GESTIONE DI RETI IDRICHE

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1 GESTIONE DI RETI IDRICHE La gestione efficiente dei sistemi idrici Marco Fantozzi, Studio Marco Fantozzi (Membro dell IWA Water Loss Specialist Group) Studio Marco Fantozzi - Via Forcella Gussago (BS) Tel: Fax: Mobile: marco.fantozzi@ .it web: Corte Ospitale Rubiera (RE) 08 OTTOBRE 2013

2 Presentazione dello Studio Marco Fantozzi Marco Fantozzi (membro Water Loss Specialist Group dell dell IWA IWA International Water Association) è specializzato nella gestione dell acqua non fatturata ed è distributore esclusivo per l Italia d i software dei ft LEAKS utilizzati LEAKS, tili ti dai d i migliori i li i gestori t i idrici a livello internazionale I servizi offerti comprendono: Formazione del personale sulla gestione delle perdite Calcolo Bilancio Idrico, Indicatori di Performance e Livello Economico di Perdita Consulenza per la definizione ed implementazione della strategia di riduzione dell acqua non fatturata Gestione avanzata della Pressione Gestione del parco contatori Applicazione di Tecnologie Innovative

3 LEAKS Suite Software Leakage Evaluation and Assessment Know how Software L obiettivo di LEAKS Suite è semplice : Assistere ed incoraggiare i Gestori Idrici ovunque nel mondo a migliorare le loro performance nella gestione perdite risparmiando denaro e delle perdite, migliorando l efficienza

4 I Gestori G che usano i software f LEAKS LEA S nell mondo I Gestori che usano i software LEAKS nel mondo I software della Suite LEAKS, LEAKS il cui sviluppo è iniziato nel 2002, 2002 sono utilizzati da circa 600 Gestori di tutto il mondo e specificamente: AMERICAS: Argentina, Bahamas, Brazil, Canada, Colombia, Honduras, Mexico, Trindad & Tobago, g USA 165 EUROPE (excluding UK): Bulgaria, g, Cyprus, yp, Czech Republic, p, Denmark, Estonia, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Italy, Lithuania, Malta, Netherlands, Portugal, Romania, Spain 108 UNITED KINGDOM 18 WEST BALKANS: Bosnia/Herzegovina, Croatia, Macedonia, Serbia, Slovenia 38 AFRICA: Ghana, Kenya, Malawi, Mauritius, Mozambique, Morocco, Tanzania, Uganda, South Africa 18 ASEAN REGION: Australia, China, Malaysia, y New Zealand, Pacific Islands, Phillippines, Taiwan, Vietnam 200 ASIA and MIDDLE EAST: Bahrain, Iran, Egypt, Israel, India, Jordan, Lebanon, Palestine, Qatar, Sri Lanka, Turkey, Russia, UAE, Ukraine, Y Yemen 21

5 I nostri clienti in Italia Metropolitana Milanese AGS Peschiera d. Garda ASM Brescia, Brescia BrianzAcque TEA Mantova Comune Aosta Regione Piemonte ACEA Pinerolese CCAM Monferrato Acq. Valtiglione ASP Asti Acq. q Piana Dolomiti Reti AcegasAPS Padova IRIS Gorizia ASCAA Parma e IREN Reggio Emilia IREN (IRIDE) Genova GEAL Lucca ACA Pescara Fiora Grosseto CONSAC Lucania ABBANOA AMAP Palermo AQP

6 I nostri clienti all estero I nostri clienti all estero Vari gestori (Finlandia) Grundfos Danimarca San Pietroburgo water utility Kaluga water utility (Russia) Deltares D lt (Delpth) Olanda Dewatergroep (Brussels) Belgio SUEZ (Parigi) Francia ROMIYA Bucarest (R (Romania) i ) Aquapartner Sofia ((Bulgaria) g ) IMGD Zagabria (Croazia) EYDAP Atene (Grecia) Water Board Lemesos (Cipro) BERMAD, A MIYA A e Mei Sheva water utility (Israele) e inoltre. AYSA, Buenos Aires (Argentina) SAMA, Teheran (Iran), DEECO, Auckland (Nuova Zelanda) Technology Service and Consulting, Bankok (Tailandia)

7 I sistemi idrici sono I sistemi idrici sono vecchi (spesso oltre p 100 anni!) e spesso non possono garantire non possono garantire adeguatamente le i hi t lit ti richieste qualitative e quantitative Source: MIYA

8 In molte città Europee le perdite idriche spesso superano il 30%, e anche l 80% Le perdite idriche nel mondo sono valutate in ll Oltre $18 miliardi all anno Source: MIYA

9 Ciò che non vedi non lo conosci Le perdite Segnalate sulle reti rappresentano meno del d l 10% del volume delle perdite reali annue nei sistemi gestiti bene!

