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Programma eAQUA: IL SISTEMA CIRCOLATORIO DELLA SMART CITY

EAQUA

L'immagine del sistema circolatorio umano richiama come siano oggi rappresentabili i Sistemi Idrici di una città: un apparato complesso di reti e servizi interdipendente e integrato che apporta, scarica e depura il bene più prezioso per la vita: l'acqua.
Per difenderlo AcegasApsAmga sta portando a compimento il programma di eccellenza eAqua, una "rivoluzione" nei Sistemi Idrici Integrati di Padova, dell'area saccisica e di Trieste. Realizzato grazie alle competenze ingegneristiche aziendali e alle sinergie del Gruppo Hera, supportate da investimenti straordinari per 7 milioni di euro, sostenibili grazie alla solidità di bilancio del Gruppo, il Programma eAqua si affianca agli investimenti "ordinari" (circa 20 milioni euro/anno) impiegati nella manutenzione, ammodernamento e potenziamento.
Alla base del Programma eAqua è idea forte delle smart grids, ovvero quell'insieme di tecnologie finalizzate alla gestione intelligente delle reti fisiche nelle Smart City.
Nei sistemi idrici, le Smart Water Grids permettono la "distrettualizzazione" e la "modellazione" negli acquedotti come nei sistemi fognari. E' quanto AcegasApsAmga sta realizzando nel padovano e nel triestino.
Grazie a eAqua, ogni anno potremo contenere le perdite d'acqua potabile per oltre 5 miliardi di litri, ottimizzare il servizio di erogazione, ridurre di 1 milione di kg la CO2 emessa in atmosfera ovvero risparmiare circa 340 TEP (tonnellate equivalenti di petrolio), ridurre il rischio di allagamenti e restituire all'ambiente acqua più pulita, nonchè eliminare i consumi stimati in bolletta.

Le arterie idriche della città: efficienza con le smart grid

Distrettualizzare significa suddivisione della rete generale in aree più piccole e, mediante l'inserimento di evoluti misuratori di portata e pressione in punti prestabiliti, situati lungo il perimetro di ciascun distretto e collegati in rete telematica, realizzare un modello fisico e digitale. L'intero sistema, pianificato dalle simulazioni virtuali del modello idraulico e supportato dalla raccolta ed elaborazione in tempo reale dei dati, rappresenta il metodo più efficace nella ricerca delle perdite di rete e di bilanciamento delle portate idriche da remoto, in base al fabbisogno.
Alla fine del 2016 la distrettualizzazione è stata messa completamente a regime, sia a livello di realizzazione dei 16 macro distretti principali della rete di Padova e del Piovese e i 17 per la rete di Trieste che a livello di monitoraggio.
La rete è "intelligente", cioè in grado di gestire autonomamente le portate, in base al fabbisogno degli utenti e di segnalare tempestivamente le anomalie di sistema, comunicando in tempo reale il flusso idrico in ogni punto della rete.

La circolazione venosa: la rete fognaria diventa modello

A Padova, alla fine del 2016, è stata terminata la modellazione della rete fognaria in tutti e 12 i bacini idraulici del comprensorio. Nell'area di Trieste, alla fine del 2016, sono stati completati 13 dei 15 bacini idraulici appartenenti al comprensorio triestino.
Il progetto "rete fognaria smart" ha un obiettivo ambizioso: attenuare nel medio periodo, il rischio allagamenti a Padova e Trieste, rendendo intelligente la rete fognaria cittadina grazie all'uso spinto della tecnologia e alla capacità di elaborare basi date complesse. Una rete fognaria, come noto, sottoposta a particolare stress per il fatto di convogliare in molti tratti, nelle stesse condotte, acque nere e acque piovane.
Il progetto è nato da un primo dato di fatto, comune a molti altri centri urbani italiani: la non piena conoscenza della rete fognaria cittadina, in termini di esatta collocazione delle condotte e di caratteristiche tecniche di queste (portata, inclinazione, punti di interconnessone, ecc.) a causa della stratificazione storica dei vari tratti di condotta.
La prima fase del lavoro è stata dunque di apprendimento e conoscenza. Su un software particolarmente evoluto, sono stati raccolti, uniformati e rappresentati tutti i dati utili a conoscere appieno i circa 1.300 km di rete fognaria cittadina padovana. Le informazioni lavorate sono di estremo dettaglio. Per fare un esempio, si può trattare del numero di caditoie stradali (che immettono in rete l'acqua piovana), dei punti in cui si registra un cambio di pendenza in ogni singola condotta, o del diametro delle tubazioni.
Una volta raccolti e integrati, i dati sono stati poi sottoposti a verifica, attraverso un incrocio con le informazioni provenienti da rilievi aerei a infrarossi (tecnicamente, rilievo Lidar), e modelli digitali di terreno, che forniscono le esatte altimetrie del terreno con precisione millimetrica. Si tratta di un controllo importantissimo, considerando che la rete fognaria funziona sfruttando proprio la pendenza.
Successivamente sono stati caricati nel sistema i dati relativi alla piovosità sul territorio provenienti dai pluviometri AcegasApsAmga, ArpaV e ArpaFVG dislocati sul territorio, così come sono stati acquisiti i dati Arpav e ArpaFVG aggiornati per l'elaborazione delle curve di possibilità pluviometrica, al fine di effettuare le simulazioni con i diversi tempi di ritorno.
L'ultima fase del lavoro, che si è conclusa alla fine del 2016, ha visto l'attivazione vera e propria del modello. Vale a dire che i diversi scenari di piovosità sono stati simulati sulla rete e grazie al software di modellazione è stato possibile identificare i punti della rete sottoposti a stress e dunque a possibili allagamenti. In questo modo è quindi possibile sapere, ad esempio, quali sono le aree a rischio allagamento in caso di evento meteorico di 4 giorni consecutivi, con certe caratteristiche.
Un modello con questo livello di profondità ha consentito e consentirà di formulare analisi di straordinaria importanza. Innanzitutto si può comprendere come mai una determinata area è più soggetta a rischio allagamenti (ad esempio, per le caratteristiche morfologiche del terreno, piuttosto che per un deficit della rete). Ma soprattutto, conoscendo i punti maggiormente critici del sistema fognario si potranno orientare secondo una chiara scala di priorità gli interventi di potenziamento della rete dei prossimi anni, elemento strategico in un contesto di risorse scarse.
In quest'ottica, dall'avvio del progetto Rete Fognaria Smart, per tutte le progettazioni della Direzione Acqua sono state svolte delle preventive analisi modellistiche per valutare tutti i progetti relativi alle reti fognarie.

