ACQ-0006 · Acquedotti · Livello Intermedio

Quale velocità minima e massima adottare nelle condotte in pressione

Criteri per valutare le velocità nelle reti acquedottistiche considerando perdite di carico, pressioni, transitori, ricambio dell'acqua, lavaggi e condizioni eccezionali.

Ultimo aggiornamento: 2026-09-07

In sintesi

Non esiste una velocità minima o massima valida per qualsiasi condotta in pressione. La velocità varia con la domanda e deve essere riferita a uno scenario preciso: minimo notturno, funzionamento medio, ora di punta, incendio, riempimento, svuotamento o lavaggio.

Come criterio orientativo di prima impostazione, nelle reti di distribuzione si ricerca spesso un funzionamento ordinario nell'ordine di 0,5–2,0 m/s. Valori inferiori richiedono attenzione a ricambio, tempi di permanenza e possibilità di lavaggio; valori superiori richiedono verifiche più severe su perdite di carico, pressioni, transitori, organi e rumore. Questi intervalli non sono limiti normativi universali: prevalgono prescrizioni del gestore, funzione della linea, materiale e calcolo dell'intero sistema.

Gli intervalli di velocità sono criteri progettuali e non limiti universali. Devono essere riferiti allo scenario e verificati con norme, prescrizioni del gestore e caratteristiche del sistema.

Nel report indicare per ogni tratto velocità minima e massima, scenario nel quale si verificano e durata della condizione, non soltanto un valore istantaneo.

Introduzione

La velocità è uno degli indicatori più immediati nel dimensionamento di una rete, ma non può essere utilizzata isolatamente. A parità di portata dipende dal diametro interno; a parità di condotta cambia continuamente con la domanda e con la configurazione della rete.

Una velocità elevata può determinare perdite di carico significative e accrescere la sensibilità ai transitori. Una velocità bassa può accompagnarsi a scarso ricambio e tempi di permanenza elevati, ma non costituisce automaticamente un'anomalia.

La scelta deve quindi collegare velocità, pressione, energia, qualità dell'acqua e gestione e deve essere verificata nell'intero intervallo di funzionamento.

Una condotta non ha una sola velocità

La velocità può essere molto diversa nelle seguenti condizioni:

• minimo notturno;

• domanda media;

• ora di punta;

• massimo stagionale;

• incendio;

• fuori servizio di un tratto della rete;

• riempimento o svuotamento;

• lavaggio programmato.

Ogni valore deve essere accompagnato da scenario, portata e durata. Dichiarare soltanto “velocità della condotta” senza specificare la condizione rende il dato ambiguo.

Relazione tra portata, diametro e velocità

Per una condotta circolare in pressione la velocità media è:

v = Q / A = 4 · Q / (pi greco · Di²)

dove Q è la portata, A l'area della sezione e Di il diametro interno effettivo.

Poiché il diametro compare al quadrato, una riduzione della sezione produce un aumento sensibile della velocità. Il calcolo deve utilizzare il diametro interno della specifica tubazione, non automaticamente il DN.

La velocità media non descrive i fenomeni locali nei raccordi, nelle valvole o nelle brusche variazioni di sezione, dove possono verificarsi accelerazioni e pressioni inferiori.

Esiste una velocità minima obbligatoria?

Nelle reti per acqua potabile non esiste in generale una velocità minima universale capace, da sola, di garantire qualità e assenza di depositi.

Una velocità bassa segnala la necessità di verificare tempo di permanenza, ricambio, decadimento del disinfettante, caratteristiche dell'acqua, presenza di sedimenti e possibilità di lavaggio.

Rami terminali, reti stagionali e condotte dimensionate per eventi rari possono funzionare a lungo con velocità molto ridotte. In tali casi la soluzione può richiedere una diversa configurazione della rete o misure gestionali, non semplicemente un diametro inferiore.

Eventuali valori minimi prescritti dal gestore devono essere applicati allo scenario e alla categoria di condotta indicati.

Esiste una velocità massima obbligatoria?

Anche la velocità massima dipende dalla funzione della condotta e dalle prescrizioni applicabili. Non può essere definita senza verificare perdite di carico, pressione residua, sovrapressioni e depressioni, materiale, rivestimenti, organi e durata dell'evento.

Una velocità elevata per pochi minuti durante un lavaggio o un incendio ha significato diverso da un valore mantenuto ogni giorno nell'esercizio ordinario.

Il limite del progetto può essere determinato dalla pressione minima ai nodi prima che da una soglia di velocità. In altri casi possono governare transitori, rumore, vibrazioni o prestazioni di valvole e misuratori.