10 Energy Efficiency e Perdite Il Consumo energetico rappresenta una componente fondamentale del budget di una water utility. L 8% dell energia negli USA viene usata L 8% d ll i li USA i nell industria idrica Il 19% dell energia in California è usata per g p trattamento/trasporto/pompaggio dell acqua Le pompe usano la maggior parte dell energia totale ll i d i id i li il consumata nell industria idrica. In molti casi le pompe non sono efficienti e la loro selezione, gestione e manutenzione non ottimizza l uso degli asset.

11 COME AUMENTARE LA DISPONIBILITA DISPONIBILITA DI ACQUA? WORLD BANK INSTITUTE

12 Aumentare la disponibilità idrica: le alternative Aumentare la Quantità Idrica A Aumentare lla Water Supply Ridurre i Consumi Water Savings Limitazioni & Regolamenti $$ Trattamenti & Dissalazione New Water Sources (Ground Water) $$$ Ridurre le perdite Trasporto da siti lontani $

13 Il bisogno della gestione efficiente delle perdite Perché spesso l Acqua Non Fatturata (perdite fisiche (reali) ed apparenti (commerciali)) è così elevata in tanti sistemi idrici? I sistemi sono vecchi e si deteriorano nel tempo La qualità della posa è spesso un problema Ripara ioni non tempestive Riparazioni tempesti e e scarsa qualità q alità delle riparazioni ripara ioni Assenza di controllo attivo delle perdite (o non sufficiente) La Gestione della Pressione non è riconosciuta come attività fondamentale per la gestione efficiente delle perdite e della frequenza delle rotture Nella maggior parte dei casi i contatori domestici sono vecchi e gg p imprecisi e vengono sostituiti solo quando si rompono e non vi è un controllo degli usi impropri (connessioni abusive e prelievi da idranti) Inoltre la misura di immesso nei sistemi è spesso carente e non viene verificata periodicamente

14 Come migliorare ll efficienza? efficienza? Dove investire? Metodologia IWA WLSG : WLSG ha sviluppato una metodologia che è riconosciuta a livello mondiale come best practice per la gestione efficiente dell acqua IWA WLSG Piano Strategico: non fatturata. L obiettivo entro il 2015 è che le metodologie del WLSG IWA vengano implementate dal 90% dei gestori idrici nel mondo

15 Le Tecnologie e le metodologie esistono Le tecnologie e le strumentazioni esistono: strumenti di monitoraggio e di ricerca perdite, PRV, AMR, trenchless technologies, software, ecc. Le metodologie AWWA/IWA sono state sviluppate e validate alcuni anni fa MA non abbastanza è stato ottenuto dalla maggior parte dei gestori Europei per mancanza di : t i d ll ttecnologie l i esistenti i t ti IIntegrazione delle Analisi dei dati di gestione e di perdita Training e di casi di studio di successo

16 St t i di Rid Strategia Riduzione i d delle ll P Perdite: dit Ch Che ffare?? Step 1: Determinare il Volume di Acqua dispersa: Usare la terminologia e il sistema di calcolo del Bilancio Id i migliori, Idrico i li i con lilimiti i i di confidenza fid d dell 95% 9 % Step 2: Identificare come stiamo operando : Usando U d i performance f iindicators di t più iù significativi i ifi ti i 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, p dal proprio p p lavoro imparare Il supporto di esperti e l uso di tecnologie avanzate e software specifico può accelerare i progressi!

17 Pressure Gestione della Management Pressione Gestione delle Perdite Reali E.A.R.L. = Livello di Perdita Ottimale o Economico Unavoidable Annual Real Losses Perdite Inevitabili Velocità e Active Leakage Qualità delle Control Riparazioni Perdite Reali Potenzialmente Recuperabili p Speed and Controllo quality Attivo delle of repairs Perdite ALC Gestione di Tubi Current Annual Real Losses Pipe Materials e Assets: Management: Selezione, selection, Installazione, installation, Manutenzione, maintenance maintenance, Rinnovo, renewal, replacement Sostituzione WRP (Pty) Ltd, 2001

18 Partecipazione del pubblico! Credete che la gestione della pressione abbia un ruolo importante nella gestione degli Asset? Che influenzi la frequenza delle rotture sui tubi? Che influenzi la frequenza delle rotture sulle prese? Che estenda la vita residua delle infrastrutture?

