7/29/2019 Durabilitatea Retelelor de Canalizare Din Materiale Plastice

1/7

Universitatea Tehnica de Constructii

Bdul Lacul Tei 124 Sector 2- Bucuresti

Tel 021 242 1208/ Fax 021 242 0781

Aspecte legate de durabilitatea retelelor de canalizare realizate din mase plastice.

1- Obligatii tehnice rezultate din asumarea unor responsabilitati legate de protectiamediului in Romania

Asumarea responsabilitatilor de protectie a mediului de catre tara noastra in vederea

alinierii la normele Europene au fost concretizate in mod clar:

-pana in 2018 apropape toate localitatile vor avea asigurata apa potabila prin sisteme

centralizate corect si eficient exploate;

-cum lucrarile de alimentare cu apa nu pot functiona corect fara asigurarea colectarii si

epurarii apelor uzate din localitate rezulta ca va trebui realizat si sistemul de canalizare.

-efortul necesar pentru realizarea acestui deziderat este deosebit datorita faptului catermenele sunt foarte scurte, iar complicatiile legate de realizarea unor asemenea sisteme

in mediul rural (pentru aproximativ 40% din populatia tarii) sunt mult mai mari decat cele de

la sistemelor de canalizare din orase ( exista o experienta, populatia este obisnuita cu un

asemenea sistem, intretinerea siustemului este mai simpla, costurile de operare sunt mai

mici iar resursele fiunanciare ale populatiei orasenesti sunt mai mari decat cele ale

populatiei din zonele rurale; este un serviciu care trebuie platit regulat).

2.Starea actuala a constructiei sistemelor de alimentare cu apa si canalizare

La nivelul anului 2009, rezulta din Raportul ARA/ CTS la Conferinta din Iunie 2010, deci cu

cca 10 ani inainte de termeniul final de raportare, existau 309 localitati urbane si 406comune (din cele peste 2300 existente) care aveau asigurata apa dintr-un sistem centralizat

si sistem de canalizare fara insa a putea spune ca toti locuitorii localitatilor respective

aveau acces la aceste servicii. Se precizeaza ca in localitatile urbane sunt inca 10-46% din

populatie fara acces la apa si canalizare ca sisteme ingineresti . In domeniul rural problema

este insa dramatica daca tinem seama ca sunt cca 3000 sate alimentaste cu apa (din cele

peste 16000 existente) iar pentru canalizare lucrurile sunt si mai complicate. Se poate

aprecia ca in domeniul rural abia un procent de 3-5% din populatie se bucura de un serviciu

de canalizare adecvat. Este extrem de putin.

In ce priveste reteaua de canalizare exista cca 20300 km de retea pentru o populatie de 9,2

mil. locuitori sau in medie 2,2 m/loc. Rezulta ca pentru populatia neracordata la canalizare(cca 11,8 mil) ar mai fi nevoie de peste 26000 km de retea. In realitatea aceasta retea va fi

mult mai lunga deoarece in zonale rurale din cauza densitatii mici a populatiei si a distribuirii

acesteia in lungul drumurilor lungimea specifica poate atinge si 10m /loc.

Daca acestor locuitori li se asigura in prealabil si apa rezulta ca ar fi nevoie de dublul acestei

valori adica cca 52000 km de retea.

La aceasta lungime trebuie adaugata si reteaua necesara celor (in medie ) 20% din locuitorii

ai oraselor care nu au canalizare deci inca 22000 km retea.

Rezulta ca in total in cei aproximastiv 10 ani de lucru ar trebui construita o lungime totala de

retea de cca 74-75000 km. Estimarea este facuta numai pentru a avea un ordin de marime.

In 2008 au fost realizate retele insumand cca 1000 km si daca ritmul se mentine ar reziultaca in cei 10 ani se va putea asigura inca 10 000 km. Este foarte putin.

7/29/2019 Durabilitatea Retelelor de Canalizare Din Materiale Plastice

2/7

2

Dece sunt cumulate lungimile celor doua retele?

Cel putin din doua motive: sunt legate functional si vor fi realizate in majoritate covarsitoare

din acelasi tip de material: masa plastica obiectul discutiei noastre de astazi.

Dece din masa plastica?

- In cea mai mare partre retelele vor evacua numai apa uzata menajera; debitelesunt mici in localitarile rurale si la fel de mici in localitatile urbane deoarece

extinderea se va face la capetele de retea.

- Tuburile din masa plastica sunt cele mai ieftine la diametre mici.- Tehnologia de realizare a colectoarelor din tuburi de diametre mici are

particularitati; sunt posibile mai multe tipuri de retele.

- Este epoca tuburilor din mase plastice cu aspectele bune si unele aspecteneclare inca.

