Case history “La dorsale di Cornaredo Dalla modellazione idraulica alla progettazione BIM”

1. «Case history “La dorsale di Cornaredo.
Dalla modellazione idraulica alla progettazione BIM”»
Enrico Murari
Responsabile sede Cologno Monzese
Idrostudi
Giovedì 23 novembre 2023 | Acque Bresciane, Brescia
Stefano Mariani
Ingegnere progettista
Idrostudi

2. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
FASE
1
Modellazione
idraulica numerica
Progettazione
esecutiva
FASE
2.1
FASE
2.2
Progettazione
definitiva
APPROCCIO PROGETTUALE

3. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
Sopralluoghi per
definizione tracciato con
alternative, enti
interferenti, punti
singolari e criticità
Start FASE 1
MODELLAZIONE
IDRAULICA
2020
Progettazione definitiva –
Sviluppo interferenze ed
elaborati di progetto per
CdS
Start FASE 2.1
PROGETTAZIONE
DEFINTIVA
Attivazione
TOTALE della
dorsale I – II
Trimestre
2021 2023 2026
2022
• Verifica e Validazione
(Valore > 5.000.000 €
SOGLIA COMUNITARIA)
• Inizio Lavori
2024
Progettazione esecutiva –
integrazione prescrizioni
CdS ed elaborati
Start FASE 2.2
PROGETTAZIONE
ESECUTIVA
ROAD MAP

4. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
FASE
1
Modellazione
idraulica numerica
APPROCCIO PROGETTUALE – FASE 1

5. 18 km di nuova dorsale di adduzione
1’000 km (976,4 km) di rete di
distribuzione esistente
150 pozzi (inclusi quelli della centrale di
Cornaredo e i pozzi nuovi)
94 impianti pozzo (inclusi quelli che
saranno dismessi, ma comunque presenti
nel modello di stato di fatto)
2 stazioni di pompaggio
(sollevamento Cornaredo e rilancio via
Nenni Bollate)
5
STRATEGIA DI MODELLAZIONE
Strategia di modellazione: Unione, calibrazione e verifica dello stato di funzionamento attuale dell’intera rete acquedottistica in termini
di pressione e portate
✓Caratteristiche principali infrastruttura di rete:
❑Non si riconosce un sistema di adduzione dedicata, ma linee di trasmissione principali (tipicamente con configurazione ad anello) per il
convogliamento e la distribuzione dei volumi idrici
❑Rete fortemente magliata per garantire ridondanza e resilienza al sistema di distribuzione
❑Rete interconnessa per consentire scambio di volumi in funzione del profilo di domanda e della disponibilità di approvvigionamento
❑Impianti pozzo regolati principalmente secondo logiche di automazione a pressione
✓Modellazione Rete Acquedottistica di n°10 Comuni per totali:
21 interconnessioni esistenti
11 punti di cessione e
spillamento
Criticità: dorsale di Cornaredo alimenta direttamente la rete di distribuzione ed è soggetta a fluttuazioni della portata e della pressione, sia
giornaliere che stagionali

6. 6
STRATEGIA DI MODELLAZIONE
• Importazione geometria e definizione dei controlli
• Condizioni al contorno (livelli falde, pressioni/portata di
scambio alle interconnessioni,…)
• Campagna di monitoraggio di portate e pressioni della
durata di 15 giorni
• Calibrazione su scala temporale di 1 settimana
FASE 1: Costruzione modello a scala comunale
Punto di misura: CB33 via Stalingrado
Bresso-Cormano-Cusano M. Cinisello B.
CB33

7. 7
STRATEGIA DI MODELLAZIONE
FASE 2: Unione dei modelli a scala di bacino (Modello SdF)
• Adozione medesimo periodo di simulazione (periodo di massimo
consumo) mediante introduzione di opportuni coefficienti stagionali
• Verifica calibrazione dello stato attuale
BACINO 1_ZONA OVEST: Da Rho a Bollate
BACINO 2_ZONA EST: Da Paderno Dugnano a Cologno Monzese
Punto di misura: Interconnessione I223 CB-SSG via Podgora
I223
I264
Punto di misura: Interconnessione I264 AS-BO
via Monte Resegone

8. 8
STRATEGIA DI MODELLAZIONE
FASE 3: Modellazione centrale, dorsale e spillamenti (Modello SdP)
•Implementazione centrale di Cornaredo e dorsale di adduzione
con gruppo di rilancio Nenni
•Modellazione spillamenti tramite valvola Clayton di regolazione
(valvole riduttrici)
• Analisi scenari di simulazione
✓ Scenari di simulazione indagati:
1. STATO ATTUALE: stato di fatto della rete esistente
2. STATO DI PROGETTO: inserimento di centrale, rilancio, dorsale e aggiornamento degli impianti (dismissione e nuovi impianti)
3. STATO EMERGENZIALE: ipotesi di spegnimento di alcuni pozzi e rimodulazione della gestione in caso di emergenza