19 Gestione della Pressione: Definizione secondo la Water Loss Task Force IWA Pressure Gestione Management della Pressione La pratica di gestire le pressioni nel sistema idrico in modo da garantire livelli ottimali di servizio con erogazione adeguata ed efficiente ai clienti e agli usi legittimi, ed in modo da: ridurre le pressioni non necessarie o in eccesso eliminare i colpi d ariete e controlli di livello fallaci che causano perdite evitabili nel sistema di distribuzione

20 Modalità di Gestione della pressione Pressure Reducing Valves (PRV) in caso di sistemi a gravità Demand Driven Distribution (DDD) in caso di pompe e VFD (Variable Frequency Drives)

21 Le attività per la gestione efficiente di Energia g e Perdite Molta dell acqua e dell energia disperse possono essere recuperate mediante un nuovo modo di pensare e di usare le tecnologie. La gestione delle perdite è essenziale per ridurre le perdite e I consumi energetici La gestione delle perdite è essenziale per ridurre le perdite e I consumi energetici e la Gestione della pressione è fondamentale per la gestione delle perdite Pressure Pressure Management Management Unavoidable Annual Real Losses Speed Activeand Leakage Quality of Control Repairs Active Leakage Speed and quality Control of repairs Current Annual Real Losses Pipeline Pipe Materials Management: selection selection, and d installation, maintenance, Assets renewal, replacement Management

22 Le attività per la gestione efficiente di Energia g e Perdite Molta dell acqua e dell energia disperse possono essere recuperate mediante un nuovo modo di pensare e di usare le tecnologie. La gestione energetica è essenziale per ridurre perdite e consumi energetici La gestione energetica è essenziale per ridurre perdite e consumi energetici e la Gestione della pressione è fondamentale per la gestione dell energia 600 portata (l/s) 500 Flow L(/sec ) Demand Pressure Driven Management Distribution portata entrante I l t fl Inlet flow 100 Outletuscente portata b) flow 0 0 Optimise pump Active vs configuration Leakage consumption Control patterns Unavoidable Energy gy Consumption Current Annual Energy Consumption time Optimise filling Speed and the storage quality of repairs tanks Points of work Head (m) Checking Pipe Materials Management: efficiency of selection selection, installation, pumps and maintenance, pumps renewal, replacement replacement Pump Q/H curve Flow (l/s) tempo (h)

23 Benefici della Gestione della Pressione BENEFICI GESTORE DEMAND MANAGEMENT BENEFICI CLIENTE Per decidere se e quanto conviene q la gestione della pressione abbiamo bisogno di : - metodi pratici per stimare a priori questi benefici Riduzione delle portate delle perdite esistenti Riduzione del numero delle nuove rotture e perdite Riduce i costi di riparazione Riduzione del tasso di crescita delle perdite occulte Riduce i costi del controllo attivo delle perdite Deferimento dei costi di rinnovo delle infrastrutture - di appropriato pp p Estende la vita delle infrastrutture Training/Coaching per Riduzione di alcune componenti di consumo la pratica ed efficiente (Demand Management) applicazione dei più Miglioramento del servizio ai clienti recenti concetti e minori interruzioni, minori danni agli impianti metodi di previsione interni e delle tecnologie Riduzione dei costi energetici più appropriate

24 Predire le variazioni della frequenza delle rotture a seguito della g gestione della p pressione ((112 casi di studio)) Data from a Water Utility in Bosnia and Herzegovina Pressure management implemented October 2005 Bar chart shows change in break frequencies Services in blue, mains in red Fonte: IWA Journal Water 21, A. Lambert & J. Thornton Riduzione Rid i della d ll pressione massima Riduzione Rid i della d ll frequenza rotture 10 37% 51% 0