I valori massimi devono quindi essere verificati nel sistema completo.

Un intervallo orientativo per il funzionamento ordinario

Nella fase preliminare di progetto, per molte condotte di distribuzione si può assumere come obiettivo orientativo un intervallo dell'ordine di 0,5–2,0 m/s durante condizioni ordinarie significative.

Il limite inferiore non garantisce automaticamente autopulizia o qualità dell'acqua; il limite superiore non rappresenta una soglia universale di sicurezza. Entrambi devono essere adattati a funzione, diametro, materiale, portata, pressione disponibile e regole del gestore.

Per brevi condizioni eccezionali possono essere accettati valori diversi, purché siano verificate perdite, pressioni, transitori e organi. Non è corretto utilizzare l'intervallo come sostituto del calcolo.

Velocità basse, ricambio ed età dell'acqua

Quando la portata è piccola rispetto al volume della condotta, il ricambio rallenta e aumenta il tempo di permanenza. Possono diventare rilevanti decadimento del disinfettante, variazioni di temperatura, interazioni con pareti e sedimenti e crescita biologica.

La velocità istantanea non coincide con l'età dell'acqua: quest'ultima dipende da rete, serbatoi, direzioni di flusso, cicli di domanda e miscelazione.

La verifica deve utilizzare una simulazione in periodo esteso e, quando necessario, un modello di qualità. Nei rami terminali devono essere considerate frequenza dei prelievi e procedure di spurgo.

Ridurre il diametro può migliorare il ricambio, ma deve rimanere compatibile con punta, incendio e pressione residua.

Velocità basse e depositi

Le reti possono accumulare particelle introdotte dall'acqua, prodotti di corrosione o materiali mobilizzati durante lavori e rotture. Portate abitualmente ridotte possono favorire la permanenza dei depositi.

Non esiste però una singola velocità ordinaria che garantisca la completa rimozione di qualunque sedimento. Deposizione e risospensione dipendono da dimensione, densità e coesione delle particelle, biofilm, materiale e variazioni di portata.

Una rete che funziona normalmente a bassa velocità può richiedere lavaggi periodici progettati per ottenere condizioni idrauliche adeguate alla mobilizzazione e all'espulsione dei materiali.

Velocità elevate e perdite di carico

Con Darcy–Weisbach la perdita distribuita è:

hf = f · (L / Di) · (v² / 2g)

La dipendenza dal quadrato della velocità mostra perché valori elevati possono consumare rapidamente il carico disponibile. Anche il fattore di attrito varia con numero di Reynolds e scabrezza relativa.

Devono essere aggiunte le perdite localizzate di curve, valvole, tee, riduzioni, misuratori e altri organi. Nei tratti corti o con molte apparecchiature possono essere determinanti.

La verifica decisiva è la pressione residua nei nodi, non la velocità osservata da sola.

Velocità elevate, energia e costi

Nelle condotte pompate le maggiori perdite di carico richiedono più prevalenza e più energia. Un diametro ridotto può avere costo iniziale inferiore ma produrre un costo di esercizio maggiore durante la vita utile.

La valutazione economica deve considerare profilo annuale delle portate, rendimento delle pompe, tariffa energetica, durata di funzionamento, manutenzione e possibili ampliamenti.

Nelle condotte a gravità il carico disponibile può consentire velocità maggiori, ma rimangono necessarie le verifiche di pressione, transitorio e organi.

Transitori e variazioni rapide di velocità

Le sovrapressioni e depressioni dipendono dalla variazione di velocità, dalla rapidità della manovra, dalla celerità dell'onda e dalle caratteristiche del sistema.

Arresti di pompa, chiusure di valvole, rotture e riempimenti possono produrre condizioni molto più gravose di quelle del moto permanente. Una velocità ordinaria elevata aumenta spesso la variazione potenziale associata a un arresto rapido.

Devono essere analizzati profilo altimetrico, materiale, spessore, presenza d'aria, tempi di manovra e dispositivi di protezione. Un limite alla velocità non sostituisce l'analisi del colpo d'ariete quando necessaria.

Cavitazione, depressioni e presenza d'aria

La cavitazione non dipende dalla velocità globale della condotta in modo isolato, ma dalla pressione locale. Strozzature, valvole parzializzate e variazioni di sezione possono generare zone di bassa pressione anche quando la velocità media del tratto appare accettabile.

