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  • 1. Regione Calabria
  • 2. Introduzione
    • La ricerca perdite nelle condotte in pressione è una delle problematiche più rilevanti nella gestione delle risorse idriche.
    • La maggiore aliquota del volume idrico immesso in rete e non contabilizzato, o semplicemente non utilizzato, è costituito dalle perdite attraverso i componenti della rete.
    • Le perdite causano una ridotta efficienza idraulica dei sistemi in pressione e possono causare costi diretti, come il costo intrinseco dell’acqua non utilizzata, o costi indiretti, come i danni alle strutture ed infrastrutture.
    • La pianificazione di interventi finalizzati alla “ricerca perdite” consente di assolvere molteplici funzioni:
      • L’individuazione (e la successiva riparazione) delle rotture individuate consente, almeno nell’immediato, una riduzione dei volumi persi;
      • La ricerca perdite consente di acquisire conoscenze sullo stato della rete, sia in relazione alla posizione e tipologia delle condotte, sia per quanto concerne le prestazioni attese dalla stessa. In molti casi inoltre anche il numero di allacci alla rete puo’ differire da quello atteso, spesso in relazione ad usi non contabilizzati.
    • Per quanto concerne le prestazioni, la conoscenza dello stato fisico della rete consente di stimare alcune grandezze fondamentali nella definizione complessiva del sistema con particolar riferimento alle perdite non rilevabili (backgrounfd leakage) ed alla frequenza delle rotture.
    • In altri termini, l’attività di ricerca perdite è da intendersi non solo come localizzazione e successiva riparazione delle rotture ma anche come assesment delle condizioni della rete.
    Fonte “ricerca perdite nelle reti di distribuzione idrica – G.R. Tomasicchio, G. Viggiani, A. Palazzo, P. Molfetta
  • 3. Perdite nelle condotte – generalità sul fenomeno
    • La fenomenologia delle perdite nelle reti è sufficientemente nota anche grazie ai metodi di analisi basati su misure di portata eseguite su porzioni delle reti stesse.
    • Tali metodi prevedono la divisione del sistema di distribuzione in aree circoscritte eseguita mediante installazione di valvole e misuratori di portata.
    • Con questa tecnica, nota come “settorizzazione” o district metering, si possono quantificare con sufficiente approssimazione le perdite nella rete e la loro tipologia oltre che individuare i distretti in cui è più conveniente /urgente intervenire mediante sostituzione/riparazione/riabilitazione dei componenti della rete.
    • A tal proposito, la teoria distingue le seguenti perdite:
      • background leakage: perdite che avvengono attraverso falle della rete con dimensioni troppo piccole affinchè sia possibile o conveniente individuarle e che pertanto possono considerarsi sempre presenti nelle reti in esercizio; vengono considerate come perdite distribuite proporzionali alla lunghezza delle condotte ed alla loro pressione di esercizio.
      • Breaks o burst leakage: perdite che avvengono attraverso fratture e fori di maggiore dimensione e che possono essere individuate con opportune tecniche.
      • perdite amministrative: proporzionali al numero di allacci non autorizzati o al numero di contatori guasti.
    • Metodologie di ricerca delle perdite:
      • Dall’interno: attraverso il monitoraggio delle condotte mediante implementazione di algoritmi in grado di prevedere il punto in cui avrà luogo la perdite (bilanci di volume, di massa, analisi in pressione e modellizzazione in tempo reale e in regime di moto non stazionario)
      • Dall’esterno: prelocalizzazione (analisi di portata per distretto, rilievo dell’emissione acustica, termografia, rilievo visivo con ispezioni pozzetti) e localizzazione (ricerca elettro-acustica, metodologie di correlazione, gas injection).
    Fonte “ricerca perdite nelle reti di distribuzione idrica – G.R. Tomasicchio, G. Viggiani, A. Palazzo, P. Molfetta
  • 4. Censimento delle risorse idriche ad uso civile – anno 2008 (fonte Istat)
    • Nel 2008 in Italia sono immessi in rete per abitante 136 metri cubi di risorsa idrica; il valore risulta invariato rispetto sia al 2005 che al 1999.
