3. Ottimizzazione delle reti acquedottistiche
3.6. Metodi per attuare il bilancio idrico
3.6.2. Proposta dell’International Water Assotiation (IWA)
L'International Water Association (IWA) è una associazione internazionale senza fini di lucro che si propone di promuovere scambi di conoscenze e di esperienze nel settore dell'approvvigionamento e dell' inquinamento delle acque. Per la valutazione delle perdite idriche in ambito acquedottistico ha proposto una metodologia standardizzata con l’utilizzo di indicatori validi a livello internazionale, in modo da poter confrontare l’affidabilità di reti su scale territoriali differenti. Nella pratica comune della gestione delle reti idriche l’approccio proposto dall’IWA nelle pubblicazioni “Performance Indicators for Water Supply System, IWA Manual of Best Practice” [Alegre, H., Himer, W., Baptista, J.M. & Parena, R. ,2000] e “ Losses for Water Supply Sistem: Standard Terminology and Recommanded Performance Measures” [ IWA the Blue Pages , 2000] è già stato utilizzato ed ufficialmente adottato in molti paesi del mondo. La metodologia utilizzata necessita delle seguenti definizioni:
• System Input Volume (Immesso in rete) è il volume annuo immesso in rete;
• Authorised Consumption (Consumi Autorizzati) è il volume annuo misurato e/o non misurato prelevato dai clienti autorizzati. Comprende l’acqua esportata verso altri sistemi idrici, l’acqua utilizzata dal Gestore per motivi di servizio e le perdite a valle dei contatori dei clienti. Include anche la risorsa esportata. Qualora ci fosse un numero significativo di clienti che non sono tariffati per volume, allora i consumi non misurati tariffati dovrebbero essere stimati selezionando un campione di clienti statisticamente rappresentativo della popolazione. Questa componente deve anche includere la risorsa destinata ad uso antincendio, lavaggio, lavaggio di strade, fontane pubbliche, etc., alcune di queste voci potrebbero essere non tariffate o non misurate a seconda della politica dello specifico ente gestore.
• Water Losses (Perdite) è la differenza tra System Input Volume (Immesso in rete) e Authorised Consumption (Consumi Autorizzati),ed è costituito da Apparent Losses (Perdite Apparenti) e Real Losses (Perdite Reali).
40 • Real Losses (Perdite Reali) è il volume perso da tutti i tipi di perdita della rete, compresi i serbatoi e gli allacci fino al contatore del cliente. Il volume annuo di tutti i tipi di perdita, rotture e allagamenti dipende dalla frequenza, dalla portata e dalla durata delle singole perdite.
• Apparent Losses (Perdite Apparenti) è costituito da Unauthorised Consumption (Consumi Non Autorizzati) e da tutti i tipi di Metering Inaccuracies (Errori di Misura).
• Non-Revenue Water - NRW (Acqua non Fatturata) è la differenza tra System Input Volume (Immesso in rete) e Billed Authorised Consumption (Consumi Autorizzati Fatturati). NRW è costituito da Unbilled Authorised Consumption (normalmente una componente minore del Bilancio Idrico) e da Water Losses (Perdite Idriche).
In tale formulazione si osserva come sia stata data particolare importanza alla scelta ed all’uso di una terminologia comune che superi la grande varietà di definizioni presenti nei diversi paesi (Approccio Standard al Calcolo del Bilancio Idrico).