Nei punti alti, durante transitori o svuotamenti, possono verificarsi depressioni e ingresso d'aria. Devono essere valutati sfiati, valvole di rientro aria, rischio di collasso e modalità di riempimento.

Le velocità di riempimento e svuotamento devono seguire procedure controllate e non essere assimilate automaticamente al funzionamento ordinario.

Valvole, misuratori e raccordi

Ogni organo possiede un campo operativo e introduce perdite localizzate. Valvole di regolazione, contatori e misuratori possono avere limiti di velocità o portata differenti da quelli della tubazione.

Nei cambi di diametro e nei raccordi la velocità locale e la pressione possono variare sensibilmente. Devono essere utilizzati dati del componente reale e della sua posizione di esercizio.

Rumore, vibrazione, usura di guarnizioni e instabilità della regolazione possono indicare condizioni non adeguate anche prima di raggiungere un limite teorico del tubo.

Materiale e rivestimento della condotta

Materiale, spessore e rivestimento influenzano scabrezza, celerità dell'onda, resistenza alle pressioni e risposta ai transitori.

La velocità ammissibile deve essere compatibile con tubi, giunti, raccordi e protezioni interne. Non è corretto attribuire al materiale una soglia unica indipendente dalla classe, dalle condizioni dell'acqua e dalla durata dell'esercizio.

La documentazione del sistema e le prescrizioni del gestore devono essere verificate insieme al calcolo idraulico.

Condizioni di punta e antincendio

Nell'ora di punta la velocità deve essere verificata insieme alla pressione minima richiesta ai nodi. Se la rete contribuisce all'antincendio, devono essere definiti portata, ubicazione, durata e contemporaneità con gli altri consumi.

Una velocità superiore all'intervallo ordinario può risultare ammissibile per un evento breve, ma richiede verifica delle perdite di carico, della pressione residua e dei transitori.

Dimensionare l'intera rete per mantenere sempre una velocità ordinaria bassa durante un evento raro può produrre sovradimensionamento e scarso ricambio nel resto dell'anno.

Velocità di lavaggio

Il lavaggio ha l'obiettivo di mobilizzare e allontanare sedimenti e acqua stagnante attraverso scarichi adeguati. La velocità necessaria dipende da caratteristiche dei depositi, diametro, materiale e procedura del gestore.

La portata di lavaggio non deve essere confusa con la domanda ordinaria. Deve essere simulata con valvole e scarichi nella configurazione prevista, verificando disponibilità idrica, pressioni agli utenti, capacità di smaltimento e durata.

Una rete può funzionare correttamente con velocità ordinarie inferiori a quelle di lavaggio, purché sia realmente possibile generare e gestire il flusso necessario durante la manutenzione.

Simulazione in periodo esteso

Una verifica su un solo istante non descrive la variabilità giornaliera. La simulazione in periodo esteso consente di individuare durata e frequenza delle velocità basse o elevate e il loro rapporto con serbatoi, pompe e profili di domanda.

È opportuno controllare almeno velocità minima, media e massima, ma anche il tempo trascorso sotto o sopra soglie progettuali dichiarate.

Le inversioni di flusso devono essere analizzate nei tratti magliati. Un valore medio vicino a zero può nascondere portate significative in direzioni opposte durante il ciclo.

Esempio applicativo

Si consideri una condotta con diametro interno di 100 millimetri. Per differenti portate si ottengono, a scopo didattico:

• con 1 litro al secondo, v circa 0,13 m/s;

• con 6 litri al secondo, v circa 0,76 m/s;

• con 15 litri al secondo, v circa 1,91 m/s;

• con 25 litri al secondo, v circa 3,18 m/s.

La stessa condotta passa quindi da una velocità molto bassa nel minimo a un valore elevato nell'evento eccezionale. Il giudizio non può basarsi su una sola delle quattro condizioni.

Devono essere verificati ricambio e lavaggio nella prima condizione, funzionamento ordinario nelle due intermedie e perdite, pressione residua, organi e transitori nell'ultima. I valori non rappresentano limiti normativi.

Reti esistenti e calibrazione

In una rete esistente la velocità calcolata dipende da diametro interno reale, scabrezza, domande, perdite e stato delle valvole. Errori in questi dati possono rendere poco significativo il risultato.

La calibrazione deve utilizzare portate, pressioni, livelli dei serbatoi e stati delle pompe in più fasce orarie. Una portata misurata in un tratto consente di verificare direttamente la velocità soltanto se la sezione utile è nota.

Depositi, incrostazioni e rivestimenti possono ridurre la sezione e aumentare velocità e perdite rispetto ai dati nominali.