3 Solutii pentru construirea retelelor de canalizare.

a- Retea de canalizare gravitationalaIn etapa actuala singurul sistem de canalizare aplicat la scara mare este canalizarea cufunctionare gravitationala , canalizare dezvoltata de cel putin 4000 de ani. Daca incercam sa

realizam o retea gravitationala intr-o localitate rurala ne lovim de mai multe dificultati, toate

cumulate intr-un singur aspect; reteaua nu va functiona bine deoarece nu are cu ce ;

debitele sunt asa de mici incat nu se poate asigura curgerea apei cu o vitetza care sa evite

colmatarea; se realizeaza viteze de 0,1-0,3 m/s in loc de min. 0,7 m/s cel putin odata pe zi;

deoarece nu colecteaza apa de ploaie (decat accidental ) spalarea trebuie facuta controlat si

foarte frcvent.

Dece se intampla un asemenea lucru? Din mai multe motive:

- conform vechilor Standarde si normelor tehnice acceptate diametrul minim altubului trebuie sa fie 250mm indiferent de marimea debitului;

- conform SR EN 752 panta colectorului trebuie sa fie 1/ DN, deci minimum 4%0,- la un asemenea tub/ colector pentru a avea o viteza de peste 0,7 m/s ar trebui

ca debitul la sectiune plina sa fie de cel putin 40l/s; la o localitate cu 5000

locuitori ( o localitate mare), pentru un debit specific de 100 l/om.zi si

coeficientul de variatie zilnica 1,3 si 2,0 pentru coeficientul de variatie orara

valoarea totala a debitului este abia 18 l/s ( si aceasta in punctul final inainte de

statia de epurare),

- de parca nu ar fi suficient racordarea locuitorilor la retea se va face in timp;starea financiara a multora dintre locuitori nu este prea buna si racordarea la

canalizare nu va fi prioritara; care este ritmul de racordare? practic necunoscutdar in mod efectiv la un proiect care trebuie realizat se presupune ca

racordarea este 100%,

- spalarea retelei de canalizare este o problema complicata si trebuie realizatafrecvent din cauza incercarii de a mentine a stare salubra in localitate; apa

introdusa suplimentar pentru spalare va conduce la modificarea parametrilor de

functionare ai statiei de epurare si asa destul de necunoscuti in mod real,

- in multe cazuri populatia va tinde sa evacueze prin aceeasi retea si o parte dinapa meteorica; consecintele pot fi foarte neplacute din cauza refularii retelei si

ajungerii apelor menajere pe strada, prin refulare,

-

racordarea frauduloasa este foarte posibila sistemul fiind deschis si aparent cucapacitate mare de transport,

7/29/2019 Durabilitatea Retelelor de Canalizare Din Materiale Plastice

3/7

3

- introducerea unor ape neconforme este foarte posibila deoarece educatiapentru folosirea corecta a canalizarii abia incepe; consecintele pot fi multiple si

toate conduc la o exploatare foarte grea a sistemului.

Cum infuenteaza reteaua asupra materialului din care este executata?

Materialul retelei se comporta bine:

-functioneaza cu nivel liber deci nu solicita tuburile din interior (exceptand cazul probei

de presiune si a cazurilor de refulare din motive accidentale)

-inceperea fermentarii apei pe colectoare este suparatoare pentru populatie materialul

in principiu nu este afectat; nu sunt date asupra unor incercari de durata pentru

verificarea functionarii in conditii agresive severe ( formarea de hidrogen sulfurat si chiar

a acidului sulfuric pe colectoare)

-caminele care pot fi facute tot din din masa plastica pot fi rezistente

-singurul necaz care poate interveni este o executie proasta ( compactarea deficitara a

pamantului langa tub poate duce la ruperea acestuia); avand in vedere ca reteaua se

construieste pentru mai bine de 50 ani executia trebuie facuta ingrijit chiar dacadiametrul tuburilor este mic; tuburile sunt insa elastice si o deformatie initiala ar putea

reduce mult stabilitatea tuburilor; cum remedierea avariilor este dificila (chiar daca se

socoteste numai modul de evacuare a apei uzate pe durata reparatiei) si costisitoare; un

calcul facut de prof D Furis pentru un tub de PAFSIN (elastic), cu rigiditate maxima

(SN10000) arata ca efortul din peretele tubului creste cu peste 25% in cazul unei

umpluturi prost facute langa tub.

b- Retea de canalizare sub vacuum

A fost dezvoltata in Europa de peste 60 ani pentru rezolvarea canalizarii in conditii

specifice pe care partial le intalnim si noi acum; teren plat, apa subterana cu nivel ridicat,

debite mici si foarte variabile. Desi conditiile de atunci erau grele deoareceechipamenterle de pompare erau putin performante sistemul s-a dezvoltat si astazi sunt

probabil mii de asemenea sisteme. Ideea de functionare exista fiind aplicata la sifonarea

apei subterane din puturi. Complicatia care aparea era legata de faptul ca la puturi

capetele conductelor erau totodeauna cufundate in apa deoarece putul avea apa

continuu. Aici in camin (similarul putului) putea sa fie apa si lucrurile mergeau sau putea

sa nu fie apa si atunci sistemul se dezamorsa. Totodata apa din put era curata si viteza

de curgere nu era o problema dar in colector apa uzata care avea suspensii care prin

depunere incepea sa fermenteze si deci introducea conditii grele de functionare.