9. IL SISTEMA NORD MILANO - MODELLAZIONE DELLA CENTRALE
Ricostruzione della centrale nel
modello idraulico
(Infoworks WS Pro)
NOTE DI MODELLAZIONE:
➢ SERBATOIO: Modellato con oggetto
«tank» con altezza di massimo invaso di
7 m e volume di 9424 mc
➢ GRUPPO DI RILANCIO: Modellato con
oggetto «Stazione di sollevamento» e
attivazione delle pompe secondo logica
di pressione e in funzione del numero di
giri della pompa master
Oscillazione livello vasca (3.0-6.5 m)
nel giorno di massimo consumo
Portata ingresso vasca da pozzi
Portata rilanciata in dorsale
La centrale di produzione di Cornaredo è costituita da:
✓ 8 colonne pozzo in falda profonda: Qtot= 200 l/s
✓ 3 vasche di per un totale di 9424 mc di accumulo
✓ Gruppo di rilancio di n. 6 pompe: Qtot= 245 l/s e Hn = 70 m
✓ Riprodotte logiche di automazione:
▪ Pozzi (on/off in funzione del livello vasca)
▪ Rilancio (logica bi-oraria della pressione)

10. IL SISTEMA NORD MILANO - CARATTERISTICHE DEL RILANCIO
Rilancio Nenni a Bollate – caratteristiche principali:
✓ Situato nell’area impianto di via Nenni (a servizio della rete di Bollate)
✓ Rilancio in linea senza vasche di accumulo grazie all’ausilio di
tecnologie di ultima generazione che garantiscono l’ottimizzazione
energetica e la continuità del segnale e del servizio grazie alla fibra
ottica
✓ Gruppo di rilancio di n. 4 pompe: Qtot= 196 l/s e Hn = 70 m
✓ Adottata logica bi-oraria di funzionamento del rilancio (80 mH2O giorno,
70 mH2O notte)
Individuazione area Riproduzione rilancio nel modello idraulico (Infoworks WS Pro)
Posizione rilancio Nenni
Pressione rilancio con logica
bi-oraria (notte/giorno)
Portata rilancio verso bacino 2 zona est

11. CARATTERISTICHE DEL PROGETTO
▪Dorsale di approvvigionamento con lunghezza
complessiva di 18 km mediante posa delle
seguenti tratte:
• 1° Tratto DN600 con sviluppo di 5 km (da Centrale fino a
stacco per punto di consegna Pero) e tratto di 1.4 km DN300
per consegna Pero
• 2° Tratto DN500 con sviluppo di 7.0 km (da stacco per punto
di consegna Pero a punto consegna Bollate/Baranzate)
• 3° Tratto DN400 con sviluppo di 4.4 km (da punto di
consegna Bollate/Baranzate a stazione di rilancio in linea
presso impianto di via Nenni)
▪Impianto di rilancio in linea di via Nenni per
fornitura zona est (Cinisello Balsamo, Bresso,
Cormano, Cusano Milanino e Sesto San
Giovanni)
• Gruppo di rilancio di n. 4 pompe: Qtot pari a 196 l/s e Hn
pari a 70 m
▪Elenco dei comuni forniti: Cornaredo, Pero,
Rho, Arese, Bollate, Baranzate, Novate Milanese
Centrale
Cornaredo
Impianto di
rilancio Nenni
RHO
ARESE
BOLLATE
BARANZATE NOVATE M.
TRACCIATO DORSALE DA CENTRALE DI
CORNAREDO A RILANCIO NENNI
PERO
CORNAREDO

12. IL SISTEMA NORD MILANO – MODELLAZIONE IDRAULICA
TRACCIATO DORSALE DA RILANCIO
NENNI A PUNTO DI CONSEGNA DI
CINISELLO BALSAMO
✓Impianto di rilancio in linea di via Nenni
per fornitura zona est (Cormano, Bresso,
Cusano Milanino, Cinisello Balsamo e Sesto
San Giovanni)
✓Dorsale di distribuzione rete esistente
(DN450/400/300) con lunghezza complessiva
di 7.7 km mediante parziale riconfigurazione
del sistema principale di distribuzione attuale
✓Elenco dei comuni forniti: Cormano,
Bresso, Cusano Milanino, Paderno
Dugnano, Cinisello Balsamo, Sesto San
Giovanni e potenzialmente Cologno
Monzese (interconnessione)

