GESTIONE DI RETI IDRICHE

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1 GESTIONE DI RETI IDRICHE Introduzione alla gestione delle perdite commerciali e criteri di gestione economica del parco contatori Marco Fantozzi, Studio Marco Fantozzi (Membro dell IWA Water Loss Specialist Group) Studio Marco Fantozzi - Via Forcella Gussago (BS) Tel: Fax: Mobile: web: Corte Ospitale Rubiera (RE) 08 OTTOBRE 2013

2 Sommario Quali strategie per ridurre le perdite commerciali Calcolare e raggiungere il livello economico di perdita Presentazione di casi di studio

3 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 e della consulenza di esperti può accelerare i progressi!

4 Il Bilancio Idrico Standard IWA Consumi Consumi Autorizzati Fatturati Consumo Fatturato Misurato Consumo Fatturato Non Misurato Revenue Water Volume Autorizzati Consumi Autorizzati Non Fatturati Consumo Non Fatturato Misurato Consumo Non Fatturato Non Misurato Immesso in Rete Perdite Apparenti Consumo Non Autorizzato Imprecisione dei Contatori Errori di gestione dei dati Acqua Non Fatturata System Input Volume Perdite Idriche Perdite Reali Perdite nella Rete di Trasporto e di Distribuzione Perdite e Sfiori dai Serbatoi Perdite dalle Prese d Utenza fino al Contatore Non Revenue Water

5 Il Bilancio Idrico e i PI 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 con il software PIFastCalcs, con il limiti di confidenza del 95% Ora anche la Regione Emilia Romagna e la Regione Piemonte stanno progressivamente applicando la metodologia e gli indicatori IWA

6 Esempio di Analisi BABE delle componenti di Perdita In questo caso, ridurre la sottoregistrazione dei contatori rappresenta la priorità economica di intervento per il gestore!

7 Attualmente la IWA WLTF sta sviluppando l ALI =Apparent Loss Index Errori Active di Analisi Leakage dei Control Dati Imprecisione Pressure Management Contatori Perdite Apparenti di Riferimento Annuali Capire le Perdite Apparenti Livello Economico Perdite Apparenti Speed Errori di and Trasferimento quality dei of Dati repairs Perdite Apparenti Economicamente Potenzialmente Recuperabili Usi Illegali Perdite Apparenti Annuali

8 Capire le Perdite Apparenti Quando si pensa alle Perdite Apparenti, normalmente si pensa alla Precisione dei contatori! Ci sono anche altri fattori : Selezione & Tipo contatori Dimensionamento contatori Installazione contatori Lettura contatori Gestione Dati Manutenzione Connessioni Illegali, Manomissioni & Furti

9 Capire le Perdite Apparenti Speed Errori and di Trasferimento quality dei of repairs Dati In molte situazioni i dati possono essere registrati correttamente ma trasferiti erroneamente per: 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

10 Capire le Perdite Apparenti Errori di Analisi Active dei Leakage Control Dati Errori possono essere fatti anche una volta che i dati sono arrivati al Gestore. Per cui: Adeguate Procedure di Gestione Aggiornamento del database clienti Audit della catena: lettura data processing fatturazione Analisi statistica dei valori di consumo Adeguato Addestramento degli Operatori possono risolvere molti di questi problemi

11 Capire le Perdite Apparenti Illegal Use Usi Illegali Possono esistere situazioni per le quali un cliente: Non risulta nel Sistema Clienti Ha eseguito un by-pass o ha manomesso il contatore Utilizza impropriamente la rete anti incendio (pulizia, riempimento serbatoi ecc.) Adeguate Procedure di Ispezione e Controlli in campo, Confronto dei consumi del cliente con i consumi medi, Campagne di informazione Verifiche mediante incrocio sistemi informatici acqua/en. el. ecc. possono risolvere molti problemi

12 Capire le Perdite Apparenti I contatori possono risultare imprecisi per diversi motivi: Imprecisione Pressure Portate eccessive o acque abrasive Management Contatori Installazione errata o mancanza di manutenzione Errato dimensionamento o tipologia del contatore Usura per vetustà del contatore Adeguate Procedure di Selezione, Dimensionamento, Test, Installazione e Sostituzione dei contatori possono risolvere questo tipo di errori

