto uniforme. Occorre verificare l'ingresso, lo sbocco, i cambi di pendenza, le variazioni di diametro e i manufatti intermedi.
Un salto idraulico può essere utilizzato per dissipare energia, ma deve avvenire in un manufatto dimensionato e protetto. Se si forma in posizione non prevista può causare rigurgiti, turbolenza, colpi sui rivestimenti e funzionamenti instabili.
Aerazione e trascinamento d'aria
Le correnti veloci a pelo libero possono trascinare aria, produrre onde e occupare localmente un volume maggiore di quello stimato con un modello semplificato.
Nei tratti molto ripidi o in presenza di salti deve essere garantito un percorso adeguato per l'aria. Pozzetti chiusi o raccordi non aerati possono favorire sovrappressioni e depressioni transitorie, con possibili effetti su chiusini, giunti e regolarità del deflusso.
La verifica dell'aerazione assume particolare rilievo quando la condotta alterna moto a pelo libero e condizioni di riempimento elevato o quando riceve immissioni laterali in un tratto ad alta velocità.
Pozzetti, curve e confluenze
Le criticità più severe possono manifestarsi nei manufatti anziché nel tubo rettilineo. Una corrente veloce che entra in un pozzetto può urtare la parete opposta, generare risalti, spruzzi e forti turbolenze.
Curve brusche, confluenze sfavorevoli, salti non protetti e variazioni improvvise della sezione concentrano l'energia e possono produrre usura localizzata.
Le cunette devono accompagnare la traiettoria del flusso, le immissioni devono essere orientate correttamente e i fondi devono utilizzare materiali o rivestimenti adeguati. La velocità ammissibile del sistema è quindi condizionata anche dal componente più vulnerabile lungo il percorso.
Differenze tra reti nere, miste e meteoriche
Nelle fognature nere le velocità massime sono normalmente associate alle portate di punta degli scarichi. Il contenuto minerale può essere relativamente limitato, ma scarichi impropri o particolari attività possono modificare il rischio.
Nelle fognature miste le condizioni più gravose si verificano spesso durante la pioggia, quando aumentano contemporaneamente portata e apporto di sabbie e detriti. Il controllo deve comprendere sia il funzionamento in tempo secco sia gli eventi meteorici.
Nelle reti meteoriche l'abrasività dipende fortemente dalle superfici drenate e dai sistemi di intercettazione a monte. Dissabbiatori, caditoie efficienti e manutenzione possono ridurre il carico solido, ma non eliminano la necessità della verifica idraulica.
Il rapporto con la pendenza
Nel moto uniforme, secondo Gauckler-Strickler:
v = K · R^(2/3) · i^(1/2)
dove K è il coefficiente di Strickler, R il raggio idraulico e i la pendenza motrice.
L'aumento della pendenza tende quindi ad aumentare la velocità, ma il risultato dipende anche da tirante e geometria della sezione. Nei tracciati ripidi non è corretto imporre semplicemente una pendenza geometrica elevata e limitarsi alla formula di moto uniforme.
Può essere necessario spezzare il dislivello mediante salti, adottare pozzetti dissipatori o studiare una soluzione specifica per il trasporto in forte pendenza.
Il rapporto con il grado di riempimento
La velocità massima deve essere valutata insieme al grado di riempimento. A parità di portata, area bagnata e raggio idraulico variano con il tirante, modificando velocità e regime di moto.
Un basso tirante in un tratto ripido può essere associato a una corrente veloce e supercritica. Un elevato grado di riempimento può invece ridurre il franco disponibile per onde, aerazione e immissioni laterali.
La combinazione critica non coincide sempre con la massima portata. In una simulazione dinamica è opportuno esaminare le serie temporali di velocità, tirante e numero di Froude.
Un esempio di verifica
Si consideri un tratto nel quale, alla portata di progetto, il calcolo restituisca:
Q = 0,80 m³/s
A = 0,22 m²
La velocità media risulta:
v = Q / A = 0,80 / 0,22 = 3,64 m/s circa.
Il valore è inferiore al riferimento tradizionale di 4 m/s, ma ciò non conclude la verifica. Occorre accertare che il limite adottato sia ammesso dal gestore e dal produttore, valutare tipo e concentrazione dei solidi, durata dell'evento, stato della condotta e comportamento del pozzetto a valle.
Se la corrente è supercritica o investe direttamente una parete, può essere necessario un manufatto di dissipazione anche senza superare numericamente 4 m/s.
Analisi di sensibilità
È opportuno ripetere il calcolo modificando entro intervalli plausibili portata, scabrezza, grado di riempimento e condizioni a valle.
Per ogni scenario si possono confrontare velocità massima, durata del superamento di una soglia, numero di Froude e posizione delle principali transizioni. Nei modelli dinamici la durata e la frequenza dei picchi forniscono informazioni più utili del solo massimo istantaneo.
L'analisi consente inoltre di verificare se una piccola variazione delle condizioni al contorno sposta un salto idraulico dal manufatto predisposto all'interno di un tratto non protetto.
Quando la velocità risulta eccessiva
Le possibili misure comprendono:
- ridurre la pendenza del singolo tratto compatibilmente con le quote disponibili;
- suddividere il dislivello mediante pozzetti di salto o manufatti dissipatori;
- adottare rivestimenti resistenti all'abrasione nei punti più sollecitati;
- migliorare raccordi, cunette e orientamento delle immissioni;
- inserire opere di dissabbiatura o intercettazione dei materiali a monte;
- proteggere fondi e pareti soggetti a impatto diretto;
- verificare aerazione e franco nei tratti ripidi;
- modificare diametro o tracciato dopo aver controllato anche velocità minima e grado di riempimento;
- prevedere ispezioni mirate nelle sezioni soggette a usura.