Tabella 3.2 : componenti del bilancio idrico secondo IWA
C’è da evidenziare però che tutte le stime delle componenti del bilancio idrico sono caratterizzate da un errore legato alla difficoltà di effettuare una valutazione esatta dei singoli elementi. Inoltre, il richiamo ai volumi, presuppone che la perdita idrica sia misurata con riferimento ad un intervallo temporale. Per ogni sistema idrico esistono differenti fattori locali che influenzano e possono ridurre la possibilità di gestione delle perdite idriche reali ; tra questi, ad esempio, si devono citare il numero delle prese di allacciamento alle utenze, la localizzazione dei contatori delle utenze nelle reti di servizio, la lunghezza delle condotte, la pressione media di esercizio, la condizione delle infrastrutture, la condizione della rete e la frequenza delle rotture, il tipo di terreno e le condizioni di posa, ed altro. La metodologia descritta dall’IWA propone anche alcuni indicatori:
• Technical Indicator for Real Losses (TIRL) - Indicatore tecnico per le perdite reali: questo indice considera il volume annuo di perdite rapportato al numero di giorni in cui la rete di distribuzione è in funzione; la sua formulazione è :
41
ST
UVWX % Y88XV LZ A%*LZJ%
-
∙
[
WZJ*Z
-V88%""ZV8Z ∙ \ZV*8Z]
dove Nc rappresenta il numero di connessioni e Np il numero di giorni all’anno in cui la rete è in
pressione;
• Unavoidable Average Real Losses (UARL) – Perdita reale media inevitabile : indice che rappresenta una stima della perdita idrica reale media inevitabile per la rete di distribuzione. Vengono considerate separatamente l’influenza sulla perdita della lunghezza della rete (Lm), espressa in km,
del numero di connessioni (Nc), della lunghezza totale degli allacci compresi dalla condotta fino al
contatore (Lp), espressa in km, e della pressione media (P) della rete , espressa in metri, che si ha
quando la rete è in depressione :
^_ST
`18 ∙
T
a )+ 0.8 + 25 ∙
T
)d∙ [
WZJ*Z
-V88%""ZV8Z ∙ \ZV*8Z]
La definizione e la derivazione dei coefficienti numerici sono riportate da Lambert [1999] e sono basate sull’analisi statistica di dati internazionali che riguardano 27 reti di 20 paesi diversi. La differenza tra TIRL e UARL rappresenta la massima diminuzione delle perdite reali raggiungibile . • Infrastructure Leakage Index (ILI) – Indice di perdite infrastrutturale : questo è un indice per
caratterizzare le condizioni e la gestione delle infrastrutture della rete di distribuzione , per il dato regime di pressioni di esercizio e di continuità della distribuzione; l’indice è adimensionale e vale :
T ^_ST [– ]ST
Vengono considerati efficienti i sistemi con 1 < ILI <2. Un controllo idrico completo non è altro che una contabilizzazione dettagliata di tutta l’acqua entrante ed uscente da un settore della rete, chiamato distretto, basata su misurazioni di portata. Un distretto è un porzione di rete i cui confini sono idraulicamente limitati dalla mancanza di connessioni o da misure di portata.
Cambiando in continuazione le portate all’interno della rete, un bilancio corretto dovrebbe essere condotto su un periodo prestabilito di almeno 24 ore. L’acquisizione dei dati relativi a tale controllo per ogni singolo distretto cittadino, consente il calcolo di un ulteriore indice , chiamato rapporto minimo notturno (MNR), che secondo la letteratura internazionale risulta il miglior indicatore delle perdite ed è definito come segue:
aS
f6– ?
ghfifh6jkfhlk
− L?
[%]
Dove Qmin è la portata minima notturna; Sriempimento è il valore del riempimento dei serbatoi nel distretto per una durata fissata; Qmedia è la portata media ; dS è la variazione dell’accumulo nei serbatoi del distretto nella durata fissata. L’ipotesi che sottende la valutazione dall’indice è che di notte il consumo idrico autorizzato è più basso; inoltre, la maggior pressione durante la notte, comporta maggiori perdite all’interno
42 del sistema. Il progressivo aumento della portata minima notturna indica l’insorgenza di perdite. La pratica comune indica:
• MNR < 30% indica una dispersione molto ridotta nel sistema; • MNR > 50% indica una notevole dispersione nella zona;
• 35% < MNR < 50 % l’interpretazione dei valori è più difficoltosa e dovrebbe essere basata sia sull’analisi dell’utilizzo dell’acqua nel distretto, sia su dati storici.
Nel caso di reti magliate però si presentano problematiche legate ai costi di distrettualizzazione e ad una difficile attuazione del suddetto approccio. Passando la verifica del bilancio idrico attraverso il calcolo o la stima di molti dati, è importante tenere in conto le imprecisioni e gli errori a cui possono essere soggetti, al fine di valutare il livello di affidabilità dei valori stessi.