Gli impianti di trattamento delle acque reflue espongono i materiali a umidità continua, atmosfere contenenti solfuri, disinfettanti come cloro o ipoclorito, prodotti chimici per la pulizia e condizioni di passaggio su superfici bagnate. Inoltre, le condizioni di esposizione possono variare sensibilmente tra le diverse aree del processo; per questo la scelta dei materiali deve essere riferita alle condizioni del singolo punto di installazione.

I materiali plastici rinforzati con fibra di vetro (FRP) sono utilizzati negli impianti di trattamento delle acque reflue per componenti quali grigliati, parapetti, passerelle portacavi e coperture. La loro struttura non metallica evita la normale formazione di ruggine tipica dell’acciaio, mentre diversi sistemi di resina e finiture superficiali possono essere selezionati in funzione delle condizioni di esercizio. Questo articolo illustra dove l’FRP viene comunemente utilizzato negli impianti di trattamento delle acque reflue e quali fattori vengono normalmente considerati dagli ingegneri durante la selezione. Il contenuto riguarda conoscenze generali del settore e non descrive le prestazioni di una singola configurazione sottoposta a prova.

Perché gli ambienti di trattamento delle acque reflue sono aggressivi per i materiali

Il trattamento delle acque reflue non costituisce un unico ambiente dal punto di vista dei materiali. Le diverse fasi di raccolta, trattamento, disinfezione e manutenzione possono esporre i componenti a differenti combinazioni di umidità, sostanze chimiche e condizioni operative.

  • Idrogeno solforato (H₂S): è comune negli ambienti delle acque reflue poveri di ossigeno, in particolare nei sistemi di raccolta e in alcune aree del trattamento primario. In condizioni biologiche e ambientali appropriate, l’idrogeno solforato può contribuire alla formazione di acido solforico e alla corrosione dei materiali esposti.
  • Cloro e soluzioni di ipoclorito: vengono utilizzati per la disinfezione. Queste sostanze ossidanti possono influenzare in modo diverso materiali e sistemi di resina, per cui l’esposizione effettiva deve essere considerata nella scelta del materiale.
  • Prodotti chimici per la pulizia: acidi, alcali e altri prodotti possono essere utilizzati per la pulizia delle membrane, la rimozione delle incrostazioni o la manutenzione delle apparecchiature. La concentrazione, la temperatura e le condizioni di contatto possono variare in base all’applicazione.
  • Umidità e spruzzi continui: le condizioni umide possono accelerare la corrosione dei metalli non protetti e aumentare l’importanza del drenaggio, della finitura superficiale e della scelta del materiale.
  • Rischio di scivolamento: le superfici bagnate o contaminate da fanghi e altri residui possono diventare scivolose; per passerelle, piattaforme e scale, la finitura superficiale e la resistenza allo scivolamento sono quindi fattori importanti.

Poiché le condizioni di esposizione cambiano all’interno di un impianto, la scelta dei materiali dovrebbe essere considerata per area di processo anziché trattare l’intera struttura come un unico ambiente chimico.

Prodotti FRP comuni negli impianti di trattamento delle acque reflue

Diversi tipi di prodotti FRP vengono comunemente utilizzati negli impianti di trattamento delle acque reflue quando l’esposizione alla corrosione, l’umidità, l’accesso o il passaggio dei cavi fanno parte dei requisiti di progetto.

Grigliati FRP

I grigliati FRP stampati e pultrusi sono utilizzati per passerelle, piattaforme, pedate di scale e coperture di canalette. Nelle aree umide, la finitura superficiale è un importante fattore di scelta, perché l’acqua o i residui di processo possono ridurre l’aderenza.

  • Grigliato stampato a maglia aperta: la struttura aperta consente il passaggio di acqua e detriti e può ridurre il ristagno sulla superficie. Questo tipo viene utilizzato comunemente per piattaforme, passerelle e zone di accesso.
  • Grigliato FRP con superficie antiscivolo granulare: può incorporare aggregati minerali come silice o ossido di alluminio per aumentare la rugosità superficiale. Questa finitura viene generalmente considerata nelle aree in cui è necessaria maggiore attenzione all’aderenza in condizioni di bagnato, comprese scale, rampe e passerelle ad alta frequenza di utilizzo.

La configurazione del grigliato più adatta dipende da fattori quali carico, luce tra gli appoggi, esigenze di drenaggio e finitura superficiale richiesta. Per i dettagli dei prodotti, vedere grigliato stampato a maglia aperta e grigliato FRP con superficie antiscivolo granulare.

Parapetti e scale in FRP

Corrimano, parapetti e scale verticali con gabbia di protezione in FRP vengono utilizzati intorno a serbatoi, chiarificatori, piattaforme rialzate e zone di accesso quando l’esposizione alla corrosione rappresenta un importante fattore di progettazione. A differenza dell’acciaio verniciato, l’FRP non si basa su un rivestimento di vernice come principale meccanismo di protezione dalla corrosione.

