CONVEGNO ACQUA CHIARA ASTI, 17-18 OTTOBRE, 2005 La gestione efficiente dei sistemi idrici secondo l’approccio dell’IWA (International Water Association) Marco Fantozzi, Studio Fantozzi Membro ‘Water Loss Task Force’ IWA marco.fantozzi@email.it Soluzioni Innovative per Migliorare le Performance dell’Industria dell’Acqua

Il Controllo delle Perdite: Una Necessità ! Il Controllo delle Perdite Idriche è diventato di grande interesse a livello internazionale per la necessità di uno Sviluppo caratterizzato da: sostenibilità efficienza economica protezione dell’ambiente Reperire Nuove Risorse Idriche è diventato progressivamente sempre più difficile e costoso La maggior parte dei Gestori può ridurre i Costi Operativi investendo nelle tecnologie di Controllo delle Perdite

Obiettivi & Iniziative dell’Unione Europea Il Programma di Ricerca dell’Unione Europea 1998 – 2002 sancisce che: le tubazioni, un tempo considerate indistruttibili, di fatto perdono in modo allarmante La Key Action 1 ”Gestione Sostenibile e Qualità dell’Acqua” del 5° Programma Quadro della Commissione Europea sancisce il bisogno di: strategie, tecnologie e pratiche di gestione ottimali, che includano strumenti economici, per la gestione sostenibile dei sistemi urbani di distribuzione

Obiettivi & Iniziative negli USA Il Piano Strategico 2003 del “Water Loss Control Committee” dell’A.W.W.A. sancisce: Una “chiamata alle armi” perché si cominci a gestire l’acqua dispersa a livelli economici, con lo stesso impegno che AWWA ha messo nel promuovere la salubrità dell’acqua nel mondo Risvegliare l’Industria dell’Acqua nel Nord America sull’impatto, spesso sottovalutato e fondamentalmente incompreso, della grande quantità di acqua dispersa e non contabilizzata dai Gestori di reti idriche

Dati Internazionali Non Revenue Water (%) Percent NRW World Bank 2004 ã

Stato delle perdite in Italia e Decreto 99/97 In Italia, l’acqua non fatturata NRW (non revenue water) varia tra il 15-60% del totale immesso in rete, con una media pari al 42% (ISTAT 2003). In Italia la maggior parte delle Water Utilities ripara solo le perdite “segnalate” e non applica la gestione della pressione ed il controllo attivo delle perdite, tranne in caso di risposta di emergenza durante periodi di siccità. Come primo passo per misurare e ridurre le perdite le Utilities Italiane devono calcolare il bilancio idrico per ognuno dei loro sistemi secondo il Decreto n° 99/97.

Il Bilancio Idrico secondo il Decreto 99/97 Consiste di 3 sistemi: Trasporto (adduzione primaria) Trasporto (adduzione secondaria) Distribuzione Fonte: Linee Guida della Regione Emilia Romagna

Il Bilancio Idrico secondo il Decreto 99/97 Definisce una terminologia ed un metodo standard per il calcolo del bilancio idrico in Italia Separa i calcoli per ‘acqua grezza’ e ‘acqua trattata’ Raccomanda di misurare I consumi dei clienti il più vicino possibile alla rete, al limite di proprietà Raccomanda la misura per distretti e la riduzione della pressione in eccesso Raccomanda l’installazione permanente di misure di pressione Definisce alcuni performance indicators ‘pre IWA’, quali: Indice lineare delle perdite totali (basato sulla lunghezza in km) Indice delle perdite in distribuzione (%) Ma come può l’Italia beneficiare dei progressi fatti nella gestione delle perdite negli ultimi 10 anni a livello internazionale?

IWA - Water Loss Task Force 80 partecipanti, in 35 paesi dei 5 continenti Produzione di una serie di Articoli dal titolo “Practical Approach” su Water 21 (Journal IWA) Gestisce workshop internazionali sulle “best practices” per la gestione delle Perdite WLTF: Teams su Ricerca Perdite, DMA, PM, PI, Perdite Reali & Apparenti, & Pubblicazioni

Strategia di Riduzione delle Perdite: Che fare? Step 1: Determinare il Volume di Acqua dispersa: Usare la terminologia e il sistema di calcolo del Bilancio Idrico ‘migliori’, con limiti di confidenza del 95% Step 2: Identificare ‘come stiamo operando’: Usando i “performance indicators” più significativi Step 3: Analizzare i dati e sviluppare la propria strategia Usando i migliori concetti e software disponibili Step 4: Definire obiettivi, prendersi l’impegno, iniziare, imparare dal proprio lavoro L’uso di software specifico può accelerare i progressi!