Errori frequenti

Tra gli errori più comuni rientrano:

• indicare una velocità senza specificare lo scenario;

• trattare intervalli orientativi come limiti normativi universali;

• utilizzare il DN al posto del diametro interno;

• verificare soltanto l'ora di punta;

• considerare ogni velocità bassa come inaccettabile;

• ignorare ricambio ed età dell'acqua;

• trascurare perdite localizzate e pressione residua;

• confondere velocità ordinaria e velocità di lavaggio;

• ammettere velocità elevate senza verifica dei transitori;

• ignorare limiti di valvole e misuratori;

• utilizzare valori medi che nascondono inversioni di flusso;

• non verificare la durata delle condizioni critiche.

Una procedura pratica di verifica

Una procedura operativa può essere articolata nei seguenti passaggi:

1. definire funzione e materiale della condotta;

2. utilizzare il diametro interno effettivo;

3. costruire gli scenari di minimo, media, punta ed evento eccezionale;

4. calcolare velocità, perdite e pressioni nell'intera rete;

5. verificare durata e frequenza delle condizioni mediante periodo esteso;

6. controllare ricambio ed età dell'acqua nei tratti lenti;

7. verificare organi, rumore e vibrazioni nei tratti veloci;

8. analizzare i transitori quando significativi;

9. simulare lavaggi e configurazioni di manutenzione;

10. confrontare diametri e alternative di rete;

11. applicare prescrizioni del gestore e del sistema di tubazione;

12. documentare scenari, soglie adottate e motivazioni.

Riferimenti tecnici e limiti di applicazione

La UNI EN 805:2025 costituisce il riferimento generale per progettazione, costruzione, collaudo e gestione dei sistemi di approvvigionamento idrico all'esterno degli edifici.

EPANET 2.2 consente di calcolare portate, velocità, perdite di carico e pressioni e di eseguire simulazioni in periodo esteso e analisi di qualità dell'acqua. I risultati dipendono dalla correttezza di domande, diametri interni, scabrezze e stato degli organi.

La Direttiva (UE) 2020/2184 e il decreto legislativo 18/2023 richiedono attenzione alla sicurezza e alla qualità dell'acqua distribuita. Le condizioni di basso ricambio devono essere valutate nel contesto del sistema reale.

Gli intervalli riportati nella nota sono orientativi. Prevalgono limiti, criteri e procedure contenuti nelle norme applicabili, nei regolamenti del gestore e nella documentazione dei componenti.

Conclusioni

La velocità deve essere letta come una variabile del sistema, non come un numero fisso associato alla condotta. Il giudizio richiede scenario, durata, diametro interno e funzione della linea.

Un intervallo ordinario dell'ordine di 0,5–2,0 m/s può guidare la prima impostazione, ma non sostituisce le verifiche. Valori inferiori richiedono attenzione a ricambio e lavaggio; valori superiori richiedono controlli su perdite, pressione, organi e transitori.

Il progetto corretto verifica insieme minimo notturno, funzionamento medio, punta, antincendio e manutenzione e documenta le eventuali condizioni esterne all'intervallo adottato.

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Domande frequenti

Come riferimento preliminare si ricerca spesso un intervallo ordinario dell'ordine di 0,5–2,0 m/s, da verificare rispetto a funzione, pressioni, perdite, qualità dell'acqua e prescrizioni del gestore.

Non automaticamente. Devono essere verificati durata, ricambio, età dell'acqua, sedimenti e possibilità di lavaggio, soprattutto nei rami terminali e stagionali.

Può accadere in condizioni di punta, incendio o lavaggio, ma devono essere controllati perdite di carico, pressione residua, transitori, organi e durata dell'evento.

Il diametro interno effettivo della specifica tubazione, dipendente da materiale, classe e spessore, non automaticamente il diametro nominale DN.

No. L'età dell'acqua dipende anche da lunghezza, volumi, serbatoi, direzioni di flusso e profili di domanda. Deve essere valutata con una simulazione temporale.

No. Il lavaggio è una condizione gestionale specifica, con portata, configurazione delle valvole, scarico e durata progettati per rimuovere sedimenti e acqua stagnante.

Nella formula di Darcy–Weisbach la perdita dipende dal quadrato della velocità, oltre che da lunghezza, diametro, scabrezza e regime di moto.

No. Devono essere controllate anche pressioni, perdite, transitori, funzionamento degli organi e, nelle condizioni minime, ricambio e qualità dell'acqua.