Le tubazioni ed i raccordi in polietilene (PE) sono utilizzati da circa 30 anni nella costruzione di reti di distribuzione di gas; specificatamente la British Gas in Inghilterra ha iniziato il loro utilizzo nel 1969, la Società del Gas Olandese nel 1970, la Società Gaz de France nel 1974 e nello stesso anno in Italia ha iniziato il loro utilizzo l'Azienda del gas di Padova.
Le tubazioni ed i raccordi allora utilizzati erano costituiti da polietileni di media densità (MDPE) e le loro caratteristiche fisico-meccaniche e prestazionali, le saldature e la posa in opera per la costruzione delle condotte rispondevano a capitolati e specifiche sviluppate dalle stesse società del gas; in particolare queste specifiche comprendevano, oltre a caratteristiche fisico-meccaniche direttamente ed immediatamente verificabili sulle tubazioni e sui raccordi utilizzati, anche caratteristiche di invecchiamento accelerato (resistenza a pressioni e a temperature elevate) dalle quali, mediante elaborazioni scientifiche, si ottenevano per le condotte in opera previsioni di tempi di vita superiori a 50 anni nelle normali condizioni di impiego.
Queste previsioni scientifiche di più di 50 anni di vita in opera, mantenendo le caratteristiche prestazionali richieste dall'applicazione, sono state comunque seguite sperimentalmente dalle società del gas mediante esame e caratterizzazione delle tubazioni all'aumentare del loro tempo in esercizio. Specificatamente la British Gas ha recuperato spezzoni delle tubazioni-condotte in PE installate attorno al 1970 dopo 7, 12, 18 e 24 anni. L'analisi dei campioni recuperati ha compreso l'esame microscopico e radiografico, misure di integrità chimico-fisica (ossidazione, peso molecolare e cristallinità) e la misura della resistenza alla pressione delle tubazioni che sono state in opera con confronto dei risultati con quelli iniziali. In termini generali e riassuntivi, la conclusione di queste verifiche è che le tubazioni, i raccordi, le saldature delle condotte in PE non mostravano deterioramenti significativi e tali da compromettere le loro prestazioni nella continuazione della loro vita in esercizio nel trasporto di gas.
La Società del Gas Olandese ha invece concentrato le sue verifiche e controlli sui casi di rotture premature delle tubazioni installate intorno al 1970. Le verifiche ed i controlli hanno compreso l'esame con microscopio ottico ed elettronico della superficie di rottura (con evidenziazioni di eterogeneità e di punti o strati ossidati) e la caratterizzazione fisico meccanica e prestazionale (principalmente resistenza alla pressione) di campioni di tubazioni attigui al punto di rottura. Il risultato di queste verifiche è stato che le rotture si verificavano in corrispondenza a forti tensioni e carichi localizzati su punti della condotta che contenevano eterogeneità (materiale estraneo e punti ossidati) e che la tubazione-condotta attigua al punto di rottura era sostanzialmente integra e con caratteristiche prestazionali simili a quelle iniziali. La conclusione del lavoro di verifica della Società Olandese del Gas è stata che le rotture si sono verificate in corrispondenza a sovraccarichi locali ed eterogeneità-difetti iniziali delle tubazioni e che, per il resto, dopo 25 anni di esercizio le condotte in PE, posate nel 1970, avevano consumato solo una piccola parte del tempo di vita in esercizio previsto (più di 50 anni).
A partire dal 1970, le tubazioni in PE sono penetrate gradualmente e sempre più diffusamente nell'impiego per il trasporto di gas nei vari paesi europei e il D.M. del 24.11.1984 ne ha permesso l'utilizzo anche in Italia.
Attualmente, grazie alla affidabilità dimostrata in 30 anni di vita in esercizio, allo sviluppo e all'ottimizzazione della materia prima PE e delle tecnologie di saldatura e posa in opera ed ai vantaggi competitivi, le condotte in PE sono universalmente adottate nel trasporto di gas ed in alcuni paesi costituiscono il 50% di tutta l'estensione della rete gas.
Le tubazioni in PE hanno incominciato ad essere utilizzate nel trasporto di acqua potabile negli anni attorno al 1960 prevalentemente negli allacciamenti delle abitazioni alle reti principali; queste tubazioni erano costituite da materiali PE non specifici e tipici di quel periodo (successivamente detti di prima generazione).