    • In Calabria, nel 2008, sono stati immessi in rete per abitante 148 metri cubi di risorsa idrica, con un incremento del 13,5% rispetto al 2005 e del 21,8% rispetto al 1999.
    • Le dispersioni di risorsa idrica sono normalmente misurate rispetto all’acqua erogata al consumatore finale sia come quota in più di prelievo necessario per soddisfare le esigenze sia come quota in più di risorsa idrica immessa nelle reti comunali.
    • L’obiettivo di riduzione delle dispersioni di acqua erogata ai cittadini è incluso anche nell’ambito del meccanismo premiale degli Obiettivi di Servizio per le Regioni del Mezzogiorno che fissa al 2013 un valore target di acqua non dispersa parti al 75% dell’acqua immessa nelle reti comunali (cioè quella in uscita dai serbatoi comunali).
    • Nel 2008 in Italia, per ogni 100 litri di acqua erogata si è immessa in rete una quantità di 148 litri.
    • In Calabria, nel 2008, le dispersioni totali (acqua immessa in rete su acqua erogata) si sono attestate su valori del 50%.
  • 5. La ricerca perdite nella rete di distribuzione del Comune di Reggio Calabria – le ipotesi
    • La popolazione del Comune di Reggio Calabria (fonte Istat) si attesta sui 185.577 abitanti.
    • L’erogazione di risorsa idrica ai cittadini di Reggio Calabria è garantita sia da fonti di produzione comunali, sia da fonti di produzione regionali attualmente gestite da So.Ri.Cal. Spa.
    • Nel corso del 2009 le fonti di produzione regionali hanno erogato al Comune di Reggio Calabria 20,2 milioni di metri cubi pari ad una portata media di 640 l/s.
    • La produzione delle fonti di produzione comunale è stimata attestarsi sui 548 l/s.
    • La dotazione idrica media della popolazione del Comune di Reggio Calabria è di circa 553 litri per abitante al giorno (l/ab*die) notevolmente superiore rispetto ai dati statistici medi italiani (250 l/ab*die).
    • Le perdite complessive stimate (fisiche ed amministrative), calcolate come scostamento dei volumi distribuiti rispetto ai volumi medi nazionali, si attestano sui 303 l/s pari ad un volume giornaliero di 56.248 metri cubi.
  • 6. Gli Enti coinvolti
    • So.Ri.Cal. Spa cui è stato affidato in concessione la gestione delle infrastrutture idropotabili di grande adduzione regionale.
    • Il Comune di Reggio Calabria in qualità di gestore della rete di distribuzione comunale.
    • Veolia Water Direzione Tecnica per attività di supporto, di assistenza tecnica e di formazione del personale coinvolto.
  • 7. La ricerca perdite nella rete di distribuzione del Comune di Reggio Calabria – la metodologia utilizzata.
    • Individuazione di un distretto pilota: ai fini di analisi si è ritenuto di condurre la ricerca sul distretto del Centro Storico. La selezione è stata effettuata dopo aver analizzato i seguenti requisiti
      • conoscenza della rete e disponibilità di planimetrie di dettaglio;
      • possibilità di circoscrivere l’area di analisi mediante saracinesche opportunamente posizionate e possibilità di misurare le portate distribuite all’interno del distretto;
      • possibilità di mantenere costante la pressione di esercizio della rete attraverso valvole di regolazione della pressione di distribuzione.
    • Attività di ricerca perdite all’interno del distretto pilota:
      • prelocalizzazione attraverso individuaizone, ispezione visiva e misurazione delle pressioni all’interno dei singoli pozzetti;
      • localizzazione attraverso ricerche elettro-acustiche e metodologie di correlazione
    • Estrapolazione dei risultati ottenuti nel distretto pilota sull’insieme della rete di distribuzione:
      • i risultati ottenuti a seguito di completamento delle attività sul distretto del centro storico sono stati estrapolati per disporre di informazioni teoriche sulle condizioni di esercizio della totalità della rete di distribuzione comunale.
      • al fine delle estrapolazione è stato necessario ipotizzare che il distretto pilota fosse rappresentativo in termini di:
        • Vetustà della rete;
        • Pressione di esercizio;
        • Materiale e diametro delle condotte
      • ulteriori ipotesi:
        • Lunghezza rete di distribuzione comunale: 800 km;
        • Numero di allacci: 60.000 per un totale di 63.000 famiglie servite.