Solutionarea a fost facuta prin prevederea unor vane speciale de inchidere in camine

vane care se deschid numai atunci cand este apa. Pentru realizarea unei viteze mari s-aadoptat o asemenea forma pentru colector (panta colectorului nu mai este esentiala ca

la canalizarea gravitationala) incat sa se asigure curgerea unei emulsii de apa-aer;

curgerea se face cu viteze de 3-5 m/s.

Sunt incepute in tara cateva sisteme ( la Bors sistemul ar trebui sa fie functional deja) si

probabil experianta se va extinde rapid din cauza avantajelor pe care le prezinta :

- diametre mici ale colectoarelor, 90-200mm,- curgerea fortata a apei, guvernata de vacumuul de la captul aval al colectorului

nu de panta terenului, panta care poate fi de 0,6%,

- extinderea retelei se poate face progresiv (dupa o solutie generala gandita de lainceput) fara a fi legata de posibiltatile banesti ale locuitorilor; desigur cafunctionarea nu va fi economica la inceput,

7/29/2019 Durabilitatea Retelelor de Canalizare Din Materiale Plastice

4/7

- 4- lipsa mirosului deoarece tot sistemul este inchis si aerul evacuat la statia de

vacuum este filtrat prin carbune activ,

- functionarea este dinamica deoarece vanale din camine se dechid la colectareaunui volum de 40 litri de apa; miscarea repetat violenta a apei si aerului produce

o solicitare mare a tubulaturii,

- adancimea de executie depinde de adancimea de inghet in principal,- racordarea frauduloasa este exclusa deoarece gaurirea colectorului duce

automat la dezamorsarea generala a sistemului.

Pot fi mentionate cateva dezavantaje ale sistemului:

- este privit cu neincredere ca orice lucru nou; o parte din neincredere poate fieliminata prin tr-o vizita la modelul functiomnnal de la Universitatea Tehnica din

Timisoara si gospodarit de catre dl prof Mirel.

- aparent are un consum mai mare de energie, din cauza pompei de vacuum careare un randament mic; un calcul corect in aceleasi conditii comparativ cu o

canalizare gravitationala arata ca dezavantajul nu este semnifucativ,- executia retelei trebuie facutea in bune conditii deoarece functionarea etansa

este esentiala; etanseitatea trebuie verificata la vacuum lucru care nu se face la

canalizarea gravitationala,

- functionarea dinamica ( dpdv hidraulic miscarea este nepermanenta si bifazica)solicita materialul conductei care de regula este din PE tuburi sudate cap la cap,

- nu se poate aplica in conditiile unui teren foarte denivelat unde vacuumuldepaseste 8m CA.

Solicitarea materialului de catre sistemul de canalizare:

- tuburile functioneaza tot timpul sub vacuum, ca atare peretele este solicitatsuplimentar din exterior; ca atare si tubul trebuie sa fie rezistent; solicitarea esteperiodica deci trebuie verificata rezistenta tubului la sarcini dinamice din

curgere (un fel de lovitura de berbec la sarcini negative),

- toate imbinarile trebuie bine realizate deoarece daca se produce o fisurare sedezamorseaza tot sistemul; executia nu este la indemana oricui; trebuie bine

invatata,

- solicitarea la presiune alternativa, de ordinul 0,5 bari , dar foarte des repetataeste de natura sa conduca la imbatranirea mai rapida a materialului tubului;

acest lucru trebuie verificat de catre fabricant,

- folosirea tuburilor din PVC nu este recomandabila.c- Retea de canalizare sub presiuneSistemul cu retea de canalizare functionand sub presiune s-a dezvoltat in SUA in anii60

pentru a rezolva problema racordarii unor consumatori relatriv izolati si aflati la cote care nu

permiteau o racordare directa la o canalizare gravitationala. S-a dezvoltat greu din cauza ca

lipseau pompele adecvate apei de canalizare, pompe mici, robuste, imersate si cu

performnante ridicate.