25 2004: Gold Coast, Burleigh Heads Gravity System, 3300 services, Inlet pressure reduced by 30% (72 metres to 50 metres) B urleigh W aters - W DM P ilot Area Daily Minim um N ight Flow s 9.00 Av erage MNF 4.13 l/sec Average MNF 6.20 l/sec Average MN F 3.77 l/sec Average MN F 3.44 l/sec Average MNF 3.25l/sec 8.00 Portata notturna ridotta da 6 litri/sec a 3 litri/sec D aily M inim m u m F lo w (l/s 7.00 trendline R epairs C om plete 2.00 F low M odu lation se con d a djustme nt to co ntro ller 2 8/0 1/04 Flow M o dul ati on adjus tm ent 08/0 1/0 4 N ig ht tim e pr ess ure outlet red uce d to 32 m d uri ng m im um ni ght flo ws F lo w M od ula tio n P ress ure Con tro l C om m iss ion ed 01/1 2/0 3 Fi xed O utl et Pres sur e Co ntr ol Com m is sio ned 16 /09/03 Be st a chi eve d MN F litr es/s ec 17 /0 2 / /0 2/ /0 2/ /0 2/ /0 1 / /0 1 / /0 1/ /0 1/ /0 1 / /01 / /1 2 / /1 2 / /1 2 / /1 2 / /1 2 / /12 / /11 / /1 1 / /1 1 / /1 1 / /1 1/ /1 1/ /1 0 / /1 0 / /1 0 / /1 0 / /1 0 / /1 0 / /0 9 / /09 / /0 9 / /0 9 / /0 9 / /0 9 / /08 / /0 8 / Days B u r le ig h D M A /P M A M a in t o M e t e r C o r r e c t iv e M a in t e n a n c e 60 Fonte: WBWC S e r v ic e B r e a k s R e d u c t io n in S e r v ic e B r e a k s 7 5 % R e d u c t io n in M a in s B r e a k s 7 1 % M a in s B r e a k s Riparazioni rete ridotte del 71% Riparazioni prese ridotte de75% 10 M o n th Mar-05 Decc-04 Sep p-04 Jun n-04 Marr-04 Decc-03 Sep p-03 Jun n-03 Marr-03 Decc-02 Sep p-02 Jun n-02 Marr-02 Decc-01 Sep p-01 n-01 Jun Mar-01 Decc-00 Sep p-00 Jun n-00 Mar-00 Decc-99 Sep p-99 Jun n-99 0 Mar-99 No. Breaks 40

26 Prediction methods applied to Durban CBD mains Reproduced with permission of ethekwini Municipality AC, plastic, steel and CI mains with large seasonal variations i ti in i burst frequency Compare data before and after PM Seasonal burst frequency strongly t l influenced by pressure

27 Prediction methods applied to Durban CBD services Reproduced p with permission p of ethekwini Municipality p y PE services with large seasonal variations in b t burst frequency Compare p data before and after PM Seasonal burst frequency strongly influenced i fl d by b pressure

28 ACQUEDOTTO DI REGGIO EMILIA: ZONA PIEVE Eventi di rottura su rete e prese p prima e dopo la gestione della pressione INIZIO GESTIONE PRESSIONI GESTIONE RETI IDRICHE 08 OTTOBRE 2013

29 La frequenza delle rotture nelle singole zone segue percorsi diversi al ridursi delle pressione massima al punto medio (AZPmax) Zone 1 Burst FFrequency Zone Zone BFnpd Maximum pressure at Average Zone Point (metres)

30 Calcolo dei benefici con i software LEAKS Fonte: Software LEAKS Esempio di Previsione del tempo di ritorno it dell investimento

31 Come applicare praticamente i metodi di stima? Il Training e coaching nell applicazione pratica dei più recenti sviluppi nell analisi, previsione e validazione dei benefici della gestione della p g pressione p può fare una ggrande differenza nei risultati che un gestore può raggiungere

32 Bridging the gap La conoscenza sulla gestione della pressione e delle perdite disponibile nei gestori idrici non è spesso sufficiente a garantire i miglioramenti L outsourcing può aiutare ma non è sempre facile da implementare e sostenibile E cruciale migliorare le abilità /capacità del personale del gestore La gestione della pressione e la gestione delle perdite integrano molti tipi di attività diverse (reattive, proattive, preventive, rischi) e ciò rende preziosa la disponibilità di un supporto t //consiglio i li disponibile di ibil in i modo continuativo

33 Vantaggi di un coach grande conoscenza, conoscenza capacità e disponibilità ad aiutare esperienza maturata in molti anni di lavoro in un gran numero di progetti tti prezzi sostenibili (in confronto con i progetti standard) procedure contrattuali semplici (spesso senza gare) cooperazione p aperta p e flessibile che si adatta ai bisogni del gestore prossimità, disponibilità (personale, online, telefono ) telefono, semplicità (stesso linguaggio tecnico) continuità e confidenzialità garantita trasferimento di conoscenza adattata ai bisogni e senza limiti costante sviluppo ed aggiornamento con i iù recenti ti sviluppi il i della d ll ricerca i t di più e casii di studio

