PER IL CONTENIMENTO DELLE PERDITE NELLE RETI MONTANE DI ACQUEDOTTO Progetto Interreg 4986 “Sostenibilità ambientale per l’uso della risorsa idrica: metodi innovativi di gestione delle reti degli acquedotti e di protezione degli acquiferi” Udine, 29.05.2013 CARNIACQUE S.p.A. via Aita, 2/h - 33028 Tolmezzo (UD) tel 0433 40465 - fax 0433 466073 www.carniacque.it - info@carniacque.it METODOLOGIE PER IL CONTENIMENTO DELLE PERDITE NELLE RETI MONTANE DI ACQUEDOTTO FUNZIONANTI A GRAVITÀ

INTRODUZIONE – CARNIACQUE Carniacque S.p.A. gestisce il Servizio Idrico Integrato nella zona montana della provincia di Udine a partire dal 2005. Il territorio è caratterizzato da una ridotta densità abitativa e da un’elevata dispersione dei centri abitati: la popolazione residente nel 2011 contava circa 55.600 persone dislocate in 240 località abitate, mentre le utenze di acquedotto risultano circa 34.000, di cui più della metà sprovviste di contatore. Di conseguenza la rete di acquedotto risulta molto frammentata ma nel contempo piuttosto estesa: 770km di reti di distribuzione e 500km di reti di adduzione, con circa 300 captazioni e 500 manufatti (serbatoi, interruttori, ripartitori, …). I notevoli dislivelli e la presenza di una moltitudine di sorgenti naturali garantiscono quasi ovunque un funzionamento della rete a gravità: i sollevamenti consistono in soli 20 impianti, sia per l'emungimento da falda freatica che per il rilancio a quote altimetriche elevate e superiori alle emergenze sorgentizie. Rete adduzione 500 km Rete distribuzione 770 Captazioni da presa 308 Pozzi 10 Manufatti Sollevamenti 20 Comuni 37 Popolazione (2011) 55600 Località abitate 240 Utenze 34142 Utenze a forfait 16380

INTRODUZIONE – PERDITE Difficoltà di quantificare l’entità complessiva delle perdite: assenza di sistemi di misura e di telecontrollo installati solo in tempi recenti in testa ad alcune reti problematiche a servizio di centri abitati importanti utenze a forfait impossibilità di calcolare la differenza tra i volumi fatturati e quelli immessi nella rete campagne di misura saltuarie realizzate su reti particolari o durante emergenze idriche Comune Rete Periodo di misura Qingresso Qmin Qmax l/s Tolmezzo Capoluogo settembre 2012 variabile 62 100 Pontebba marzo 2011 58 41 47 luglio 2012 45 54 Paluzza settembre 2010 / 15 20 Tarvisio dicembre 2011 30 19,5 - Arta Terme marzo 2012 5 6,8 Sutrio Zona artigianale 3 5,1 Englaro luglio 2010 3,5 2,5 4,5 Fusea 4,3 Sauris Sauris di Sotto 1 Resiutta 11,5 14 Socchieve Priuso giugno 2011 2 2,8 Amaro 5,5 12  / 8 Ovaro Muina galleggiante 0,3 1,3 ingresso: 31 l/s Con le immagini: Nei casi in cui sono stati svolti studi approfonditi si è visto che l'entità dei minimi notturni è notevole, soprattutto se confrontata con le differenze tra i consumi massimi diurni ed i minimi notturni. In figura è riportato il significativo esempio del serbatoio “Lots”, dal quale si diramano due tubazioni a servizio del capoluogo di Villa Santina. La zona industriale è servita da un'altra rete di distribuzione, di conseguenza è verosimile che la quasi totalità del flusso notturno sia dovuto a perdite. Si nota come la maggior parte dell'acqua in ingresso vada persa e che basterebbero pochi litri al secondo per rifornire l'abitato se le perdite fossero contenute entro valori considerati "normali" anche per la realtà italiana (30%). In quasi tutti gli studi e le misurazioni effettuate nelle altre reti, tanto nei grossi centri quanto nei piccoli acquedotti, si è osservata una situazione similare a quella del serbatoio “Lots (come riportato nella tabella) variazione: 5 l/s min notturno: 21 l/s variazione: 2 l/s min notturno: 3 l/s