Individuare le perdite d'acqua sarà più semplice

Le reti acquedottistiche di Padova e del Piovese sono lunghe complessivamente oltre 2000 km e l'acquedotto di Trieste si estende per circa 1.100 km. La suddivisione della rete nei distretti principali ha definito un ulteriore frazionamento degli stessi in tratti di estensione di circa 20/25 km ciascuno, per un totale di 89 sottodistretti nell'area del padovano-piovese e ulteriori 78 nel territorio triestino. Questa suddivisione permette di tenere costantemente sotto controllo la rete idrica e di localizzare le perdite anche "invisibili" perché in profondità o sottomarine.
Operativamente, i dati rappresentati su cartografia e georeferenziazione digitale, sono elaborati in tempo reale e confrontati con il consumo medio notturno di ciascun distretto, rappresentante cioè il minimo consumo di ciascuna area. Se, rispetto a tale indicatore, vengono rilevati consumi superiori probabilmente nella zona si è manifestata una rottura. I tecnici specializzati giungono sul posto e attraverso geofoni, strumenti che "ascoltano" il rumore dell'acqua nei tubi riuscendo a rilevare le discontinuità, sono in grado di individuare velocemente la perdita, con un'approssimazione di pochi metri.
Il controllo delle perdite delle reti acquedottistiche e il contenimento dei costi energetici sono oggi argomenti di grande interesse, dal momento che il sistema idrico italiano è caratterizzato da una percentuale di perdite medie superiore al 35%: valori che producono inevitabili ricadute negative di natura ambientale, economica e sociale.

Lunga vita all'acquedotto

Trieste ha un'orografia caratterizzata da variazioni altimetriche, da 0 a 400 metri sul medio mare su distanze molto brevi. Superare questo ostacolo impone l'esercizio di pressioni di rete molto elevate (fino a 11 bar!) e di un grande numero di serbatoi e sollevamenti. Con il Programma eAqua si è riusciti ad operare una riduzione selettiva, secondo i fabbisogni reali, riducendo il volume delle perdite di fondo, diminuendo le sollecitazioni delle infrastrutture idriche ed estendendo la vita utile dell'acquedotto. Nella gestione della pressione di rete, le simulazioni idrauliche del modello si stanno dimostrando uno strumento potente per adottare le corrette scelte progettuali e gestionali per individuare le criticità del sistema. Ad esempio, nel distretto di Opicina, sull'altipiano carsico, sulla base del modello idraulico, sono stati già eseguiti degli interventi strategici in rete, con la posa di nuove condotte, l'inserimento di riduttori di pressione (diminuzioni nell'ordine di 2-3 bar) ed un abbattimento importante delle perdite. Essendoci una correlazione tra pressioni di rete e perdite idriche, risulta evidente come un'oculata gestione delle pressioni vada ad influire in modo benefico sull'intero assetto della rete.

Meno emissioni per 1000 ton di CO2

Riducendo le perdite di rete è necessario immettere meno acqua nelle tubazioni. Le numerose pompe del sistema idrico che in alcuni casi sollevano l'acqua sino ai 400 metri delle abitazioni più alte, consumeranno conseguentemente meno energia, con un risparmio stimato di circa 2.500 MWh annui, pari a circa 1000 ton di CO2 in meno emesse in atmosfera, ovvero 340 TEP tonnellate equivalenti di petrolio.

Addio bollette stimate

Il tassello terminale del progetto eAqua è la sostituzione dei vecchi contatori meccanici. Trattasi di sperimentazione dei contatori elettromagnetici o ad ultrasuoni telegestiti: si è provveduto, infatti, a sostituire i vecchi contatori dell'acqua su un bacino iniziale di 3.000 famiglie residenti in zona Monte Calvo e San Dorligo della Valle a Trieste e a Ponte di Brenta (Padova).
I contatori elettronici di nuova generazione sono in grado di segnalare in tempo reale una perdita sulla rete di proprietà del cliente e, grazie alla telelettura, ogni bolletta riporterà quanto esattamente consumato nel periodo. L'utilizzo di tali dispositivi, in abbinamento ai misuratori di portata installati nei distretti, permetterà la costruzione del bilancio idrico in real time, in quanto si andrà a quantificare con precisione i consumi da parte degli utenti. L'installazione dei primi contatori è partita a giugno 2015. Nel corso del 2016 è stata completata l'installazione dei telecontatori smart nel distretto di Ponte di Brenta e di San Dorligo della Valle, mentre nel 2017 sarà completata l'installazione dei telecontatori smart nel distretto idrico di Monte Calvo.

 
 
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