13 Introduzione alla politica di cambio dei contatori Nella maggior parte dei casi i gestori Italiani installano i contatori domestici ma li sostituiscono solo quando si rompono, anche perché non ci sono ancora normative che richiedono la sostituzione periodica dei contatori. In molti paesi i contatori vengono verificati e/o sostituiti con frequenza compresa tra i 5 ed i 10 anni. Come conseguenza il parco contatori Italiano è abbastanza vecchio ed impreciso. Una metodologia per la raccolta e l analisi dei dati, che considera la perdita di fatturato conseguente all imprecisione dei contatori è stata sviluppata ed applicata ad alcuni casi di studio. Vengono qui presentate la metodologia e valutati i benefici ottenibili con un piano di cambio ottimizzato del parco contatori che tenga in considerazione i costi di sostituzione ed i benefici ottenibili in termini di maggior fatturato.

14 Introduzione alla politica di cambio dei contatori Il metodo utilizza dati tecnici (profilo di consumo dei clienti, errori di misura dei contatori alle diverse portate, ecc.) e dati economici (prezzo di vendita dell acqua, costo di installazione del contatore, ecc.) e consente di definire un piano di cambio ottimizzato dei contatori per massimizzare il ritorno economico dell investimento Il metodo è stato applicato a 3 casi di studio Italiani Inoltre l UFR (unmeasured flow reducer) un apparecchio che trasforma le basse portate sotto la soglia di sensibilità in impulsi di portata misurabili dal contatore è stato testato sia in campo che in laboratorio. I consumi non misurati alle basse portate sono stati valutati e di conseguenza i benefici dell installazione dell UFR come parte del programma di sostituzione dei contatori.

15 Caratteristiche di un contatore di classe C DPR 854/82 Contatore DN 15mm Q n =1,5 m 3 /h Portata di avviamento Q avv ~5-10 l/h Portata minima Q min = 0,01xQ n = 15 l/h Portata di transizione Q t = 0,015xQ n = 22,5 l/h e 5% e 2% In linea teorica un contatore con una Q avv =10 l/h può fare transitare un volume giornaliero di 240 litri senza misurare nulla!

16 Analisi dei dati e calcolo dell errore medio pesato e dell acqua perduta Questa figura (basata su test di laboratorio) mostra la curva media di errore di contatori nel tempo. Con l età la soglia di sensibilità e l errore alle basse portate aumentano. Perdite e consumi sotto la soglia di sensibilità non sono misurati E importante tenere in considerazione l errore alle basse portate and in particolare quando la portata è compresa traqae Q Source: IWA Integrated Water Meter Management (Arregui et Al. ) Soglia di Sensibilità La curva di errore è generalmente stabile nel tempo alle portate medie e alte

17 Gestione dei contatori Dobbiamo rispondere a due quesiti: - QUALI contatori devo comprare? - QUANDO devo sostituirli? Nuove tecnologie?

18 Definire il periodo di cambio ottimale Per rispondere a questi quesiti devo sapere: - Qual è l ERRORE dei contatori? - Come si EVOLVE l errore nel tempo? Dobbiamo testare i contatori! METER EVALUATION Software DATABASE Risultati dei test sui contatori Profili di consumo Software di analisi dati Informazioni economiche e su errori dei contatori Piano di cambio contatori

19 Definire il periodo di cambio ottimale Il periodo ottimale di sostituzione è quello per il quale viene minimizzato il costo totale dei contatori Costo Totale = Costo Acquisto Costo Installazione + + Costo dell acqua non misurata Costi Iniziali Costi distribuiti Viene calcolato il costo totale per diversi scenari possibili: 1) sostituzione contatori solo se rotti o bloccati NON FARE (normalmente caratterizzato dal costo più elevato). COSTA!! 2) sostituzione massiva dei contatori in base a calcolo tecnico economico 3) sostituzione massiva dei contatori e installazione di apparecchi di recupero del flusso non misurato (UFR) in base a calcolo tecnico economico

