1/23 PRIN 2005-2006 UNITA OPERATIVA DI BOLOGNA INDICATORI DI PRESTAZIONE PER LA STIMA, LANALISI E LA...

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PRIN 2005-2006

UNITA’ OPERATIVA DI BOLOGNA

INDICATORI DI PRESTAZIONE PER LA STIMA, L’ANALISI E LA VALUTAZIONE DELLE

STRATEGIE DI RIDUZIONE DELLE PERDITE IDRICHE NEI SISTEMI ACQUEDOTTISTICI

“Il ciclo delle acque in ambito urbano. Il contributo di tre programmi di ricerca di interesse nazionale”

Taormina 7-9 marzo 2007

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Perdite idriche

ATTIVITÀ DI RICERCA

GESTIONE delle TUBAZIONI

QUALITÀ dell’ACQUA

RISORSE idriche

GESTIONE degli IMPIANTI

•Disponibilità•Capacità•...

•Rotture•Riabilitazione•Sostituzione•…

•Insufficienza

•Tempo di funzionamento

• ..

•Infiltrazione•Agenti nocivi• ..

PROBLEMA TIPICAMENTE GESTIONALE

TRASVERSALE A TUTTA LA GESTIONE

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Comporta DECISIONI a diverse “scale” con Necessità di confrontare:

Nel SISTEMA

Per il GESTORE

Per il REGOLATORE

gli ELEMENTI di uno stesso Sistema idrico;(Dove destinare le risorse economiche disponibili?)

i diversi SISTEMI facenti capo a tale gestore(Quale sistema ha necessità di maggiore cura?)

i diversi GESTORI che ad esso fano capo (Quale gestore riesce a perseguire meglio gli obiettivi prefissati?)

Ris

olu

zio

ne n

ello s

pazio

ALTA

BASSA

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1. Quantificare il livello di efficienza complessivo del sistema idrico rispetto alle perdite idriche;

2. Quantificare il livello di efficienza dei diversi elementi del sistema idrico:identificare le “aree” critiche sedi di perdite idriche (spazio);

3. Confrontare eventuali strategie di riduzione delle perdite idriche: identificare gli “elementi del sistema” in condizioni di marginalità funzionale;

4. Valutare i riflessi che le perdite idriche inducono sul bilancio economico: risparmio di risorse;cambiamenti nel piano degli investimenti.

Alla scala del SISTEMA IDRICO

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Deve essere possibile confrontare sistemi acquedottistici diversi per caratteristiche geometriche e condizioni di esercizio;identificare i “sistemi” con comportamento critico rispetto alle perdite idriche (spazio);

Individuare per ogni sistema acquedottistico un livello prestazionale di riferimento, per le perdite idriche, da assumere quale obiettivo;

Valutare i riflessi che le perdite idriche inducono sul suo bilancio economico: risparmio di risorse;cambiamenti nel piano degli investimenti.

Alla scala del GESTORE

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• Fissare gli obiettivi strategici a livello di settore;

• Individuare i parametri sul quale imporre delle limitazioni e le procedure di controllo;

• Fornire incentivi e motivazioni per l’innovazione e nuove tecnologie;

• Valutare la capacità dei diversi gestori.

Alla scala del REGOLATORE

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TEMPO

SP

AZ

IO

Indicatori di PRESTAZIONE

?

Sistema Stato

Attuale

SistemaStato

Futuro

RegolatoreStato

Attuale

Prestazione del sistema con diverse configurazioni di intervento (SCENARI di

PIANIFICAZIONE)nei confronti delle perdite

idriche

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1. PI di stima delle perdite idriche;

2. PI di efficienza strutturale nei confronti delle perdite idriche;

3. PI di valutazione delle strategie di riduzione delle perdite idriche;

4. PI di valutazione del livello economico delle perdite idriche.

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ANALISI DEI PI ESISTENTI

(International Water Association)

IWADefinizione Rif PI

Acqua non fatturata rispetto al volume immesso

Fi46 Rapporto tra il volume d’acqua non fatturata ed il volume in ingresso al sistema

Costo del volume d’acqua non fatturata rispetto ai costi correnti

Fi47 Costo del volume d’acqua non fatturata rispetto ai costi correnti

Inefficienza nell’uso dell’acqua WR1 Percentuale di acqua che entra nel sistema (estratta od importata) e non viene recapitata all’utenza per perdite e sfioramenti

Controllo delle perdite Op4 Lunghezza dei condotti sottoposta a controllo attivo delle perdite durante il periodo di valutazione

Numero di Riparazioni in seguito a controllo attivo delle perdite

Op5 Numero di perdite rintracciate e riparate in seguito a controllo attivo delle perdite durante il periodo di valutazione

Perdite totali per connessione* Op23

Perdite totali normalizzate per connessione

Perdite totali per unità di lunghezza

Op24

Perdite totali normalizzate per lunghezza della rete

Perdite Apparenti Op25

Perdite apparenti rapportate al volume immesso nel sistema al netto di quello esportato

Perdite Apparenti Op26

Perdite apparenti rapportate al volume immesso nel sistema

Perdite reali per connessione Op27

Perdite reali per connessione con il sistema in pressione

Perdite reali per lunghezza della rete

Op28

Perdite reali per unità di lunghezza della rete con il sistema in pressione

Indice di perdita infrastrutturale

Op29

Indice di perdita infrastrutturale

*Connessione: coincide con gli stacchi dalla rete principale fino alla valvola di arresto od al punto di misura condominiale

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Tipo PI

Primari 1 Perdite individuate rispetto alle property* indagate

2 Perdite individuate per singolo operatore

3 Tempo di riparazione

Secondari 4 Perdite riparate ogni mille property

5 Perdite da ALC** riparate ogni mille property

6 Perdite rintracciate con ALC** rispetto al numero totale

7 Livello minimo di perdita tecnicamente raggiungibile

Descrittori del sistema idrico

1 Numero di distretti per Gestore

2 Numero di “waste e combined metering areas”

3 Numero di PRV per gestore

4 AZNP*** target / (AZNP corrente)*abitazione unifamiliare, sede industriale, artigianale o commerciale spesso priva di contatore.

