Metodologie Innovative per la Gestione Ottimale dei Sistemi di Distribuzione Idrica
March 30, 2009 — March 30, 2009
Coordinators:
- Matteo Nicolini (Università di Udine)
- Paolo Bertola (Università di Trento, Italy)
A livello globale la domanda di acqua potabile è in aumento, mentre la disponibilità della risorsa idrica sta diminuendo. Questa situazione richiede una crescente attenzione all’efficienza delle reti di distribuzione e l’applicazione di adeguate strategie di gestione che garantiscano un utilizzo attento, sostenibile ed economicamente efficiente della risorsa idrica. In particolare, gli aspetti legati al problema delle perdite idriche e alla riduzione dei costi energetici rendono di primaria importanza la gestione ottimale dei sistemi a pressione.
L’acqua non fatturata e le perdite esistono in ogni rete di distribuzione, ma è la loro entità ad essere diversa, in funzione delle caratteristiche delle tubazioni e di altri fattori locali, delle modalità con cui il sistema viene gestito e dal livello di tecnologia ed esperienza con cui viene controllato. Ne risulta che il volume di acqua dispersa varia significativamente da nazione a nazione e tra diverse città della stessa nazione. Anche in Italia, dove le perdite idriche si aggirano mediamente sul 40% del totale della risorsa, si sono sperimentate negli ultimi anni, particolarmente nei periodi estivi, situazioni di emergenza e di razionamento.
I costi energetici sono un altro aspetto di rilievo nella gestione dei sistemi a pressione, dal momento che, spesso, l’acqua viene sollevata per poter essere distribuita alla pressione adeguata anche nelle zone più sfavorite. Un sistema che presenta notevoli perdite inevitabilmente comporta anche un incremento dei costi energetici di gestione.
La riduzione delle perdite reali rappresenta quindi uno dei principali obiettivi che i gestori devono perseguire, specie se si considera il fatto che le reti di distribuzione, essendo dimensionate per i periodi di maggior consumo, sono soggette ad elevate pressioni per la maggior parte della loro esistenza.
Un punto fondamentale della strategia di riduzione dell’acqua non contabilizzata è la comprensione dell’importanza di ogni singola modalità con cui l’acqua viene dispersa, verificando che ogni componente venga misurata o stimata nel modo più accurato possibile. Solo in questo modo è possibile stabilire delle priorità di intervento in base alle reali problematiche presenti nella rete e definire le procedure operative e le tecnologie da applicare per ottimizzarne la gestione.
Le perdite idriche, avendo diversa origine, richiedono differenti approcci per la loro riduzione. La loro stima si basa principalmente sulla definizione di un bilancio idrico, che deve risultare chiaramente definito in ogni sua componente. Grazie ad un gruppo di studio istituito dall’International Water Association (IWA), denominato Water Losses Task Force e caratterizzato da esperienze in sistemi reali maturate a livello internazionale, è stata possibile una standardizzazione della terminologia per il calcolo, che ha permesso di superare le problematiche legate alle diverse interpretazioni e definizioni che venivano attribuite alle varie componenti del bilancio idrico dai singoli Paesi.
La determinazione di tutte le voci che compongono il bilancio idrico secondo IWA è talvolta onerosa, ma permette il calcolo di numerosi indici prestazionali del sistema, in base ai quali la rete può essere ‘oggettivamente’ giudicata.
In Italia sono già numerosi gli esempi di corsi e convegni incentrati su tali tematiche. Il corso tenuto presso il CISM ha come obiettivo quello di approfondire in modo particolare alcuni aspetti relativi alla modellistica e agli algoritmi di ottimizzazione che fungono da supporto alle decisioni per una gestione ottimale delle infrastrutture ai fini del risparmio idrico ed energetico.
Dopo un inquadramento generale sulle problematiche relative alla gestione delle reti acquedottistiche, vengono affrontate le tematiche relative alla standardizzazione della terminologia e degli indici prestazionali di un sistema, in accordo con il recente bilancio idrico proposto (IWA, 2006).
Vengono inoltre affrontati i problemi relativi, da un lato, alla modellistica delle reti a pressione, in particolar modo affrontando le metodologie di previsione della domanda idrica (richieste dell’utenza) e di simulazione delle perdite idriche e, dall’altro, alle tecniche e agli algoritmi di ottimizzazione (classici e innovativi) per la gestione efficiente dei sistemi acquedottistici (pianificazione degli interventi di ripristino, pressure management), illustrando alcuni casi studio.
L’implementazione di modelli di simulazione e algoritmi di ottimizzazione deve essere supportata non solo da misure effettuate in situ per la calibrazione dei modelli, ma anche dall’effettiva applicazione delle soluzioni individuate a sistemi reali: viene quindi illustrata la realizzazione di siti pilota per approfondire diversi aspetti legati all’ottimizzazione della gestione delle reti.