La scelta deve comunque considerare l’ambiente di installazione, la configurazione strutturale, i collegamenti e i requisiti applicabili allo specifico progetto. Per ulteriori informazioni, vedere parapetti in FRP.

Passerelle portacavi in FRP

I cavi elettrici negli impianti di trattamento delle acque reflue possono essere posati in aree caratterizzate da umidità persistente o atmosfere corrosive. Le passerelle portacavi in FRP possono essere prese in considerazione in tali aree quando la scelta del materiale e l’esposizione alla corrosione sono elementi importanti della progettazione.

Il sistema portacavi più adatto deve essere selezionato in funzione dell’ambiente, della disposizione dei cavi, delle condizioni di supporto e dei requisiti del progetto. Vedere passerelle portacavi in FRP.

Coperture e involucri in FRP

L’FRP viene utilizzato anche per coperture di pozzetti, coperture di canalette e involucri per apparecchiature quando un materiale non metallico è adatto all’ambiente circostante. In funzione della progettazione complessiva del sistema, questi componenti possono essere integrati anche in soluzioni che richiedono controllo degli accessi o contenimento degli odori.

Taglio in cantiere e nuova sigillatura dei bordi

I componenti in FRP possono essere tagliati o forati in cantiere per adattarsi alle dimensioni di progetto o consentire il passaggio di tubazioni, supporti e altre apparecchiature. Quando queste modifiche espongono le fibre di vetro di rinforzo, la zona modificata richiede particolare attenzione in condizioni di servizio corrosive.

Limite della lavorazione in cantiere: il taglio o la foratura possono esporre le fibre di vetro di rinforzo. Quando il rinforzo è esposto, l’area interessata deve essere sigillata secondo le istruzioni del produttore del componente e le esigenze dell’ambiente di esercizio.

Una sigillatura non adeguata delle fibre esposte può consentire all’umidità o ai prodotti chimici di penetrare lungo le fibre, aumentando il rischio di degradazione del materiale. Per questo è necessario utilizzare materiali di sigillatura compatibili e seguire le istruzioni del produttore relative allo specifico componente FRP e al sistema di resina.

Criteri di scelta per le applicazioni nelle acque reflue

Quando si specifica l’FRP per un impianto di trattamento delle acque reflue, gli ingegneri considerano normalmente diverse variabili congiuntamente, invece di scegliere un prodotto sulla base di una singola proprietà.

  • Requisiti di carico: il traffico pedonale, i carrelli di manutenzione o i carichi occasionali dei veicoli influenzano lo spessore del grigliato, la luce e l’interasse degli appoggi.
  • Percentuale di superficie aperta: la quota di superficie aperta influenza drenaggio, ventilazione, trasmissione della luce, peso e idoneità del grigliato per diversi tipi di traffico.
  • Finitura superficiale e resistenza allo scivolamento: superfici lisce e strutturate sono adatte a condizioni differenti. Nelle aree umide o contaminate può essere necessaria maggiore attenzione alla finitura selezionata.
  • Esposizione chimica: occorre identificare le sostanze chimiche effettivamente presenti, insieme a concentrazione, temperatura, frequenza e condizioni di contatto. L’ambiente può variare notevolmente da un’area di processo all’altra.
  • Sistema di resina: sistemi come il poliestere isoftalico e il vinilestere vengono selezionati in funzione delle condizioni chimiche e ambientali dell’applicazione. Le esposizioni più impegnative richiedono una valutazione più approfondita della compatibilità della resina, anziché una scelta basata soltanto sul nome del sistema.
  • Comportamento al fuoco: aree chiuse o progetti con requisiti specifici di comportamento al fuoco possono richiedere un sistema di resina o una specifica di prodotto corrispondente. I requisiti di progetto devono essere confermati durante la fase progettuale.

Questi fattori interagiscono tra loro. Ad esempio, la scelta del grigliato può richiedere la valutazione simultanea di carico, luce, percentuale di superficie aperta, finitura superficiale ed esposizione chimica. Per questo la scelta dell’FRP per gli impianti di trattamento delle acque reflue è generalmente una decisione ingegneristica legata all’applicazione e non una semplice comparazione di una singola proprietà.

In sintesi

L’FRP viene comunemente utilizzato negli impianti di trattamento delle acque reflue per grigliati, parapetti, scale, passerelle portacavi, coperture e altri componenti di accesso quando le condizioni umide e l’esposizione alla corrosione costituiscono fattori importanti. I principali elementi di scelta comprendono l’ambiente chimico reale, i carichi, la finitura superficiale, il sistema di resina e il modo in cui i componenti vengono modificati e installati in cantiere.

Per le applicazioni nel trattamento delle acque reflue, l’approccio più utile consiste nell’adattare il componente FRP e il relativo sistema di materiali alle condizioni specifiche della sua posizione, anziché applicare un’unica ipotesi generale sul materiale all’intero impianto.