Il Bilancio Idrico Standard IWA - Step-by-Step - Volume Immesso in Rete System Input Consumi Autorizzati Consumi Autorizzati Fatturati Consumo Fatturato Misurato Revenue Water Consumo Fatturato Non Misurato Consumi Autorizzati Non Fatturati Consumo Non Fatturato Misurato Acqua Non Fatturata Non Revenue Water Consumo Non Fatturato Non Misurato Perdite Idriche Perdite Apparenti Consumo Non Autorizzato Imprecisione dei Contatori Clienti In IWA best practice, use of the term Unaccounted for Water is now not recommended, because of many different interpretations world-wide. In too many cases, the volume of ‘UFW’ volume depended on how the ‘accounting’ is done! Use of the term ‘Non-Revenue Water’ is now IWA recommended best practice, where NRW = System Input Volume – Billed Authorised Consumption NRW consists of 3 principal components Unbilled authorised consumption Apparent Losses, consisting of unauthorised consumption + systematic customer meter errors Real Losses on mains, service reservoirs and service connections, up to the customer meters Allocating components of consumption is not difficult; just ask yourself the questions * Is it billed * Is it Authorised or unauthorised consumption? * Is it metered or unmetered? Perdite Reali Perdite nella Rete di Trasporto e di Distribuzione Perdite e Sfiori dai Serbatoi Perdite dalle Prese d’Utenza fino al Contatore

Il Bilancio Idrico IWA Nazioni ed organizzazioni che ora usano (o raccomandano) il Bilancio Idrico IWA sono i seguenti: Germania (DVGW) Malta Sud Africa (Water Research Commission) Australia (Water Services Association) Nuova Zelanda (New Zealand Water and Waste Association) Canada (Canadian Federation of Municipalities) USA (American Water Works Association) Versioni del Bilancio Idrico IWA sono ora disponibili in lingua italiana con il software Fastcalc, con il limiti di confidenza del 95%

Crescita Naturale delle Perdite Reali Anno 5 Anno 4 Anno 3 Anno 2 Anno 1 Volume Annuo delle Perdite Reali CARL Because of new leaks and bursts, the annual volume of Real Losses will increase each year if there is no management of Real Losses.

I 4 modi per gestire le Perdite Reali “Il livello di perdita oltre il quale il costo di una ulteriore riduzione è superiore al valore dell’acqua recuperata” Gestione della Pressione Perdite Reali Potenzialmente Recuperabili Livello Economico Perdite Reali Current Annual Real Losses Unavoidable Annual Real Losses Velocità e Qualità delle Riparazioni Controllo Attivo delle Perdite Pipeline and Assets Management: Selection, Installation, Maintenance, Renewal, Replacement © WRP (Pty) Ltd, 2001

Il Tempo fa la Differenza nel volume annuo delle perdite reali! Velocità e Qualità delle Riparazioni Il Tempo fa la Differenza nel volume annuo delle perdite reali! m3 / giorno 75 Rotture segnalate su condotte 82.5 m3 1.1 Giorni Pronto Intervento m3 / giorno 16 Giorni Rotture segnalate su prese 400 m3 25 R L A Manutenzione In the past, we spent a lot of time locating burst mains and feeling satisfied when they were repaired. Recent research has shown (in the top diagram) that whilst the average burst main runs at 75m3/day, it is repaired after only 1.1days, losing 82.5m3 in total. The Water Supplier’s communication pipe has a lower flow rate at 25m3/day but runs for 16 days losing 400m3 . Worst of all is the leak inside the customers boundary which loses 1150m3, 14 times more than the average burst main. It is therefore very important that the leakage practitioner understands the condition of his distribution system and where the leaks might occur. L m3 / giorno Perdite Occulte su prese > 4500 m3 25 182.5 Giorni R A Controllo Attivo delle Perdite

Le Perdite ‘Segnalate’ sulla rete rappresentano meno del 10% del volume delle perdite reali annue nella maggior parte dei sistemi idrici ben gestiti! Quindi, la necessità di un approccio pratico ATTIVO alla Gestione delle Perdite Idriche

Gestione della Pressione Requisiti Locali Decreto 8 Gennaio 1997 (n° 99/97) richiede misure regolari di portata e pressione in rete Ciò riconosce l’importanza della pressione, ma non suggerisce quanto influenza le perdite, le frequenze delle nuove perdite o i performance indicators Il volume di acqua dispersa varia al variare della pressione BASSA PRESSIONE ALTA PRESSIONE