13. SISTEMA NORD MILANO – IPOTESI OTTIMIZZAZIONE IMPIANTI
Scenario di simulazione dello Stato di Progetto:
- Elenco impianti dismessi (ipotesi)
➢ Rho: Carroccio, Legnano-Diaz, Acquedotto, Visconti
➢ Bollate: S. Ambrogio da Bollate
➢ Novate Milanese: 1° Maggio
➢ Arese: Roma con serbatoio pensile
- Elenco nuovi impianti di progetto o riattivati
➢ Rho: nuovo pozzo Sempione (Qn=40 l/s)
➢ Baranzate: rifacimento impianto Mentana (2 pozzi)
- Condizioni al contorno principali:
➢ Livello della falda statico e dinamico
➢ Nodo di trasferimento a valle del rilancio Nenni per simulare
domanda verso zona est (comuni di Cinisello Balsamo, Cormano,
Bresso, Cusano Milanino, Paderno Dugnano, Sesto San Giovanni e
Cologno Monzese)
Centrale
Cornaredo
S. Ambrogio
da Bollate
Estensione rete modellata: 375 km
Serbatoio
1° Maggio
Scenario di progetto che prevede l’opportunità di dismettere/parzializzare il
funzionamento di alcuni impianti, eventualmente riattivabili nei periodi di
maggior consumo, razionalizzando la gestione dell’approvvigionamento.

14. 14
IL SISTEMA NORD MILANO – SIMULAZIONE SPILLAMENTO RHO
Spillamenti - caratteristiche principali:
✓ Regolati mediante valvole Clayton di riduzione della
pressione
✓ Dimensionamento condotto sulla base del range di
portata di funzionamento simulato e taglio di pressione
ottimizzato
Portata spillamento Rho
Pressione monte lato dorsale Pressione valle lato dorsale
Dimensionamento
valvola di regolazione
riduttrice di pressione

15. SISTEMA NORD MILANO – RISULTATI MODELLAZIONE IDRAULICA
Estensione rete modellata: 601.4 km
Scenario di simulazione dello Stato di Progetto:
- Elenco impianti dismessi (ipotesi):
➢ Cusano Milanino: Buffoli (pozzo 2), P.zza Italia (pozzo 4), Pedretti (pozzo
28)
➢ Paderno Dugnano: Vallette (pozzo 9), Galli (pozzi 16 e 20) e serbatoi
pensile
➢ Sesto S.G.: Marelli, Rovani (pozzi 5 e 21), Garibaldi-Zorn
- Elenco nuovi impianti di progetto o riattivati
➢ Cusano Milanino: riattivazione pozzo 27 Pedretti e pozzo 1 Buffoli
➢ Paderno Dugnano: campo pozzi Valassina (Qn=20 l/s pozzo sup., Qn=30 l/s
pozzo prof.)
➢ Paderno Dugnano: riattivazione Mazzini e Monte Cimone
➢ Cinisello Balsamo: impianto Malpensa (Qn=12 l/s pozzo sup., Qn=30 l/s
pozzo prof.)
➢ Sesto San Giovanni: Baracca Bixio (Qn=50 l/s pozzo 17 e Qn=40 l/s pozzo
27)
➢ Sesto San Giovanni: Rovani (Qn=30 l/s pozzo 8 e Qn=30 l/s pozzo 10)
- Condizioni al contorno principali:
➢ Livello della falda statico e dinamico
➢ Piezometrica a monte del rilancio Nenni per simulare carico idraulico della
dorsale
➢ Domanda area ex-FALK

16. SISTEMA NORD MILANO – IPOTESI OTTIMIZZAZIONE IMPIANTI
Nuovi impianti o riattivazione
Rilancio
Bollate via
Nenni
Sesto San
Giovanni

17. SISTEMA NORD MILANO – IPOTESI OTTIMIZZAZIONE IMPIANTI
Rilancio
Bollate via
Nenni Sesto San
Giovanni
Scenario di progetto che prevede l’opportunità di dismettere/parzializzare il funzionamento di alcuni impianti, eventualmente riattivabili nei periodi di
maggior consumo, razionalizzando la gestione dell’approvvigionamento.