34 La road map di IREN Reggio Emilia La settorizzazione della rete e le attività di ricerca perdite (ALC) sono iniziate a metà degli anni 90. N l 2004, Nel 2004 grazie i alla ll collaborazione ll b i con Lambert e Fantozzi (membri del IWA WLSG) l approccio è stato migliorato. g 4/20 Meters replacement IWA WB and PIs calculation Pressure Management Network Modelling DMAs and ALC implementation G.I.S. Developement and updating Asset renewall (also no dig technologies since 2001) Dal 2004, in aggiunta alle attività standard, Reggio Emilia ha iniziato a: Calcolare il bilancio Idrico IWA e Pi, affinare l Analisi delle portate notturne (MNF), Implementare la Gestione della Pressione, Implementare una politica di sostituzione economica dei contatori; di fatto f applicando li d un approccio i olistico. li ti

35 Gestione delle Perdite Reali: risultati ottenuti da IREN Reggio Emilia L approccio olistico nella gestione dell acqua non fatturata (ALC DMA, (ALC, DMA PM, PM ecc.) ecc ) applicato da Reggio Emilia ha prodotto risultati significativi nel periodo Consumo di Energia ridotto del 20% (dal 2003) Volume immesso pro capite ridotto del 25.4% ((dal 2001)) CONSUMO ELETTRICO ACQUEDOTTI ( ) , , , , ,000 min , popolazione servita a Abitanti ccub.m./inhabiit/year En. Conssumption (KW Wh) , consumo o energia elettrica ac cquedotti ,000 max

36 Gestione delle Perdite Reali: risultati Rotture ridotte del 50% ottenuti da IREN Reggio Emilia Rotture ridotte del - La gestione delle pressioni è una tecnica fondamentale nella riduzione delle dispersioni e delle rotture. - Regolazioni anche di lieve entità possono dare risultati apprezzabili R Rotture (dal 2001) (solo città di Reggio Emilia) Copertura della Gestione pressioni oltre il 50% (al 2012) oltre il 50% (al 2012) Peerdite Realii l/presa/giorrno Dispersioni ridotte di oltre il 50% (dal 2003)

37 IREN Reggio Emilia : Una storia di successo Commenti del Cliente : Sin dal d l primo training nell 2004, IREN Reggio Emilia l ha h tratto pieno beneficio dell esperienza di Marco Fantozzi per ottenere significativi miglioramenti nella gestione delle perdite e per posizionarsi come leader nel controllo delle perdite. IREN Reggio gg Emilia è stata la pprima utilityy in Italia ad adottare le metodologie best practice dell IWA ed un pioniere nell applicazione della gestione avanzata della pressione. D l 2004, 2004 IREN Reggio R E l ha h recuperato oltre l 12 milioni l d Dal Emilia di litri al giorno di perdite, ha ridotto i consumi energetici del 20% nonostante un aumento della popolazione del 9%. 9% Francesco Calza, NRW Manager, IREN Reggio Emilia

38 Prossime Iniziative Munich (Germany) 19/20/21 March 2014 Advanced course on Pressure Management g Aim of the course Explain and demonstrate the latest concepts and tools for optimal management of pressure in water distribution systems (including analysis, prediction and validation methods for estimate of pressure management benefits) and deeper insight into pressure transients. The course is based on latest best practice methods developed the Pressure th d d l d by b th P Management Team of the IWA Water Loss Specialist Group. C Course I t t Instructors Anton Heinsbroek, Deltares Ivo Pothof, Deltares, Industrial Hydrodynamics, Marco Fantozzi, Studio Marco Fantozzi, Training material in collaboration with: Allan Lambert, WLR&A Ltd. and ILMSS Ltd.

39 Bologna, Italy Ottobre 2014 Conference Water IDEAS 2014 Intelligent Distribution for Efficient and Affordable Supplies an IWA supported conference "SWAN DAY" Workshop in collaboration with SWAN (Smart Water Networks) Wednesday 22 Oct 2014

40 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! La gestione efficiente dei sistemi idrici Marco Fantozzi, Fantozzi Studio Marco Fantozzi (Membro dell IWA Water Loss Specialist Group) Studio Marco Fantozzi - Via Forcella Gussago (BS) Tel: Fax: Mobile: marco.fantozzi@ .it web: