Seminari IWS 17-18 Ottobre 2018, in occasione di H2O Bologna

1. Standard generali di fognatura: Macro-indicatore M4 –
Adeguatezza del sistema fognario
Il monitoraggio delle fognature della città di Milano finalizzato alla
ricerca delle portate anomale e alla calibrazione del modello
numerico
Relatori: Ing. Andrea Aliscioni, Geom. Maurizio Bellante

2. •Il Comune di Milano
affida alla nuova
società Metropolitana
Milanese (futura MM)
una concessione
trentennale per la
costruzione e
l'esercizio delle linee
metropolitane
luglio 1955
•MM è nominata
gestore del
Servizio Idrico
Integrato
giugno 2003
•Sono costituite due
nuove società:
Metro Engineering
S.r.l. e Napoli
Metro Engineering
S.r.l.
gennaio 2009
•La gestione delle
case popolari del
Comune di Milano
è affidata a MM
dicembre 2014
Aree di Business
Ingegneria della mobilità e delle infrastrutture
Gestione del Servizio Idrico Integrato della Città di Milano
Gestione del patrimonio di edilizia residenziale pubblica del Comune di Milano
ETROPOLITANA ILANESE S.p.A.

3. Il Servizio Idrico Integrato
MM gestisce l’intero ciclo del SII della Città Di Milano
• Erogazione di acqua potabile e suo costante controllo
• Raccolta, trattamento e depurazione di acque reflue
• Gestione dei Clienti sull’intero processo di erogazione del servizio
Coprendo il 100% del territorio servito
• 50.000 clienti (pari a circa 700.000 unità abitative e produttive del Comune di Milano) e
coprendo una domanda di circa 2 milioni di persone (residenti e city user)
• 2.300 km di rete acquedottistica oltre 400 pozzi in funzione e 31 stazioni di pompaggio
• 1.550 km di condotti fognari nei quali confluiscono ogni anno più di 250 milioni di metri
cubi di acque reflue
Garantendo un servizio di Qualità
• più di 200 milioni di m3 di acqua erogata nel 2014
• oltre 17.000 campionamenti di acqua prelevata
• Oltre 230.000 parametri chimici, fisici e microbiologici analizzati

4. La rete fognaria di Milano: Struttura della Rete
Rete Minore a Maglie Chiuse
Intercomunicanti
Collettori Interzonali
Grandi Collettori
Estensione: 1544 km di rete
Superficie coperta: 193 km2
Età media: 65 anni
Condotti più antichi: 137 – 147 anni (1868-1878)
Pendenza media: 1,5 %0
Pendenza media: 5-6 %0
Sistema a Terrazzi: bacini scolanti a quote diverse

5. La rete fognaria di Milano: Rete Minore
Capacità di Invaso:
1.650.000 mc
78% dell’intera rete
di Milano

6. La rete fognaria di Milano: Tubazioni
• 320 tipologieTipi di sezione adottata
• Minima d= 0,30 m (circolare)
• Massima W = 6,20 x 4,11 m (policentrica)
Dimensioni
• condotti di modeste dimensioni non ispezionabili (S
< 1 m2) realizzati utilizzando prevalentemente
tubazioni in grès
Sezioni Circolari
• condotti di medie dimensioni ( 1 < S < 3 m2) caratteristiche più idonee
al funzionamento in «sistema unitario» (velocità del liquame più
elevata anche in presenza di portate ridotte) facilmente ispezionabile
Sezioni Ovoidali
• condotti di dimensioni maggiori ( S > 3 m2)
destinate a smaltire notevoli portate (collettori
principali)
Sezioni Policentriche

7. La rete fognaria di Milano: Tubazioni

8. La rete fognaria di Milano: Tubazioni

9. La rete fognaria di Milano

10. La rete fognaria di Milano

11. I depuratori di Milano
Peschiera Borromeo
Bacino Est (Superficie = 22,3 Km2)
Milano Nosedo
Bacino centrale (Superficie = 69,0 Km2)
Milano San Rocco
Bacino Ovest (Superficie = 101,3 Km2)
1
2
3

12. I depuratori di Milano
Impianto Nosedo San Rocco
Bacino Centro Orientale Occidentale
Superficie [km2] 69,0 101,3
Potenzialità [E.A.] 1.250.000 1.050.000
Portata tempo asciutto [m3/s] 5,00 4,00
Portata massima [m3/s] 15,00 12,00

13. Problematica delle acque parassite
Acqua meteorica su
rete nera
Conseguenze infiltrazioni:
 Sovrastima portata nera.
 Riduzione efficienza impianto di depurazione.
 Funzionamento stazioni di sollevamento in
condizioni non prossime a quelle di progetto.
 Aumento costi legati al sollevamento.
Conseguenze exfiltrazioni:
 Inquinamento di tipo diffuso di acquiferi
sotterranei confinati e non confinati.
Cosa sono le acque parassite?
Componente non conforme né per qualità né per quantità al sistema fognario dimensionato (Masotti et al., 2005).
Lo standard europeo ATV-DVWK (2003)
fornisce la seguente definizione: “la portata
estranea è l’acqua immessa nella rete di
collettori fognari la cui qualità non è
influenzata da alcun tipo di uso (domestico,
industriale, ovvero agricolo) oppure l’acqua
non specificamente raccolta durante gli
eventi meteorologici.
Lo standard DIN EN 752-1 (DIN, 1996a) definisce semplicemente la portata parassita come una portata
“non desiderata” immessa nel sistema fognario.

14. Le acque parassite nella rete fognaria di Milano
CAUSE PRINCIPALI
Provenienti dalla falda superficiale per una
non perfetta impermeabilità delle
tubazioni
Collegamenti illeciti, o acque di falda prelevate
all’interno delle proprietà private e scaricate
illecitamente attraverso gli allacciamenti esistenti
Presenza di parecchi corsi d’acqua
(indipendenti dalla rete di fognatura ma
qualche volta interferenti)
EFFETTI
Riduzione dell’efficienza degli impianti di
trattamento delle acque reflue causata da una
indesiderata diluizione del carico inquinante addotto
all’impianto con un conseguente mal funzionamento
del comparto biologico
Maggiore quantità di reflui da sollevare nelle stazioni di
pompaggio e maggiore frequenza di scarichi in
corrispondenza degli scaricatori di piena posti lungo la
rete con conseguente apporto di inquinanti al corpo
ricettore
Il sistema unitario a maglie chiuse prima descritto. il carattere fortemente eterogeneo
del tessuto urbano della città di Milano in termini di utenze (civili, artigianali, industriali)
hanno provocato delle fortissime complessità nella calibrazione del modello matematico
e all’individuazione delle infiltrazioni dovute alla acque parassite.

15. Gara d’appalto per la ricerca acque parassite
Gara per la ricerca delle portate parassite nel
bacino OVEST della rete di fognatura della
città di Milano
2017
Gara per la ricerca delle portate parassite nei
bacini CENTRO EST della rete di fognatura
della città di Milano
2015
In accordo al Capitolato Speciale d’Appalto delle due gare sono stati realizzati in totale
345 punti di misura della portata: 170 punti nel LOTTO 1 e 175 nel LOTTO 2
In particolare i misuratori impiegati sono stati suddivisi in postazioni fisse, con durata
minima di registrazione pari a 90 giorni e postazioni mobili, con durata minima della
registrazione pari a 30 giorni.

16. Bacini fognario di riferimento
MACRO LOTTO 1
Bacino Ovest
170 punti di misura della
portata
San Rocco
Nosedo
Peschiera
MACRO LOTTO 2
Bacino Centro-Est
175 punti di misura della
portata

17. Le fasi della campagna di misura
Il programma di lavoro è stato
articolato in macro attività
3)
Acquisizione ed
elaborazione dei
dati di portata
&
Risultati della
campagna di
misura
2)
Esecuzione
campagna di
misura
1)
Progetto della
campagna di
misura
1. Progetto della campagna di
misura partendo dai dati
cartografici noti
2. Esecuzione della campagna di
misura
1. Sopralluoghi preliminare
per validare il progetto
della campagna
2. Installazione dei
misuratori di portata
3. Acquisizione dati, elaborazione
e risultati della campagna di
monitoraggio

