Perdite idriche, controllo pressioni, protezione catodica: cosa e come fare
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Ci sono alcuni temi che attualmente sono sul tavolo dei manager degli acquedotti non solo italiani ed europei, ma anche a livello globale: Water Leakage Management, gestione delle pressioni in rete e protezione catodica delle tubazioni.
Questi argomenti riguardano la conformità a regolamentazioni che mirano ad un miglioramento del “prodotto/servizio” loro offerto dai gestori dei servizi idrici ed hanno impatti diretti su tre aspetti che sono vitali per chi conduce un acquedotto: Qualità dell’acqua, Controllo delle perditeRiduzione dei consumiEfficienza degli impianti per garantire continuità di servizio Verifica dei costi di erogazione.
L’Organizzazione Mondiale della Sanità ha introdotto oltre un decennio fa il modello dei Water Safety Plans (Piani di Sicurezza dell’Acqua, PSA) come il mezzo più efficace per garantire sistematicamente la sicurezza di un sistema idropotabile, la Qualità delle acque fornite e la protezione della salute di consumatori/utenti/cittadini.
La Direzione Ambiente della Commissione Europea ha pubblicato nel 2015 il documento “Buone pratiche per la gestione delle perdite idriche”: un riferimento tecnico e normativo aggiornato per la gestione delle perdite per tutti i gestori ed i regolatori europei. Ecco quindi un breve excursus di come la tecnologia oggi disponibile con sensori, sistemi di controllo, telecontrollo, monitoraggio dei punti di pressione, una accorta protezione catodica delle condotte in rete, una corretta gestione dell’energia e sistemi informativi di manutenzione possono rappresentare un valido complemento per soddisfare i requisiti di conformità a queste normative.
Monitoraggio pressioni nella rete e Qualità.
Uno dei punti cardine nel modello da adottare per garantire omogeneità sia nella qualità che nella continuità di erogazione del servizio e riduzione dei consumi sta’ nel corretto monitoraggio dei punti di pressione nella rete di distribuzione dell’acquedotto tramite di una serie di sensori collegati al telecontrollo in grado di far confluire le informazioni sulle pressioni rilevate nei diversi punti della rete durante l’erogazione del servizio in via continuativa, in modo da poter costruire il modello di funzionamento nelle diverse fasce orarie della giornata e nelle diverse stagioni dell’anno, anche in considerazione di eventuali variazioni della popolazione, dei dati climatici, dell’andamento delle precipitazioni atmosferiche e dei parametri della Qualità dell’acqua.
Sensori di pressione, raccolta e trasmissione dati I moduli con sensore per la gestione delle pressioni Inventia MT723 e MT723PT, distribuiti e supportati da ServiTecno, sono appositamente studiati per permettere una raccolta puntuale di tali misure di pressione e qualità, sono in grado di trasmettere i dati al sistema di telecontrollo (SCADA) utilizzando tecnologia GSM/GPRS disponibile ovunque ed a basso costo. In particolare i moduli MT723PT sono dotati di un sensore di pressione integrato oltre ad alcuni I/O ausiliari per ulteriori segnali in ingresso provenienti da altre sonde (pressioni, livelli, portata, temperatura, PH, Conducimetri, ecc.) ed eventuali uscite (per comandare motori, pompe, serrande, ecc.)
Il modulo MT723PT consente un datalogging, può comunicare con altri moduli sulla stessa rete GSM/GPRS e con il centro del telecontrollo con collegamento diretto periodico ed a richiesta via APN e SMS.
È dotato di antenna integrata e può essere collegato ad una antenna con alcuni metri di cavo per eventuale installazione in tombini a diversi metri di profondità, pur garantendo regolare trasmissione di dati. L’alloggiamento del modulo conforme IP-68 e la ventilazione con tecnologia a membrana consentono l’installazione in ambienti “difficili” senza alimentazione esterna e con batterie interne.
Corrosione e l’importanza del rivestimento delle tubazioni interrate
Le tubazioni in metallo, le opere e strutture interrate o immerse in acqua, se non adeguatamente protette, sono per loro natura soggette a corrosione.
I danni causati dalla corrosione provocano crepe e fori che portano a perdite e rotture nelle tubazioni. I danni però, non consistono solo nella necessità di riparazione e/o sostituzione delle parti corrose, ma soprattutto, nei danni provocati in modo indiretto, quali la sospensione e qualità del servizio di erogazione, dalla perdita di produzione, dalla diminuzione dell’efficienza degli impianti ecc., senza calcolare poi, i problemi che possono derivare da esplosioni, incendi, allagamenti, crolli, che possono essere pericolosi per l’incolumità di persone e ripercuotersi sull’ambiente circostante.