Relazione Pressione Perdite Gestione della Pressione Relazione Pressione Perdite Studi internazionali hanno definito la relazione tra la variazione della pressione e la variazone delle perdite L’approccio FAVAD fornisce la chiave interpretativa dei diversi risultati ottenibili. La Perdita ‘L’ varia con PN1 L1/L0 = (P1/P0)N1 Perdite su tubi metallici N1=0.5 Perdite di fondo & su tubi plastici N1 = 1.5 Media per grandi reti N1 = 1 Tubo metallico Tubo plastico

Controllo Attivo delle Perdite Controllo Attivo delle Perdite ALC Controllo Attivo delle Perdite Creazione Distretti (DMA) Distretti District Metered Areas (DMA) M B A C M Misuratore Rete Confine del DMA

Controllo Attivo delle Perdite Controllo Attivo delle Perdite ALC Controllo Attivo delle Perdite Monitoraggio rete

Controllo Attivo delle Perdite Controllo Attivo delle Perdite ALC Controllo Attivo delle Perdite Ricerca e localizzazione perdite Cercatubi Misuratori di Portata Data logger Geofono Correlatore Noise loggers Sahara TECNOLOGIA SEMPLICE TECNOLOGIA AVANZATA

Il Livello Economico del Controllo Attivo delle Perdite La ricerca delle perdite occulte (non segnalate)! Non è una pratica adottata in molti paesi Ma quasi tutti i sistemi idrici hanno delle perdite occulte! Tutti i Gestori dovrebbero avere una politica di intervento economico Ogni quanto dovrei controllare il mio sistema idrico? Le Frequenze di intervento applicate o raccomandate sono: In UK, per piccoli settori con misura della portata notturna: variano tra 2 volte all’anno e 1 volta ogni 3 anni In Germania: variano tra 1 volte all’anno e 1 volta ogni 6 anni, in funzione del livello di perdita In Nord America: la raccomandazione AWWA M36 prevede il controllo attivo delle perdite 1 volta ogni 4 anni In Italia (D.M. 99/97): attività da eseguire ma frequenza non definita Ma, come possiamo stabilire la frequenza economica di intervento per uno specifico sistema idrico o sottosistema?

Intervento Economico Semplificato Fino a poco fa venivano usati metodi complicati per calcolare la frequenza economica di intervento Membri Inglesi & Italiani della IWA Water Losses Task Force hanno recentemente sviluppato un semplice approccio pratico velocemente applicabile a sistemi e sotto-sistemi di ogni dimensione usando limitati dati prontamente disponibili (o stimabili) assumendo una politica base di controllo regolare delle perdite Servono solo 3 parametri chiave Costo di Intervento (CI) per localizzare le perdite occulte Costo marginale dell’acqua (MaC) o costo variabile Tasso di crescita delle perdite occulte S (litri/presa/giorno/anno)

CASO n° 1 - Acquedotto di Pavone Mella (BS) km di rete = 6 numero di prese = 900 pressione media di esercizio = 30 m Misure occasionali di portata con strumenti ad inserzione e No storia di controllo attivo perdite Costo di Intervento CI = € 4000 /900 = € 4.44 per presa Costo Marginale dell’acqua MaC = 0.11 €/m3 Rapporto CI/MaC = 4.44/0.11 = 40 m3/presa Tasso di crescita stimato S = 89 l/presa/giorno/anno E’ economico fare Controllo Attivo delle Perdite ogni 18 mesi

Riabilitazione Specifiche dei Materiali & Standard di Progettazione Gestione di Tubi e Assets: Selezione, Installazione, Manutenzione, Rinnovo, Sostituzione Riabilitazione Specifiche dei Materiali & Standard di Progettazione Criteri di Sostituzione delle Condotte Info sul Deterioramento delle Condotte & Perdite di Fondo Standard & Misure di Esercizio e Manutenzione Indicatori di Performance del Sistema: ILI ( Sistema) & ICF (Distretto)

Il Bilancio Idrico Standard IWA - Step-by-Step - Volume Immesso in Rete System Input Consumi Autorizzati Consumi Autorizzati Fatturati Consumo Fatturato Misurato Revenue Water Consumo Fatturato Non Misurato Consumi Autorizzati Non Fatturati Consumo Non Fatturato Misurato Acqua Non Fatturata Non Revenue Water Consumo Non Fatturato Non Misurato Perdite Idriche Perdite Apparenti Consumo Non Autorizzato Imprecisione dei Contatori Errori di gestione dei dati In IWA best practice, use of the term Unaccounted for Water is now not recommended, because of many different interpretations world-wide. In too many cases, the volume of ‘UFW’ volume depended on how the ‘accounting’ is done! Use of the term ‘Non-Revenue Water’ is now IWA recommended best practice, where NRW = System Input Volume – Billed Authorised Consumption NRW consists of 3 principal components Unbilled authorised consumption Apparent Losses, consisting of unauthorised consumption + systematic customer meter errors Real Losses on mains, service reservoirs and service connections, up to the customer meters Allocating components of consumption is not difficult; just ask yourself the questions * Is it billed * Is it Authorised or unauthorised consumption? * Is it metered or unmetered? Perdite Reali Perdite nella Rete di Trasporto e di Distribuzione Perdite e Sfiori dai Serbatoi Perdite dalle Prese d’Utenza fino al Contatore