      • si è provveduto a confrontare i risultati ottenuti mediante analisi “dall’esterno” con i risultati ottenibili mediante analisi “dall’interno”.
  • 8. Il distretto pilota Rete idrica comunale a servizio delle utenze del centro storico Serbatoio Trabocchet to
  • 9. Serb. S.ta Caterina Partitore Reggio Campi Serbatoio Trabocchetto Centro storico 135 l/s 170-250 l/s 211 l/s 12 l/s Villini svizzeri Serbatoio Comunale Pozzo n.4 Pozzi Vilardi +Cannavò 40 l/s 40 l/s 215 l/s 35 l/s 22 l/s Desalinizzatore Calopinace 15-30 l/s Le portate distribuite nel distretto pilota
  • 10. Il sistema di regolazione delle pressioni installato nel distretto pilota
  • 11. L’attuazione delle attività di ricerca perdite nel distretto pilota Fase I – prelocalizzazione: identificazione pozzetti, ispezione visiva, misurazione pressioni di esercizio, individuazione perdite rilevate. Personale So.Ri.Cal. 3 unità Personale Comune di Reggio Calabria 1 unità Tempo impiegato: 30 h Numero di perdite rilevate 7 Lunghezza condotte ispezionate 15,9 km Rapporto n. perdite/ km di condotte 0,44 Fase II - localizzazione Personale So.Ri.Cal. – Veolia Water 3 unità Personale Comune di Reggio Calabria 2 unità Tempo impiegato: 21 h Numero di perdite rilevate 3 Lunghezza condotte ispezionate 15,9 km Rapporto n. perdite/ km di condotte 0,19 Fase III - riparazione perdite Numero di perdite riparate da imprese di manutenzione della rete acquedottistica 10
  • 12. I risultati ottenuti sul distretto pilota Portata delle perdite riparate 4 l/s 14,4 m3/h 345,6 m3/die 126.144 m3/anno Impatto economico in termine di risparmio per il Comune di Reggio Calabria (ipotesi tariffa del servizio di gestione So.Ri.Cal. = 0,32 €/m3) 345,6 110,6 €/die 126.144 40.366 €/anno
  • 13. La strumentazione utilizzata – i rilevatori fonici Sewerin Aquaphon A100
  • 14. La strumentazione utilizzata – i correlatori analogici Primayer Eureka 2R Gutermann Aquascan 700
  • 15. La strumentazione utilizzata – i correlatori analogici
  • 16. L’estrapolazione dei risultati
    • Metodo 1: scostamento dei volumi distribuiti dalla media nazionale
      • Dotazione idrica media per abitante Italia: 250 l/ab*die (fonte Istat 2008)
      • Dotazione idrica media popolazione di Reggio Calabria: 553 l/ab*die (fonte So.Ri.Cal. Più stima Comune di Reggio Calabria)
      • Scostamento: 303 l/ab*die pari a 56.248 m3/die (perdite fisiche, perdite amministrative compresi gli usi impropri ad uso irriguo)
    • Metodo 2: estrapolazione diretta dei risultati ottenuti sul distretto pilota (analisi esterna)
      • 0,63 perdite per km
      • Portata media perdite: 0,4 l/s
      • Lunghezza complessiva rete di distribuzione: 800 km (fonte Comune di Reggio Calabria)
      • Estrapolazione perdite medie su rete di distribuzione: 201 l/s pari a 17.418 m3/die (solo perdite fisiche)
    • Metodo 3: valutazione dei volumi di perdita a partire dalla misurazione della portata notturna (analisi interna)
      • La portata di notte è dell’ordine di 155 l/s (cfr. grafico di seguito riportato)
      • Per ridurre le perdite, è stato installato un sistema di regolazione delle pressioni all’interno del distretto del centro storico. Di notte la pressione viene pertanto abbassata rispettivamente a
        • Possidonea: valore prescritto 1,2 bar di notte, 2,6 bar di giorno
        • Chiesa Pepe: valore prescritto 0,4 bar di notte, 2.1 bar di giorno
      • La portata di notte è considerata influenzata anche da queste due zone di pressione. La ponderazione avviene in base al valore delle pressioni per ottenere la portata di perdita sull’insieme della giornata. Il risultato ottenuto estrapolato sul complesso della rete di distribuzione è una portata di perdita diurna di 710 l/s, ossia un volume totale di perdita giornaliero di 56.466 m³/g (perdite fisiche, perdite amministrative compresi gli usi impropri ad uso irriguo)
  • 17. L’estrapolazione dei risultati – valutazione dei volumi di perdita a partire dalla misurazione della portata notturna
    • I risultati di cui al metodo di analisi “valutazione dei volumi di perdita a partire dalla misurazione della portata notturna” vengono calcolati ed estrapolati a partire dalle misurazioni sulla distribuzione giornaliera delle portate in uscita dal serbatoio Trabocchetto oltre che alle pressioni di esercizio a valle delle idrovalvole Pepe e Possidonea.