La corrosione avviene normalmente in quei punti della tubazione metallica dove il rivestimento risulta danneggiato o assente.
Per questo la regola fondamentale da seguire, per ridurre al minimo i rischi di corrosione di una struttura metallica, è assicurare l’integrità del rivestimento esterno: il rivestimento, deve risultare fisicamente e chimicamente resistente, ed impedire o ridurre al minimo lo stabilirsi di correnti naturali di corrosione, nonché lo scambio di correnti, presenti in ambienti di posa in terra particolarmente aggressivi.
Tali ambienti subiscono sicuramente l’influenza di elettrodotti e di linee ferroviarie presenti anche a chilometri di distanza.
La protezione catodica: passiva ed attiva
Per combattere la corrosione i le tubazioni vengono dotate di un sistema di protezione realizzato attraverso una duplice via: protezione passiva e protezione attiva.
La protezione passiva, come abbiamo già detto, è l’insieme dei provvedimenti atti ad isolare le tubazioni elettricamente e meccanicamente dall’ambiente in cui giacciono per isolarlo da eventuali altre strutture estranee presenti.
I rivestimenti per la protezione passiva che in ogni caso riducono sensibilmente i fenomeni di corrosione spesso non sono tali da costituire un sistema di protezione integrale in quanto non riescono ad evitare i fenomeni di corrosione che si generano sia per avarie al rivestimento, causate durante la posa in opera delle tubazioni, sia per il naturale degradamento del rivestimento stesso accelerato dall’aggressività dei terreni, sia infine per particolari condizioni elettriche nel territorio.
Si interviene quindi con la protezione attiva o protezione catodica: questo tipo di difesa ha lo scopo di gestire i flussi di corrente presenti nella tubazione e nel terreno, in modo da rendere catodica l’intera superficie cioè rendendola più negativa. La protezione risulta completa quando il potenziale in della struttura metallica interrata è in ogni punto ed in ogni istante uguale o inferiore alla soglia di immunità elettrica. Ciò si ottiene frapponendo fra condotte e terreno un circuito elettrico in grado di investire l’intera tubazione di corrente continua, vagante nel terreno ed opportunamente dispersa per fare in modo che la corrente stessa abbandoni poi la tubazione in determinati punti di dispersione attraverso uno o più conduttori metallici appositamente posizionati.
Protezione catodica attiva: la misura ed il controllo per renderla efficace
INVENTIA, azienda che disegna e produce dispositivi per telemetria, M2M, IIoT ecc. (i cui prodotti sono distribuiti e supportati in Italia da ServiTecno), in stretta collaborazione con lo specialista esperto di Protezione Catodica Prof. Maciej Malicki di SPECKOR, ha sviluppato e presenta i due nuovi moduli MT-652 e MT-651, progettati specificamente per monitorare i parametri e controllare le installazioni di protezione catodica di condotte, serbatoi e altre strutture metalliche sepolte a terra o sommerse in acqua.
Basandosi su molti anni di esperienza in varie soluzioni di telemetria e vasta conoscenza della protezione catodica, i moduli soddisfano le esigenze di aziende del settore, municipalizzate, degli integratori e degli utenti di questo tipo di installazioni. Entrambi i moduli sono confezionati in un involucro in plastica rinforzata in fibra di vetro che fornisce protezione IP65.
Questi moduli pensati per la protezione catodica e con funzioni di telemetria integrate: sia l’MT-652 che l’MT-651 sono dotati di un ricevitore GPS interno, che è una caratteristica estremamente importante in questi casi: oltre al posizionamento geografico, viene utilizzato per una precisa sincronizzazione dell’orologio interno al dispositivo, sulla base delle quali vengono effettuate le misurazioni sequenziali e quindi contrassegnate con un time-stamp.
Come per tutti i moduli più recenti proposti da INVENTIA anche i moduli qui presentati MT-651/652 supportano due schede SIM: ciò garantisce un’elevata affidabilità nell’attuazione della trasmissione dei pacchetti GPRS.
Quando il dispositivo non è connesso alla rete utilizzando la scheda SIM principale, cercherà di passare a una SIM di backup per stabilire ugualmente una connessione dati e dare continuità operativa con i sistemi remoti Monitoraggio della rete e Qualità dell’Acqua.