18. Progetto della campagna di monitoraggio
 Dettagliata analisi del reticolo fognario

19. Progetto della campagna di monitoraggio
 Suddivisione di bacini in sotto-ambiti fognari e definizione della posizione dei misuratori
Bacino OVEST
AMBITO 3
Bacino OVEST
AMBITO 1
Bacino OVEST
AMBITO 2
Bacino EST
AMBITO 3
Bacino CENTRO
AMBITO 2
Bacino CENTRO
AMBITO 1

20. Progetto della campagna di monitoraggio
 La posizione dei misuratori
di portata consente di
costruire il diagramma di
flusso. Il diagramma è
relativo all’interdipendenza
tra i punti di misura nella
condizione di deflusso
fognario di tempo secco,
quindi rappresenta i versi di
deflusso della fognatura
nera prevalentemente a
gravità.

21. Sopralluogo ispettivo: funzionale alla validazione dei punti di misura,
in accordo con MM S.p.A., al fine di accertare:
 le adeguate condizioni idrauliche nonché le peculiarità della
rete;
 le condizioni generali di sicurezza da attuarsi nel cantiere
temporaneo per l'apprestamento della strumentazione nella
cameretta fognaria.
L’attività è stata svolta in campo da un ingegnere idraulico
specializzato nelle attività di monitoraggio fognario con il supporto
del personale tecnico MM S.p.A.
+500
pozzetti
ispezionati
Esecuzione della campagna di misura – Sopralluogo

22. Installazione della strumentazione per la
registrazione in continuo dei dati di livello,
velocità, portata e temperatura del refluo
Installazioni sono state eseguite
nel rispetto delle procedure di
sicurezza secondo D.Lgs 81/2008
e succ. mod. e D.P.R. 177/2011
Esecuzione della campagna di misura – Installazioni

23. Installazione dei misuratori di portata
La strumentazione portatile area – velocity basa la
determinazione della portata sulla misura della
velocità del refluo e sull’integrazione di
quest’ultima sull’area bagnata
 L’area bagnata è determinata sulla base della
geometria della condotta ove la sonda è
installata e sulla misura del livello idrico
presente.
 La strumentazione ha campo di applicazione
sia per deflusso a pelo libero, sia in pressione.
 La strumentazione utilizzata consente la
misura del profilo di velocità lungo la
verticale fino ad un massimo di 16 valori.
Esecuzione della campagna di misura – Installazioni

24. Esecuzione della campagna di misura – Vista installazioni

25. Punti di misura fissiStrumentazione KAPTOR BM Tecnologie Industriali con invio dati in remoto su portale dedicato e
consultazione in remoto in tempo reale
Esecuzione della campagna di misura – Strumentazione

26. Approccio secondo il concetto di minimo di portata
applicato al segnale differenza.
Elaborazione dei segnali e risultati della campagna di misure
Analisi dei segnali di portata finalizzata alla valutazione della portata di minimo notturno

27. Tipici risultati della analisi del segnale

28. Coefficiente udometrico teorico
Risultati della analisi del segnale
Soglia di attenzione
PORTATE MEDIE COEFFICIENTE UDOMETRICO
CONFRONTO CON LA PORTATA ATTESA PORTATA DI MINIMO NOTTURNO

29. QUANDO
DEFINIRLA
PORTATA
ANOMALA
PROBABILE PORTATA IMMESSA NON
DESIDERATA
Consumi
idrici
dichiarati
Coefficiente
udometrico di
tempo secco
Portata di
minimo
notturno
Secondo la DIN EN 752-1
(DIN, 1996a) la portata
parassita è quella
componente di portata non
desiderata immessa nel
sistema fognario
Soglia di 10 l/s per la portata di minimo
notturno tenuto conto che l’ipotesi di
assenza di scarichi notturni difficilmente
viene attesa nella città di Milano
Si deve osservare come il tessuto urbano della città di Milano su
cui insiste la rete fognaria monitorata presenta un carattere
fortemente eterogeneo sia in termini di utenze (civili, produttive,
industriali, etc.) che in termini di “sociologia urbana” intesa come
rapporto della vita sociale dell’uomo con la città (turismo, vita
notturna, attività lavorative notturne, etc). La perimetrazione
fognaria condotta ha determinato una scala di macrobacino
fognario che verosimilmente risente dell’effetto di eterogeneità
sopra descritto. Tale condizione comporta l’adozione di un valore
di soglia delle portate di minimo notturno fissato
cautelativamente in 10 l/s (36 m3/h).
Coefficiente udometrico di
tempo secco teorico pari a
0.21 l/s ha
Scostamento fra dato
registrato e dato atteso
dedotto a partire dai
consumi idrici
Le acque parassite