18. 18
IL SISTEMA NORD MILANO – ACCORGIMENTI DI PROGETTO
Spillamenti – interventi principali:
✓ Rifacimento interconnessione esistente I217 di via Argentina
✓ Rifacimento rete e realizzazione spillamento bi-direzionale con Paderno Dugnano
Spillamenti - caratteristiche principali:
✓ Scenario di progetto: flusso idrico determinato dalla spinta del rilancio Nenni
✓ Scenario di emergenza: possibilità di ripristinare l’originale flusso idrico dalla rete di Paderno D.
verso Cormano e anche Bollate
Legenda
Pressione monte lato dorsale
Rifacimento rete esistente Punto consegna Cormano – I217 via Argentina Punto consegna Paderno Dugnano via C. Porta
Direzione flusso scenario di progetto
Direzione flusso scenario di emergenza
Tratte oggetto di intervento

19. SISTEMA NORD MILANO – CONCLUSIONI
✓ Modello idraulico è rappresentativo poiché le condizioni al contorno sono limitate a:
▪ Livelli statico/dinamico dei pozzi
▪ Perdita idrica distribuita sulla base del bilancio idrico calcolato dai dati di monitoraggio
▪ Domanda antropica (associati consumi contabilizzati e definito pattern di consumo)
✓ Dimensionamento della dorsale e delle sue componenti impiantistiche, basato su approccio modellistico, consente
di:
▪ Valutare l’impatto della nuova infrastruttura sulla dinamica di funzionamento della rete
▪ Possibilità di indagare diversi scenari di funzionamento e verificare l’efficacia degli interventi proposti
▪ Adeguare le logiche di automazione degli impianti esistenti al fine di consentirne il regolare esercizio
✓ Ulteriori sviluppi:
▪ Simulazione di scenari di qualità per ottimizzare il funzionamento dei pozzi
▪ Modello real-time per previsione comportamento futuro e adozione di logiche/procedure automatiche durante l’esercizio
della dorsale

20. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
Progettazione
esecutiva
FASE
2.1
FASE
2.2
Progettazione
definitiva
APPROCCIO PROGETTUALE – FASE 2

21. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
1. Predisposizione elaborati tecnici per richieste di autorizzazione
2. Modellazione su software di BIM Authoring CIVIL 3D dell’infrastruttura lineare
3. Modellazione su software di BIM Authoring REVIT di elementi puntuali specificatamente concordati
• Attraversamenti interrati e superiori relativi alle più importanti interferenze esistenti lungo il tracciato
di progetto
• L’impianto della stazione di rilancio intermedia di via Nenni in Comune di Bollate
L’ATTIVITÀ DI SUPPORTO

22. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
Zona di
Comfort
Fare cose nuove
Zona della
paura
Zona della
responsabilità
Zona della
crescita
Zona di sicurezza
e controllo
Sentirsi in
difficoltà
Affrontare i
problemi
Imparare nuove
abilità
Impostare nuovi
obiettivi
Desiderare di
migliorarsi ancora

23. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
COMUNICAZIONE
MULTIDISCIPLANIRETA’
DEI SOFTWARE
COINVOLTI
ASPETTO
INFORMATIVO
I 3 FATTORI

24. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
COMUNICAZIONE
MULTIDISCIPLANIRETA’
DEI SOFTWARE
COINVOLTI
ASPETTO
INFORMATIVO
COMUNICAZIONE

25. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
COMUNICAZIONE - L’ACDat

26. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
COMUNICAZIONE - L’ACDat

27. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
COMUNICAZIONE - L’ACDat

28. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
COMUNICAZIONE - L’ACDat

29. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
COMUNICAZIONE
MULTIDISCIPLANIRETA’
DEI SOFTWARE
COINVOLTI
ASPETTO
INFORMATIVO
SOFTWARE

30. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
+
+
IERI OGGI
SOFTWARE – LA PROGETTAZIONE PRIMA & DOPO IL BIM

31. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
IERI OGGI
+
+
SOFTWARE – LA PROGETTAZIONE PRIMA & DOPO IL BIM

32. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
SOFTWARE – AUTOCAD + CIVIL 3D

33. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
SOFTWARE – AUTOCAD + CIVIL 3D

34. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
SOFTWARE – REVIT

35. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
SOFTWARE – REVIT

36. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
SOFTWARE – REVIT

37. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
SOFTWARE – REVIT

38. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
COMUNICAZIONE
MULTIDISCIPLANIRETA’
DEI SOFTWARE
COINVOLTI
ASPETTO
INFORMATIVO
INFORMAZIONI

39. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
Al di sopra di tutto c’è il DATO
INFORMAZIONI – LA CENTRALITÀ DEL DATO

40. Giovedì 23 novembre 2023, Brescia
GRAZIE PER L’ATTENZIONE