INTRODUZIONE – PERDITE Per le reti a gravità le perdite sono generalmente ininfluenti dal punto di vista energetico ma hanno un’elevata importanza gestionale: variabilità stagionale delle portate dalle prese fluttuazioni di consumo per turismo insorgere di nuove perdite → svuotamento dei serbatoi → interruzione del servizio → cali della pressione di esercizio → funzionamento “a canaletta” elevate pressioni di esercizio → forte propensione al guasto → campagne di ricerca e riparazione a tappeto con benefici per pochi mesi necessità di reperire ulteriori portate in ingresso → captazioni superficiali di emergenza → ordinanze precauzionali di non potabilità → sollevamenti di emergenza → costi energia elettrica evitabili → ingenti investimenti per nuove captazioni Il grafico si riferisce alla rete di Villa Santina, con un’estensione di 25km e posta a servizio di circa 2200 persone.

ESPERIENZE – METODI TRADIZIONALI primi anni di gestione: osservazione dell’intera rete con metodi acustici tradizionali preascolto della presenza di rumori in punti accessibili della rete (idranti, pozzetti, ecc.) individuazione puntuale della perdita mediante l’uso di correlatori e geofoni velocità di esecuzione si riescono a coprire reti molto estese in tempi contenuti semplicità operativa possibile conoscenza approssimata della rete perdite ingenti spesso poco rumorose (non rintracciate) numerosi “falsi positivi” (valvole parzializzate, derivazioni, curve) bassa trasmissività acustica delle resine (PE, PVC) mascheramento dei rumori dell’acquedotto per la presenza di deflussi continui in fognatura; esperienza e professionalità dell’operatore vincolanti per ottenere buoni risultati nessuna informazione sull’entità della perdita → problematico nel caso di molte perdite rintracciate (quali perdite riparare?)

ESPERIENZE – RIDUZIONE DELLA PRESSIONE installazione di valvole automatiche di riduzione della pressione → soluzione immediata → basso costo specifico nei territori montani spesso serie limitazioni: elevata frammentazione, estensione e ramificazione delle reti → necessario installare molte valvole spese importanti se confrontate con le poche utenze da servire elevati oneri manutentivi dislivelli notevoli → installazione delle valvole in cascata pendolazione fenomeni di colpo d'ariete elevata variabilità delle quote delle singole abitazioni minimo altimetrico nelle zone centrali dell'abitato serbatoio e estremi al lato opposto alla stessa altitudine

CHIUSURA PER PORZIONI DI RETE - PRINCIPIO misuratore di portata in testa alla rete ore notturne → assenza di consumo → misura delle sole perdite misura della variazione di portata chiusura delle porzioni di rete Per far fronte ad alcuni degli svantaggi dei metodi acustici tradizionali sopra esposti, negli ultimi anni è stata utilizzata una metodologia di lavoro che permette di caratterizzare il grado di perdita dei singoli tratti di condotta. In pratica, dopo aver installato un misuratore di portata in testa alla rete, si procede alla chiusura in cascata delle saracinesche che portano acqua ai diversi rami dell’acquedotto. La differenza tra i valori misurati prima e dopo la chiusura delle saracinesche, effettuata nelle ore notturne e quindi in condizioni di verosimile assenza di consumo, rappresenta la quantità d’acqua persa. Questo metodo permette di focalizzare l’attenzione sui tratti che presentano le perdite di maggiore entità, limitando così gli sforzi gestionali. caratterizzazione del grado di perdita dei singoli tratti della rete