% del Volume immesso in rete Esempio di Analisi BABE delle componenti di Perdita Volume m3 x 103 % del Volume immesso in rete Costo Euro/m3 Valore Euro x 103 ACQUA NON FATTURATA 8950 25,6 O,12 1049,3 PERDITE 8513 24,3 0,12 1027,5 Consumi non autorizzati 87 0,2 0,5 43,7 Sottoregistrazione dei Contatori 1250 3,6 625 PERDITE APPARENTI 1337 3,8 668,7 PERDITE REALI 7175 20,5 0,05 358,8

Valutazioni sull’esempio di Analisi Babe Nel caso in oggetto: le Perdite Apparenti (o Commerciali) pur essendo percentualmente significativamente minori delle Perdite Reali hanno un valore economico circa doppio delle Perdite Reali in particolare la riduzione della sotto registrazione dei contatori rappresenta la priorità economica di intervento

Gestione delle Perdite Apparenti I 4 Metodi per la Gestione delle Perdite Apparenti secondo l’Approccio IWA Errori di Precisione dei Contatori Perdite Apparenti CAAL Errori di Trasferimento dei dati tra i Contatori e gli Archivi Prelievi Non Autorizzati e Furti Errori di Analisi dei Dati usati per la Fatturazione e il Bilancio Idrico Le Perdite variano a seconda dell’entità dell’impegno messo in atto per le diverse componenti I Gestori dovrebbero cercare di Raggiungere e Mantenere le Perdite al Livello Economico di Perdita

Gestione delle Perdite Apparenti Errori di Precisione dei Contatori Errori di Trasferimento dei dati tra i Contatori e gli Archivi Prelievi Non Autorizzati e Furti Perdite Apparenti Fisiologiche Errori di Analisi dei Dati usati per la Fatturazione e il Bilancio Idrico Perdite Apparenti CAAL

Gestione delle Perdite Apparenti Errori di Precisione dei Contatori Perdite Apparenti CAAL Livello Economico Perdite Apparenti Recuperabili Errori di Trasferimento dei dati tra i Contatori e gli Archivi Prelievi Non Autorizzati e Furti Perdite Apparenti Fisiologiche UAAL Errori di Analisi dei Dati usati per la Fatturazione e il Bilancio Idrico

Errori di Precisione dei Contatori I contatori possono risultare imprecisi per diversi motivi: Portate eccessive o acque abrasive Installazione errata o mancanza di manutenzione Errato dimensionamento o tipologia del contatore Adeguate Procedure di Selezione, Dimensionamento, Test, Installazione e Sostituzione dei contatori possono risolvere questo tipo di errori

Errori di Trasferimento Dati In molte situazioni i dati possono essere registrati correttamente ma trasferiti erroneamente a causa di: Problemi di scala di misura Azzeramenti Errori di lettura Errori nella gestione delle letture Adeguate Procedure di Controllo, Ispezione, Tracciato Dati e di Validazione delle letture possono risolvere molti di questi problemi

Errori di Analisi dei Dati Errori possono essere fatti anche una volta che i dati sono arrivati al Gestore Adeguate Procedure di Gestione degli Archivi, Routine di Controllo e Adeguato Addestramento degli Operatori possono risolvere molti di questi problemi

Furti e Consumi Illegali Possono esistere situazioni per le quali un cliente: Non risulta nel Sistema Clienti Ha eseguito un by-pass Ha manomesso il contatore Utilizza impropriamente la rete anti incendio (pulizia, riempimento serbatoi ecc.) Adeguate Procedure di Ispezione, Controllo di pressioni e portate, Misure prepagate e Azioni Legali possono risolvere molti problemi

Conclusioni Capire le perdite Reali e Commerciali e quantificarle Agire sulle 4 componenti della Metodologia che consentono di ottenere più velocemente il maggior ritorno economico Non assumere che risultati ottenuti altrove possano essere applicati ciecamente alla propria situazione Guardare all’aspetto economico – normalmente la riduzione delle perdite apparenti ha tempi di ritorno molto brevi

Grazie per l’attenzione! Contattatemi se desiderate ulteriori informazioni sui metodi e i software per l’applicazione del Metodo IWA Marco Fantozzi marco.fantozzi@email.it www.studiomarcofantozzi.it