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Sistemi di approvvigionamento idrico


Stima e riduzione delle perdite idriche

La ricerca è centrata sulla corretta quantificazione delle perdite fisiche e apparenti, attraverso l’identificazione di procedure per la definizione dei bilanci idrici, sia in forma tradizionale sia basati su tecnologie di telelettura dei contatori di utenza, e l’analisi di indicatori di prestazione che consentano la comparazione di diversi sistemi acquedottistici. Attività come la modellazione numerica avanzata e l’applicazione di opportuni algoritmi di ottimizzazione possono facilitare la messa a punto di tecniche di mitigazione delle perdite idriche, quali il controllo attivo delle perdite ed il controllo della pressione, ma anche interventi di manutenzione. Un altro tema considerato riguarda la valutazione del Livello Economico di perdita idrica, fondamentale per i gestori delle reti in un’ottica di pianificazione delle attività.

Modellazione numerica avanzata delle reti acquedottistiche

La modellistica idraulica di tipo avanzato, in quanto capace di rappresentare correttamente la dipendenza dalla pressione della domanda degli utenti e della componente di perdite idriche reali (Pressure Driven model), costituisce un valido strumento per la gestione delle reti acquedottistiche.

Ottimizzazione applicata alla gestione ed alla progettazione di sistemi di approvvigionamento idrico

I sistemi acquedottistici sono sistemi complessi ed estesi, caratterizzati da una significativa variabilità temporale del consumo degli utenti e, in alcuni casi, anche delle fonti di approvvigionamento, per cui gli interventi devono essere valutati per molteplici condizioni di funzionamento. Vanno ricercate soluzioni ottimali sotto il profilo economico, che soddisfino i vincoli funzionali e i livelli di prestazione. Problemi progettuali e gestionali possono essere tradotti in un problema di ottimizzazione in grado di fornire un insieme di soluzioni da cui il decisore può individuare la soluzione finale. Gli algoritmi di ottimizzazione utilizzati dal gruppo di ricerca sono molteplici: l’algoritmo genetico multi-obiettivo (MOGA) NSGA-II basato sull’analogia dell’evoluzione in natura, in collaborazione sia con l’University of Exeter (UK), sia con il CINECA, per la sua parallelizzazione; l’algoritmo evolutivo GHEST di recente sviluppo; l’approccio esatto MINLP in collaborazione con il dipartimento DEIS dell’Università di Bologna.

Efficienza energetica dei sistemi acquedottistici e recupero di energia

Il prelievo, la potabilizzazione e la distribuzione della risorsa idropotabile richiedono in generale elevati quantitativi di energia. La ricerca è volta a valutare metodologie per la quantificazione dell’efficienza energetica globale dei sistemi acquedottistici mediante indicatori che siano in grado di tener conto dell’efficienza degli impianti di pompaggio ma anche di quella della rete acquedottistica. Un argomento su cui si pone particolare attenzione è la valutazione dell’impatto che le perdite idriche possono avere sul consumo energetico di un sistema acquedottistico.

LCA per il sistema idrico integrato

Per un corretto governo del territorio, i gestori dei servizi idrici integrati (SII) hanno sia l’esigenza di migliorare la propria capacità competitiva nell’ottica di una graduale liberalizzazione del mercato, sia l’obbligo di adeguarsi alla normativa di settore in termini di efficienza e sostenibilità. A tali fini si propone l’analisi  delle componenti del ciclo idrico integrato mediante l’innovativa  metodologia del Life Cycle Assessment (LCA), che misura in modo rigoroso ed efficace le implicazioni ambientali di prodotti e processi a scala globale e regionale: consumo di risorse, effetto serra, buco nell’ozono, acidificazione, eutrofizzazione, ecc..

L’attività dell’Unità Operativa è finalizzata alla messa a punto di modelli LCA affidabili, mediante l’acquisizione dei dati di campo necessari per la taratura dei modelli stessi. In definitiva l’LCA può supportare i soggetti decisori in merito alle azioni strategiche da intraprendere, confrontando eventualmente le diverse alternative di intervento a disposizione, identificazione quindi la  soluzione ottimale, sulla base dei dati disponibili e delle assunzioni concettuali adottate. Ulteriore risultato preventivabile è lo sviluppo, sulla base del modello LCA complessivo, di eco-indicatori sintetici, strumento per i progettisti dell’Eco-design in applicazioni reali.