CHIUSURA PER PORZIONI DI RETE - FASI controlli preliminari possibilità di installare i misuratori di portata in testa impianto o in punti notevoli della rete aderenza alla realtà delle planimetrie riportanti lo schema della rete accessibilità ai pozzetti (asfaltature) e funzionalità degli organi di manovra valutazione del grado di perdita della rete installazione del misuratore di portata in testa alla rete registrazione del flusso minimo notturno (almeno due notti consecutive con una frequenza non inferiore ai cinque minuti) valutazione dell’entità delle perdite nei tratti mediante chiusura sequenziale delle zone di rete e contemporanea registrazione delle portate partendo dai rami terminali vincolando la rete a maglie chiuse a diventare una rete a maglie aperte (manovre) attenzione ai tempi di stabilizzazione della misura (3 letture) individuazione dell’ubicazione delle perdite mediante metodi tradizionali stesse problematiche definite in precedenza, limitate però ad una porzione della rete obiettivo di rintracciare almeno una perdita per ogni tratto guasto dopo la riparazione dei guasti, controllo dell’eliminazione delle perdite mediante registrazione delle portate notturne passanti in testa alla rete e confronto con la situazione iniziale → importanza di lasciare installato il misuratore di portata

ESEMPIO DISTRIBUZIONE – ACQUEDOTTO TARVISIO abitanti: 2800, forti fluttuazioni turistiche estensione della rete: 9km portata normalmente addotta: 30l/s portata addotta nov. 2011: 22l/s minimo notturno nov. 2011: 19,4l/s campagna di ricerca: durata: 4h (dalle 23:00 del 30/11 alle 3:00 dell'1/12) operatori: 3 (uno in serbatoio e due lungo la rete) complicazioni: freddo intenso (difficoltà di apertura dei chiusini) scarsa tenuta idraulica di alcune saracinesche → elevata lunghezza dei tratti (media 320m, punta 1200m) molti tratti non presentano perdite circa 3,6km, quasi il 40% del totale generale indipendenza dalla pressione di esercizio verifica tenuta valvole e comportamento idraulico errore del 20% tra portata notturna e portate misurate durante le chiusure (consumi, Δp, errori misura, tenuta idraulica) perdite distribuite

ESEMPIO ADDUZIONE – ACQUEDOTTO VAL BUT rete ramificata (19 serbatoi, 3 distribuzioni dirette) funzionamento idraulico complesso perdite >50% (sia adduzione che reti servite) recapito a Tolmezzo (sollevamenti) costruzione: anni ’60 estensione: 35km portata captata: 100l/s

ESEMPIO ADDUZIONE – ACQUEDOTTO VAL BUT misure di portata in cascata → tratto di 3km (<10% del totale) nel 2012 (con Università di Udine) modello idraulico EPANET tarato con misure di portata e pressione → valutazione delle differenze tra modello e valori misurati → identificazione dei tratti con perdita chiusura sequenziale delle diramazioni con valvole ingresso serbatoi chiuse → verifica delle perdite nelle diramazioni

CHIUSURA PER PORZIONI DI RETE – CONCLUSIONI metodologia che permette di: limitare gli sforzi gestionali (ricerca e riparazioni solo su porzioni di rete) nonostante le possibili fonti di errore ed i disagi all’utenza ottenere benefici indiretti caratterizzazione e verifica del funzionamento idraulico delle reti verifica di funzionalità e consistenza degli organi di manovra messa in quota di chiusini sepolti dalle asfaltature campagne ad oggi effettuate unicamente - per prevenire possibili disagi in reti considerate problematiche - in situazioni di emergenza → impianti di telecontrollo condizione della rete costantemente monitorata (pianificazione delle campagne) discrimine immediato tra problematiche lato adduzione o distribuzione dell’impianto possibile installazione dei misuratori portatili su punti notevoli della rete → limitazione dei disagi dovuti alle manovre di chiusura (intorbidimenti, nuovi guasti) possibile effettuazione di bilanci idrici stagionali quantificazione dei volumi persi per uno scorretto uso dell’acqua caratterizzazione a lungo termine dello stato di consistenza della rete → migliore pianificazione ed allocazione degli investimenti impianti di telecontrollo oggigiorno “maturi” per quanto riguarda continuità ed affidabilità, con costi di acquisto dei dispositivi e oneri di gestione ormai limitati uso scorretto dell’acqua nelle zone sprovviste di contatore: rubinetti aperti con funzione antigelo nel periodo invernale e continuo innaffiamento di orti e giardini nel periodo estivo GRAZIE PER L’ATTENZIONE