20 Definire il periodo di cambio ottimale Assunzioni normalmente utilizzate per il calcolo: L errore medio pesato () e la sensibilità (Qa) evolvono linearmente nel tempo = - 6% = - 7,8% ~ 0,3 % / anno Qa = 13 l/h Qa = 10,7 l/h ~ 5 % / anno = - 9,6% Qa = 8 l/h = 1,4 = 1,3 = 1,2 anno 0 anno 6 anno 12 Il volume di acqua usato dai clienti rimane costante o varia secondo indicazioni del gestore Il tasso di interesse e l inflazione rimangono costanti Il prezzo di vendita varia secondo indicazioni del gestore ~ 0,017 Euro / anno anno 0 anno 6 anno 12 anno 0 anno 6 anno 12 Nota: I tre grafici sono riportati a titolo di esempio e si riferiscono ai dati di uno specifico caso di studio Italiano

21 Definire il periodo di cambio ottimale Il piano di cambio ottimale dei contatori viene calcolato pari in base a questi parametri: Informazioni utilizzate per il calcolo: Esempio Tasso attualizzazione Inflazione Aumento prezzo vendita H2O (%/anno) Prezzo H2O (P) [ /mc] Consumo Medio (CM) [mc/anno] Fatturato medio annuo = Fa= P*CM [ /anno] Costo acquisto contatore (Ca) Valore 5,00% 2,30% 1,00% 1, ,00 Costo sostituzione contatore (Cs) 22,00 Altri costi (Cv) 2,00 Costo totale = Ct = Ca + Cs + Cv 42,00 Errore iniziale (%) -6 Aumento errore (%/anno) 0,25 Rapporto V = Ct / Fa 0,21 Sensibilità iniziale (l/h) 8 Aumento sensibilità (%/anno) 10 A seconda della specifica situazione del sistema idrico il periodo di cambio ottimale può variare tra 5 e 20 anni Per avere il massimo beneficio, il piano di cambio ottimale va definito in modo specifico per ogni sistema idrico

22 3 casi di studio Italiani: dati principali Risultati economici con il piano di cambio contatori e l UFR Casi di studio A B C D Parco misuratori interessati Calibro misuratori DN 15 DN 13 e DN 20 DN 13 e DN 20 DN 13 Età del parco misuratori > 10 anni 72,00% 87,00% 55,00% 20,00% > 20 anni 49,00% 51,00% 27,00% 48,00% Campione testato Determinazione della perdita 12% 9% 20% 28% Errore di misura 3% 1% 8% 6% Prelievi non registrati sotto la soglia di sensibilità 9% 8% 12% 22% Volume d'acqua totale transitato in mc/anno Volume d'acqua perso in mc/anno Valutazione dell'età economica solo cambio del contatore (rientro contatori 19 anno anno 9-10 anno anno dall'investimento) cambio contatori e UFR 10 anno anno 4 anno anno Piano d investimento prescelto 10 anni 19 anni 9 anni 10 anni Risultato economico con piano di investimento più con UFR conveniente prescelto senza UFR

23 Profilo di consumo di un utenza non domestica B A L esempio mostra un profilo di consumo e come due contatori rispondono al profilo in termini di precisione. Il contatore A con range base di portata (R80) non registra le portate sotto 1 m3/h ed è accurato solo sopra i 2 m3/h. Il contatore B con range esteso di portata (R500), installato nello stesso sito, misura le portate superiori a 0.09 m3/h ed è accurato sopra 0.32 m3/h. La differenza di misura è di circa il 17% del volume totale.

24 UFR Principio di funzionamento La sotto-registrazione dei contatori è un significativo problema di Perdita Apparente, con contatori che spesso leggono valori compresi tra il 50% ed il 95% dei consumi effettivi. Erroneamente, gli sforzi si sono concentrati fin qui solo sul miglioramento della misura invece di cambiare le caratteristiche della portata misurata. Flow Apparecchi come l UFR (Unmeasured-Flow Reducer) consentono allle portate sotto soglia di sensibilità di essere misurate con precisione.