Astazi pot fi aplicate in orice conditii deoarece beneficiaza de pompe submersibile, cu

tocator pentru maruntirea materialului grosier, cu randamente bune si cu durate mari de

functionare; pentru amplasarea lor , la fiecare 1-4 familii, au fost realizate si camine

specializate. Presiunea de lucru este relativ mica (sub 4 bari). Sunt proiectate unele sisteme

si in tara dar nu sunt date ca ar functiona ceva.Unele dintre avantajele sistemului:

7/29/2019 Durabilitatea Retelelor de Canalizare Din Materiale Plastice

5/7

5

- foloseste diametre mici de colectoare 32-100-150 mm,- dezvoltarea retelei poate fi progresiva,- favorabil in localitati cu mari denivelari de teren,- panta colectorului este indiferenta; poate fi pozitiva/negativa sau cu valoare

zero,

- functionare sub presiune deci fara mirosuri in localitate,- poate fi asezata la distante mici de reteaua de apa,- racordarea frauduloasa este greu de realizat sistemul fiind sub presiune,- automatizare avansata, flexibila

Unele dintre dezavantajele sistemului:

- dimensionare complicata a colectoarelor deoarece nu se cunoaste valoareaprobabila a debitelor de apa uzata produse in mod curent; automatizarea

functionarii prin sistemul computerizat probabil ca are anumite limite,

- modul de reglare a pompelor este complicat deoarece ritmul de pompare estetotdeauna aleatoriu; optimizarea pomparii poate fi complicata,

- siguranta alimentarii cu energie a pompelor poate fi o problema foartecomplicata; daca la alte sisteme de pompare se poate asigura o sursa de rezerva

aici prevederea unei surse de rezerva la sute de statii de pompare dintr-o

localitate poate fi deosebit de complicata; punerea in functiune a primului

sistem in tara poate fi deosebit de importanta in intelegerea modului corect de

de functionare .

4. Materiale utilizate si cerinte speciale asupra lor

In constructia retelei de canalizare se utilizeaza astazi o gama relativ mare de materiale. O

parte din cartacteristicile constructive sunt date in tabel. La toate trebuie mentionatarezistenta hidraulica redusa din cauza posibilitatilor de prelucrare a maselor plastice.

Betonul simplu, materialul traditional, nu a fost introdus in tabel din cauza multiplelor

dificultati la executie (greu, imbinare complicata si posibil neetansa , fragil etc). Are

avantajul durabilitatii, daca este bine facut (exista o experienta de peste 100 ani)

Materiale utilizate la realizarea retelelor de canalizare

Caracteristici/Material PVC PE P gofrat PAFSIN

Diametru fabricat 10-1000 10-2000 50-3000 200-3000

Presiune nominala,

bar

1 16 1 32

Lungime tub, m 6 6-100 6-12 6

Imbinare mufa Sudare c/c mufa Manson

Durabilitate, ani >50 >50 >50 >50

Rezistenta la

intindere, daN/cm2

480 100 1000

Greutate specifica,

daN/m3

1370-1470 950 1700-1800

Modul Elastic,

daN/mm2

300 150-250 500-1800

Coefic .de dilatare,mm/

0C x 10

660-80 150-250 100-300

7/29/2019 Durabilitatea Retelelor de Canalizare Din Materiale Plastice

6/7

6

5 Concluzii

Suntem intr-o etapa complicata; avem inca foarte mult de construit pentrureteaua de canalizare iar timpul a devenit foarte scurt pentru indeplinirea

obligatiilor.

Ssolutiile de realizare a retelei de canalizare s-au diversificat ; practic pot fianalizate trei variante, gravitationala, sub vacuum si sub presiune; trebuie

indrazneala si exigenta in promovarea uneia dintre variante.

Exista o gama relativ larga de diametre si materiale; nu toate pot fi insa folositela oricare dintre sistemele de canalizare. Daca la sistemul gravitational pot fi

rational folosite tuburile din PVC, PE gofrat, PAFSIN la celelalte nu pot fi utilizate

decat tuburile din PEHD din cauza conditiilor mai grele de lucru. Pentru o mai

buna cunoastere a comportarii materialelor in exploatare ar fi importanta

realizarea de teste de rezistenta si durabilitate la functionarea la presiune rapid

variabila.

Desi tehnologia de punere in opera este cunoscuta exigenta in construirea reteleitrebuie imbunatatita; de calitatea executiei depinde usurinta in exploatare.

Din cauzele mentionate functionarea retelei gravitationale este complicata inzonele rurale; asigurarea unei exploatari adecvate este complicata.

Sunt necesare studii pentru cunoasterea cantitatii de apa uzata real colectata inlocalitatile rurale precum si calitatea acestei ape; calitatea , ca de altfel si

cantitatea , sunt foarte importante si pentru functionarea statiilor de epurare.

Prof univ dr ing Alexandru Manescu

Profesor consultant

Sept 2010

Anexa 3 figuri cu schemele retelei de canalizare

7/29/2019 Durabilitatea Retelelor de Canalizare Din Materiale Plastice

7/7

Fig 1- Schema canalizarii functionand sub vacuum

Fig 2- Schema retelei functionand sub presiune

Fig 3. Sistem de canalizare cu functionare gravitationala