    • Ai fini di calcoloè opportuno considerare che vengono chiaramente distinte le seguenti grandezze:
      • UARL = Unavoidable Annual Real Losses - perdite inevitabili sulle quali non è posssibile intervenire se non a fronte di eccessivi costi.
      • PLL = Passive Level of Leakage – perdite fisiche sulle quali è necessario intervenire
    Q serbatoio Trabocchetto prima dell’installazione di sistema di gestione delle pressioni su rete di distribuzione Q serbatoio Trabocchetto a seguito dell’installazione di sistema di gestione delle pressioni su rete di distribuzione
  • 18. L’estrapolazione dei risultati - osservazioni
    • Il confronto tra i risultati ottenuti applicando le tre differenti metodologie di analisi evidenzia risultati molto simili nel caso dei metodi 1 e 3 che risultano tuttavia differire in maniera sostanziale rispetto ai risultati di cui al metodo 2. Di seguito vengono riportate le motivazioni:
      • I risultati di cui al metodo 2 non considerano:
        • che le perdite rilevate a livello di allacci delle singole utenze (e dunque nel tratto condotte di distribuzione – abitazioni) non sono state considerate a livello dell’analisi ne sono state riparate (impossibilità di accesso alle abitazioni private);
        • che il distretto del centro storico è l’unico distretto soggetto a controllo e gestione delle pressioni di esercizio comportando di conseguenza perdite inferiori all’interno dello stesso rispetto agli altri distretti comunali;
        • che la quasi totalità della la rete di distribuzione del centro storico è stata interessata da interventi di sostituzione condotte che hanno sicuramente contribuito a migliorarne le prestazioni.
      • Il metodo 2 considera solo le perdite fisiche e non anche le perdite amministrative
    • Per quanto sopra riportato il volume giornaliero delle perdite fisiche del complesso della rete di distribuzione del Comune di Reggio Calabria viene ipotizzato attestarsi sui 33.880 m3/die (rif. fogli di calcolo in allegato).
    Perdite (in m3 die) Metodo 1 56.248 perdite fisiche e amministrative Metodo 2 17.418 solo perdite fisiche Metodo 3 56.466 perdite fisiche ed amministrative
  • 19. Conclusioni
    • Un intensivo ed efficace intervento di ricerca e riparazione perdite sulla rete di distribuzione comunale di Reggio Calabria porterebbe ad indubbi benefici
      • in termini di qualità del servizio erogato (minori interruzioni ed una più uniforme distribuzione di risorsa idrica alle abitazioni dei singoli distretti;
      • In termini di sostenibilità ambientale;
      • In termini di risparmio economico:
        • Se le ipotesi di cui alle anali effettuate fossero confermate, il PLL della rete di distribuzione di Reggio Calabria si attesterebbe circa su 32.000 m3/die pari a circa 11,6 Mm3 annui.
    • Un eventuale studio di pre-fattibilità per la progettazione di un intensivo intervento di ricerca e riparazione perdite dovrebbe partire dal concetto di “volume economico di perdita” (ELL – economic level of leakage) e cioè del volume che permette di minimizzare la somma dei costi di ricerca perdite e dei costi associati ai volumi di risorsa idrica persi.
    ELL Volume di perdita Costo Costo complessivo Costo associato ai volumi persi Costo della ricerca perdite