Uno dei punti cardine nel modello da adottare per garantire omogeneità sia nella qualità che nella continuità di erogazione del servizio stà nel monitoraggio della rete e quindi l’adozione di un sistema di telecontrollo con acquisizione, raccolta e storicizzazione dei dati (SCADA ed Historian) per una corretta gestione di tutti i punti di rilievo nella rete di distribuzione dell’acquedotto.
Importante che il sistema di telecontrollo venga affiancato da uno di raccolta e memorizzazione di dati ed informazioni di laboratori che possano essere facilmente riferite ai punti di misura sul campo.
Queste sono funzioni che si trovano in prodotti come Historian, nei quali è possibile far confluire dati ed informazioni non solo provenienti da sensori sparsi sul territorio, ma è previsto anche il fatto che dati e informazioni provengano da file generati da sistemi e strumenti di laboratorio, che debbano essere riferiti ai diversi punti di prelievo ed “allegati” ai report di gestione degli impianti.
I dati sui quali puntare l’attenzione dei gestori degli impianti dell’acquedotto arrivano di solito tramite di una serie di sensori collegati al telecontrollo in grado di far confluire le informazioni sulla qualità, flussi e pressioni rilevate nei diversi punti della rete durante l’erogazione del servizio in via continuativa, in modo da poter costruire il modello di funzionamento nelle diverse fasce orarie della giornata e nelle diverse stagioni dell’anno, anche in considerazione di eventuali variazioni della popolazione, dei dati climatici, dell’andamento delle precipitazioni atmosferiche e dei parametri della Qualità dell’acqua.
Telecontrollo, SCADA, Historian ed applicativi al contorno La soluzione proposta da ServiTecno è basata sui prodotti leader GE Digital iFix, Historian e Historian Analysis, oltre a DreamReport, Win911, IdusIS e MePISEnergy GE Digital iFix Il pacchetto software iFix è probabilmente il prodotto HMI/SCADA più utilizzato nelle applicazioni di telecontrollo di acquedotti in Italia ed a livello internazionale: vanta migliaia di installazioni in applicazioni da poche decine di punti monitorati a livello locale sino ad applicazioni con decine/centinaia di migliaia di dati raccolti in vaste aree geografiche.
Sviluppato da GE Digital (divisione software industriale di General Electric www.ge.com/digital ) è distribuito e supportato in Italia da ServiTecno GE Digital Historian e Historian Analysis Historian è il potente storicizzatore o data Historian che raccoglie, archivia e distribuisce elevati volumi di dati, con ottime performance: contestualizza i dati grezzi raccolti e li aggrega in isole di informazioni, consentendo analisi, report puntuali e bilanci idrici.
Come detto, Historian permette di raccogliere e storicizzare non solo dati che confluiscano direttamente dai sensori collegati al sistema di telecontrollo, ma è possibile anche inserire dati provenienti da file generati da sottosistemi stand-alone, strumenti e sistemi di laboratori o anche immessi manualmente.
Historian Analysis è l’Add-On di GE Historian che fornisce client in tecnologia web, consentendo analisi su Big Data, estrazione di dati attuali e storici per report ed il miglioramento continuo dei processi.
Dream Report per Bilancio Idrico
Dream Report® è il primo software per industrial reporting e analisi facile da usare e senza programmazione, realizzato specificatamente per i sistemi di controllo e telecontrollo. Si adatta perfettamente per realizzare report puntuali su Qualità dell’acqua e per Bilanci Idrici.
Win911 Notifica Allarmi
WIN-911® è un pacchetto di notifica eventi ed allarmi real-time (anche su smartphone) che funziona con il sistema di telecontrollo già esistente, e/o con sistemi SCADA (come GEDigital iFix), con lo scopo di avvisare il personale in caso di condizioni anomale. Con WIN-911, gli operatori possono concentrarsi sui loro compiti, mentre il computer fa il monitoraggio.
IDUS Sistema Informativo Manutenzione La gestione di Asset, di interventi sulla rete e impianti, di manutentori e squadre di intervento sono aspetti, che se gestiti in modo oculato ed organizzato permettono sostanziosi recuperi di efficienza e risparmio di costi operativi: IdusIS può essere installato e messo in funzione in tempi brevi ed ha dimostrato veloci ritorni sull’investimento in molti acquedotti.