PON_01596 WATERGRID Sviluppo e validazione di processi e tecnologie innovative per la distrettualizzazione delle reti di distribuzione idrica urbana

L’acqua è l’oro blu del terzo millennio: l’attuale carenza di risorse idriche ha dato luogo nelle aree evolute negli ultimi decenni da un lato a fenomeni di eccessivo sfruttamento delle fonti di approvvigionamento esistenti, con pericolose conseguenze di carattere ambientale, dall’altro all’affannosa ricerca di nuove fonti, talvolta in aperto contrasto con le esigenze di sostenibilità ambientale. In questa prospettiva ha assunto sempre maggiore importanza il problema delle perdite nei sistemi acquedottistici, attualmente dell’ordine del 37% a livello nazionale (Ministero dell’Ambiente e della Tutela del territorio (CONVIRI), Relazione annuale al Parlamento sullo stato dei servizi idrici. Anno 2009). Il recupero anche soltanto di un’aliquota degli ingenti volumi idrici oggi dispersi comporterebbe non solo indiscutibili vantaggi di natura economica ma anche significativi benefici di natura ambientale, in relazione ai minori prelievi dai corpi idrici superficiali e sotterranei. È evidente, quindi, la necessità di una moderna gestione dei sistemi acquedottistici, d’altronde già evidenziata nel quadro legislativo nazionale (D.L. 99/1997, Regolamento per la definizione dei criteri e del metodo in base ai quali valutare le perdite degli acquedotti e delle fognature) che, nel definire le tecniche per la redazione del bilancio idrico di un sistema acquedottistico, sottolinea decisamente la necessità di tendere ad un controllo attivo dei sistemi attraverso criteri innovativi di gestione. In particolare, il recupero anche soltanto di un’aliquota degli ingenti volumi idrici attualmente dispersi consentirebbe da un lato l’acquisizione di “nuove” risorse di pregio, dall’altro una riduzione dei costi di adduzione, sollevamento e trattamento ed un risparmio energetico (di particolare interesse nei sistemi serviti per pompaggio). Tra le metodologie da mettere in atto per la riduzione delle perdite vi è ovviamente la possibilità di avviare campagne di rilievo con conseguenti programmi di manutenzione: tale procedura, però, ha l’indubbio limite di essere sensibilmente onerosa dal punto di vista economico. È evidente, quindi, la necessità di criteri innovativi di gestione dei sistemi di adduzione e distribuzione idrica, attualmente delineati in due moderni approcci di controllo attivo delle pressioni (pressure management) e riduzione delle perdite: • controllo dei livelli di pressione in rete mediante valvole di regolazione della pressione (Pressure Reducing Valves - PRV); • distrettualizzazione del sistema idrico, ossia creazione di aree di distribuzione fra loro disconnesse (District Meter Areas - DMA), alimentate da un numero limitato di punti di immissione, muniti di misuratore di portata e di valvola di regolazione della pressione. La distrettualizzazione consente ovviamente un più completo ed efficace controllo del sistema idrico, in termini di bilancio idrico, di controllo attivo delle pressioni, di riduzione delle perdite, ma ne modifica in modo radicale l’assetto funzionale ed il comportamento idraulico, per cui è necessario valutarne l’opportunità sulla base di una procedura mirata al conseguimento di un livello globale di prestazioni. Alle procedure gestionali mirate al controllo attivo delle pressioni nei sistemi acquedottistici, possono essere efficacemente affiancate strategie di risparmio energetico e di valorizzazione di fonti energetiche rinnovabili: in particolare, l’inserimento nel sistema di distribuzione idrica di macchine in grado di produrre energia (turbine a reazione, pompe “inverse”) può consentire, oltre ai vantaggi connessi al controllo delle pressioni, il recupero energetico corrispondente al salto altrimenti dissipato dalle valvole. Ovviamente si può ricorrere a tali tecniche anche in sistemi caratterizzati da perdite ridotte, ma da carichi idraulici eccessivi rispetto alle esigenze dell’utenza. Partendo da queste premesse, il ProgettoWATERGRID mira a realizzare i seguenti obiettivi: - sistema per la Modellazione, Ottimizzazione e Simulazione (Grid Modelling Optimization and Simulation) di reti idriche; - metodologia di ottimizzazione della struttura dei “distretti” (District Meter Areas - DMAs); - recupero energetico, con l’inserimento nel sistema idrico di macchine motrici, quali pompe “inverse” (Pump As Turbines - PATs). ; - centralina remota integrata di telecontrollo del singolo distretto; Il Progetto prevede una prima fase di test in laboratorio - utilizzando i laboratori informatici di IBM ed il Laboratorio di Idraulica del Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale - e successivamente l’applicazione in campo dei “dimostratori tecnologici” sviluppati in laboratorio, su una o più reti pilota messe individuate da ABC. La sperimentazione sul campo consentirà di registrare i progressi nella riduzione delle perdite, nella produzione distribuita di energia in ambito urbano, nell’efficienza gestionale, nella capacità di prevenzione e reazione del gestore in caso di rischio per la sicurezza dell’utenza.