L'entrata significativa del PE nel trasporto d'acqua (condotte principali e derivazioni) è avvenuto negli anni attorno al 1980 con materiali specifici e cioè con polietileni di media ed alta densità (MDPE e HDPE) (successivamente definiti di seconda generazione). Questi nuovi PE erano ottimizzati rispetto alle esigenze applicative per peso molecolare, distribuzione dei pesi molecolari, composizione e le corrispondenti condotte presentavano e garantivano le caratteristiche fisico-meccaniche e prestazionali richieste dall'applicazione. Contemporaneamente sono state sviluppate e standardizzate le tecnologie di saldatura e di posa in opera di queste tubazioni ed il settore è stato regolamentato da norme nazionali ed europee.
Il risultato è che oggi il PE di seconda generazione e l'ulteriore sviluppo col PE ad alta densità (HDPE) di terza generazione, introdotto nel mercato attorno all'anno 1990, sono estesamente utilizzati e consolidati nel mercato delle tubazioni e condotte per il trasporto di acqua potabile. Le condotte in PE rappresentano attualmente circa il 70% delle tubazioni plastiche utilizzate nel settore del trasporto di acqua potabile ed hanno caratteristiche fisico-meccaniche e prestazioni ottimizzate e garantite dal rispetto delle normative nazionali UNI ed europee EN anche per quanto riguarda la loro durata in esercizio; in accordo alle normative ed alle richieste applicative tale durata viene garantita essere superiore ai 50 anni.
Nel 2000, l'I.I.P. - Istituto Italiano dei Plastici, organismo di certificazione (prodotti e sistemi di gestione aziendale e ambientale, ispezione e prova), ha iniziato e promosso, grazie alla disponibilità e alla collaborazione di alcune aziende di distribuzione di acqua potabile, la verifica dello stato di tubazioni in HDPE messe in opera da 8, 10 e 14 anni; le tubazioni iniziali erano conformi alla norma UNI 7611 ed il rispetto di questa norma era garantito dal corrispondente marchio di conformità IIP-UNI.
I risultati di questa indagine-ricerca scientifica che aveva l'obiettivo di determinare il tempo di vita residuo in opera delle tubazioni esaminate, facendo uso a tal scopo del principio di corrispondenza tempo-temperatura come descritto nella norma ISO TR 9080/92, sono tuttora in corso di approfondimento, completamento ed estensione; tuttavia dai dati già a disposizione si può affermare che non vi sono indicazioni che le tubazioni esaminate non debbano superare, nelle condizioni in cui operano, i 50 anni di vita in esercizio.
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La normativa e la certificazione di conformità
Le aziende di distribuzione del gas si sono fin dall'inizio tutelate nei riguardi della qualità prestazionale delle tubazioni, raccordi, saldature ed alla corretta posa in opera delle condotte in PE imponendo e sottoponendo i loro fornitori a specifici e dettagliati controlli delle materie prime usate, dei processi di produzione e dei prodotti finiti e delle procedure di saldatura e posa in opera. Inoltre la rispondenza delle tubazioni e dei raccordi a norme nazionali, capitolati e/o regolamenti è diventata usualmente garantita, oltre che da controlli dei committenti, anche da un marchio di conformità rilasciato da un ente terzo quale è un organismo di certificazione. Pur rimanendo del fornitore la responsabilità finale sulla qualità delle tubazioni e dei raccordi, l'ente terzo certificatore ed il suo specifico marchio di conformità alla norma e/o al capitolato garantisce, mediante periodiche visite ispettive e controllo dei prodotti anche sul mercato, che il produttore dispone di processi e di procedure tali da assicurare costanza qualitativa e conformità alla norma per i suoi prodotti.
Il mercato italiano delle tubazioni e dei raccordi in PE per gas ed acqua potabile impiega, pressoché nella sua totalità , prodotti conformi alle corrispondenti norme UNI ed UNI EN e questa conformità è , nella maggioranza dei casi, garantita dai marchi applicati sui prodotti. Il consuntivo dei controlli effettuati da I.I.P. nel 2000 e nel 2001 sui produttori di tubazioni e di raccordi in PE per il trasporto di gas e di acqua potabile (varie centinaia di campioni esaminati), cosė come il controllo sugli stessi prodotti presenti sul mercato, hanno dimostrato un totale rispetto delle norme e dei requisiti addizionali I.I.P. per quanto riguarda il settore gas ed un buon rispetto, con qualche deviazione sporadica dalla norma e dai requisiti addizionali I.I.P., per quanto riguarda le condotte per acqua potabile.
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