30. Principali risultati
Per ciascun ambito fognario sono stati
analizzati i segnali di portata allo scopo di
valutare le portate medie di tempo secco, di
pioggia e di minimo notturno.
Nel seguito si riassumono i principali valore
ottenuti
LOTTO AMBITO
PORTATA MEDIA DI
AMBITO
Qmed [l/s]
PORTATA DI MINIMO
NOTTURNO
MNF [l/s]
Incidenza MNF su
Qmed
[%]
LOTTO 1
BACINO OVEST
AMBITO 1 961 363 37.8
AMBITO 2 884 312 35.3
AMBITO 3 550 238 43.3
LOTTO 2
BACINO CENTRO
AMBITO 1 2587 1110 42.9
AMBITO 2 2553 1011 39.6
LOTTO 2
BACINO EST
AMBITO 3 738 315 42.7

31. Principali risultati
LOTTO 1
distribuzione delle portate medie e di minimo notturno
LOTTO 2
distribuzione delle portate medie e di minimo notturno

32. Principali risultati
LOTTO 1
LOTTO 2
Mappatura preliminare di tutti i distretti fognari
in funzione della portata di minimo notturno

33. Priorità 1 (P1) il distretto è
potenzialmente interessato da rilevanti
portate parassite, si consiglia di
attenzionare lo stesso al fine di
giustificare la portata rilevata ovvero
confermare la presenza di infiltrazioni
parassite;
Priorità 2 (P2) il distretto potrebbe
essere interessato da infiltrazioni da
moderate a rilevanti, si consiglia di
attenzionare lo stesso al fine di
giustificare la portata rilevata ovvero
confermare la presenza di infiltrazioni
parassite;
Priorità 3 (P3) il distretto potrebbe
essere interessato da modeste portate
parassite, le quali tuttavia non
richiedono alcun ulteriore intervento
conoscitivo.
Principali risultati

34. Principali risultati
ANALISI DELLA PORTATA DI MINIMO NOTTURNO
+150 DISTRETTI FOGNARI PERIMETRATI
Qmedia 7850 l/s
64 DISTRETTI POTENZIALMENTE INTERESSATI DA PORTATA ANOMALA
Qmin 3360 l/s, di cui 2720 l/s potenziali portate anomale
ANALISI DEL COEFFICIENTE UDOMETRICO & CONFRONTO CON LA PORTATA ATTESA
DEDOTTA DAI CONSUMI IDRICI
45 DISTRETTI CARATTERIZZATI DA PRIORITA’ DI INTERVENTO da P2 a P1
IPOTESI DI INTERVENTO SOLO SU 15 DISTRETTI FOGNARI
+60% DELLE PORTATE POTENZIALMENTE ANOMALE SU CUI
FOCALIZZARE L’ATTENZIONE

35. Per individuare e giungere alla corretta ed esatta
definizione degli interventi di riduzione/eliminazione
delle acque parassite, nonché le problematiche da
risolvere all’interno del sistema fognario si renderà
necessario sviluppare:
il quadro complessivo di tutti gli interventi
necessari per la eliminazione delle acque
parassite;
la definizione delle linee guida e delle specifiche
tecniche per lo sviluppo delle ispezioni televisive
di dettaglio;
l’esame delle tipologie di intervento (relining,
sigillature localizzate, ecc.) che risulteranno più
idonee per ciascuno dei vari punti di intervento
individuati ed in funzione delle rispettive
peculiarità;
la stima preliminare dei costi di tutti gli interventi
necessari per la eliminazione delle acque
parassite;
l’analisi costi/benefici per la definizione delle
priorità che guideranno la scelta degli interventi
da attuare con il finanziamento disponibile.
Interventi di riduzione delle acque parassite

36. Interventi di riduzione delle acque parassite

37. Si ringrazia per l’attenzione