25 UFR Principio di funzionamento L UFR (Unmeasured Flow Reducer) comincia ad operare a portate molto basse e crea impulsi di portata che il contatore può misurare. Variando il regime di portata l UFR consente al contatore di misurare anche i prelievi che avvengono alle basse portate. Senza UFR Con UFR Start up Flow Rate Sensibilità

26 Calcolo Costi/Benefici Al fine di calcolare i benefici economici di una politica di sostituzione dei contatori e dell installazione dell UFR, sono stati considerati i tre seguenti scenari: 1 scenario: sostituzione dei contatori solo quando si rompono o si bloccano. 2 scenario: sostituzione dei contatori in base ad un calcolo economico. 3 rd scenario: sostituzione dei contatori e installazione dell UFR in base ad un calcolo economico. In questo caso viene considerato un volume aggiuntivo di acqua recuperata così come il costo aggiuntivo di installazione dell UFR.

27 Calcolo Costi/Benefici Per i tre diversi scenari viene calcolato: Il volume perso nel tempo, Il periodo di sostituzione dei contatori, e per gli scenari di cambio massivo e di cambio con installazione dell UFR: Il tempo di recupero dell investimento Il beneficio economico (Net Present Value, NPV) Volume perso nei 3 scenari nel tempo Anno Normalmente lo scenario con UFR da i risultati migliori in termini di flusso di cassa cumulato e di NPV. Nota: Le figure descrivono un caso di studio Italiano

28 Come la tecnologia AMR può aiutare l industria idrica? Dispute resolution, Theft prevention, Virtual turn on/turn off, Conservation monitoring, Peak demand, TOU billing, Meter right sizing, System optimisation, Customer usage comparisons, End use analysis Designing retrofit programs

29 Funzionalità di un software di supervisione AMR Analisi del punto di misura: profilo di consumo ed efficienza del contatore Informazioni del cliente: cliente, tipo e posizione del contatore Ricerca elenco clienti: ricerca clienti, contatori, selezione per zone, aggregazioni Indicazioni di allarmi: contatore bloccato, consumi anomali, ritorno di flusso, portata elevata, pressione bassa, presenza perdita, Analisi consumi e pressioni

30 Esempio di bolletta di Sidney Water (Australia) Better Communication with Customers Your Usage Against Sylvania District Daily Average am 12.00pm 10.00pm 12.00pm Kilolitres Your Usage District Average You may have an internal leakage. Please do a tap test or contact you Sydney Water office for further information

31 Time of use billing Inoltre, i profili di consumo consentiranno di applicare ai clienti differenti tariffe per usi che avvengono in momenti differenti del giorno

32 Conclusioni Le perdite apparenti rappresentano una componente importante della acqua non fatturata, soprattutto dal punto di vista economico, come evidenziabile mediante l esecuzione di un Water Audit e del Calcolo del Bilancio Idrico IWA. La sotto registrazione dei contatori è spesso la priorità economica di intervento per il gestore! Sebbene finora i contatori sono stati normalmente sostituiti di norma solo quando si bloccano o si rompono, è possibile pianificare un piano di sostituzione dei contatori che consenta di migliorare l efficienza e la economicità della gestione, con significativi benefici economici finanziari per i gestori. Il momento della sostituzione del contatore è ideale per installare anche l UFR, in quanto anche i contatori nuovi non misurano le portate molto basse e la soglia di sensibilità del contatore aumenta con la vita del contatore. Ciò consente anche di minimizzare i costi di installazione. L AMR consente di avere: Indicazioni di allarmi (contatore bloccato, consumi anomali, ritorno di flusso, portata elevata, pressione bassa, presenza perdita), Analisi del punto di misura (profilo di consumo ed efficienza del contatore ecc.). IN CONCLUSIONE: GESTIRE IN MODO ECONOMICO ED EFFICIENTE E POSSIBILE DA SUBITO, NON AGIRE E PIU COSTOSO!!

33 Workshop Tecnologie all avanguardia a supporto di gestioni innovative delle reti di distribuzione idrica Corte Ospitale Rubiera (RE) 08 Ottobre 2013 Grazie per l attenzione! Introduzione alla gestione delle perdite commerciali e criteri di gestione economica del parco contatori Marco Fantozzi, Studio Marco Fantozzi (Membro dell IWA Water Loss Specialist Group) Studio Marco Fantozzi - Via Forcella Gussago (BS) Tel: Fax: Mobile: web:

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