La misura scelta non deve trasferire il problema al tratto successivo o compromettere le verifiche di autopulizia.
Errori frequenti
Tra gli errori più comuni rientrano:
- assumere 4 o 5 m/s come limiti universali indipendenti dal materiale;
- utilizzare il valore eccezionale come velocità ordinaria ammissibile;
- verificare soltanto il tubo rettilineo e ignorare pozzetti, curve e salti;
- trascurare sabbie e altri solidi abrasivi;
- calcolare la velocità con l'area della condotta piena anziché con quella effettivamente bagnata;
- non controllare il numero di Froude nei tratti ripidi;
- ignorare durata e frequenza dei picchi;
- applicare a una condotta esistente i limiti di un prodotto nuovo;
- introdurre un salto senza dimensionare la dissipazione e la protezione del fondo;
- ridurre la velocità senza riesaminare sedimentazione e capacità idraulica.
Una procedura pratica
Una procedura operativa può essere articolata nei seguenti passaggi:
1. individuare tipo di rete e portate da verificare; 2. acquisire prescrizioni del gestore e limiti del sistema di tubazione; 3. stimare natura, granulometria e frequenza dei solidi trasportati; 4. calcolare tirante, area bagnata e velocità per gli scenari significativi; 5. distinguere condizioni ordinarie, di punta, di progetto ed eccezionali; 6. verificare durata e frequenza delle velocità elevate; 7. controllare numero di Froude e transizioni nei tratti ripidi; 8. esaminare pozzetti, curve, confluenze, salti e sbocchi; 9. verificare aerazione, franco e possibili sovrappressioni locali; 10. introdurre dissipazione, protezioni o variazioni geometriche quando necessarie; 11. ricontrollare velocità minima, grado di riempimento e capacità dopo ogni modifica; 12. documentare ipotesi, fonti, risultati e manutenzione prevista.
Riferimenti tecnici e limiti di applicazione
La UNI EN 752:2017 costituisce il riferimento generale vigente per requisiti funzionali, pianificazione, progettazione, installazione, esercizio, manutenzione e risanamento dei sistemi di scarico e fognatura esterni agli edifici.
Le istruzioni ministeriali italiane tradizionalmente richiamate nella progettazione riportano riferimenti di 4 m/s per le portate nere di punta e 5 m/s per condizioni pluviali eccezionali. Diversi regolamenti e documenti tecnici successivi adottano valori propri oppure richiedono semplicemente la compatibilità con il materiale.
Ne deriva che il progettista deve verificare la fonte applicabile al territorio, le prescrizioni del gestore e la documentazione del produttore. I valori riportati in questa nota hanno funzione orientativa e non sostituiscono capitolati, norme di prodotto o valutazioni specifiche del caso.
Conclusioni
La velocità massima ammissibile non può essere scelta mediante un unico valore valido per qualsiasi rete.
I riferimenti di 4 e 5 m/s aiutano a inquadrare il problema, ma la decisione deve considerare materiale, rivestimento, stato della condotta, solidi abrasivi, frequenza del fenomeno e comportamento dei manufatti. Nei tratti a forte pendenza devono essere verificati anche regime supercritico, transizioni, aerazione e dissipazione.
Quando il limite risulta superato, la soluzione deve controllare l'energia senza compromettere capacità di smaltimento e autopulizia. La relazione di calcolo deve rendere espliciti portata, tirante, durata, criterio adottato e verifiche locali.
Software correlati
Domande frequenti
Qual è la velocità massima ammessa in una condotta fognaria?
Non esiste un valore universale. Nella pratica italiana sono spesso richiamati 4 m/s per le portate nere di punta e 5 m/s per portate pluviali eccezionali, ma devono essere verificati prescrizioni del gestore, materiale, solidi trasportati e condizioni locali.
Il limite di 5 m/s può essere utilizzato per il funzionamento ordinario?
No, non automaticamente. È un riferimento eccezionale frequentemente richiamato per le portate pluviali; una velocità frequente o prolungata deve essere valutata con criteri più cautelativi e rispetto alle prestazioni del sistema di tubazione.
Perché le sabbie rendono più critica una velocità elevata?
Le particelle minerali possono urtare e scorrere sulla superficie interna, aumentando l'abrasione. Il rischio dipende anche da concentrazione, durezza, granulometria, durata e frequenza degli eventi.
Basta verificare la velocità nel tratto rettilineo?
No. Pozzetti, curve, confluenze, salti e sbocchi possono subire urti e turbolenze più gravosi rispetto al tubo e devono essere verificati separatamente.
Che cosa comporta il regime supercritico?
Può produrre transizioni rapide e salti idraulici in corrispondenza delle variazioni geometriche. Occorre controllare numero di Froude, posizione dei risalti, aerazione e dissipazione dell'energia.
Come si riduce una velocità eccessiva in un tratto ripido?
Si può ripartire il dislivello con pozzetti di salto o dissipatori, modificare il profilo, proteggere i punti di impatto e migliorare i raccordi. Ogni modifica richiede una nuova verifica di capacità, riempimento e autopulizia.