** Controllo attivo delle perdite

*** Pressione media notturna per zona

(Economic regulator for the water and sewerage industry in England and

Wales)

OFWAT

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ANALISI DEI PI ESISTENTINormativa Italiana:PI Descrizione

RT Rendimento al trattamento

R1 Rendimento primario

R2 Rendimento al consumo

R3 Rendimento netto

R4 Rendimento idraulico del servizio

P1 Indice delle perdite totali in distribuzione

P2 Indice dell'acqua non servita all'utenza

P3 Indice delle perdite in distribuzione

R5Rapporto finanziario (tra il volume fatturato ed il volume immesso nel sistema)

I1 Indice lineare delle perdite totali

I2 Indice superficiale delle perdite totali

I3 Indice lineare delle perdite in distribuzione

I4 Indice lineare di consumo netto

I5 Indice demografico di consumo netto

I6Indice di eccedenza rispetto alla dotazione minima contrattuale stabilita(Decreto ministeriale 08 gennaio 1997, n. 99)

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l’approccio IWA, basato sull’uso dell’ILI (Op29), per la definizione di scelte gestionali prescinde dal contesto economico nel quale il sistema insiste (condiziona la sostenibilità

di interventi atti a ridurre le perdite);

Osservazioni:

l’approccio OFWAT, incentrato sulla valutazione del livello economico di perdita (ELL), non propone indicatori tecnici ed economici che permettono di valutarlo a priori; ciò rende tale approccio di difficile esportazione (L’ELL dipende dal sistema e dal contesto nel quale esso si

trova); la normativa ITALIANA ritenendo accettabili perdite idriche inferiori al 20% del volume immesso, non considera la ricerca di un target ottimale, come equilibrio tra le caratteristiche della rete e gli aspetti economici (Manca completamente un insieme di PI utilizzabile per la valutazione economica, anche se introduce la suddivisione del sistema idrico in “cellule” funzionali).

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Indicatori Proposti:

Attività IWA OFWAT DM 99/97 PRIN

1 WR1 Età Media dei Contatori

2 WR2, WR3

1,3 Op29

1,3,4 Op23,Op24,Op25

1 Ph10,Ph11,Ph12,Ph13,Ph14,Ph15

1 Op7,Op9,Op10,Op38,Op36

2,3 Ph1,Ph2,Ph3,Ph4 Saturazione Rete

3,4 Op4 Pressione Esercizio/PRif

3 Op5,Op8,Op19,Op20 Durata Riparazioni

Rendimento Trattamento

Rendimento Serbatoi

3 Op31,Op32,Op33,Op35

4 Fi1,Fi4,Fi5,Fi6,Fi17,Fi18,Fi19

4 Fi25,Fi46,Fi47

Attività: 1stima; 2 Efficienza Strutturale; 3 Valutazione Strategie Riduzione; 4 Valutazione ELL Qualità del Monitoraggio


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LIVELLO DECISIONALE

SISTEMA

GESTORE

REGOLATORERis

olu

zio

ne n

ello s

pazio

ALTA

BASSA

Esp

ressio

ne d

ell’i

nfo

rmazio

ne

Valori

NUMERICI

Valori

LINGUISTICI

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Valori

LINGUISTICI


OTTIMO

BUONO

SUFFICIENTE

CATTIVO

PESSIMO

Consentono la caratterizzazione della prestazione di un

particolare elemento (gruppo di elementi) del sistema.

Tali valori possono essere considerati “ambigui” se non attribuiti secondo una metodologia “standardizzata” e comune a tutti gli

operatori!

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0<WR1<100%

0<WR2<100%

0<WR3*<100%

.0<Op4<100

%0<Op5<100<Op7<2.0<Ph1<100

%0<Ph2<50<Ph3<5.0<Qs1<100

%0<Qs3<100

%.0<Fi9<100%0<Fi47<100

%


Indicatori Numerici

WR1WR2WR3.Op4Op5Op6.Ph1Ph2Ph3.Qs1Qs3.Fi9Fi47D

escri

zio

ne a

Liv

ello d

i S

iste

ma

Individuazione del range e suddivisione in classi per ogni PI

Se 0 < WR1 < 15 % allora BUONO

Se 15 < WR1 < 25 % allora SUFFIC.

Se WR1 > 25 % allora CATTIVO

Se 0 < WR2 < 75 % allora BUONO

Se 75 < WR2 < 80 % allora SUFFIC.

Se WR2 > 80 % allora CATTIVO

Se WR3 > 90 % allora BUONO

Se 90 > WR3 > 70 % allora SUFFIC.

Se WR3 < 70 % allora CATTIVO

Descrizione – Sistema- Gestore - Regolatore

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ATTIVITÀ DI RICERCAElementi di base e di funzionamento della procedura di calcolo (fondata sull’uso delle reti bayesiane):

Nodo Padre

Nodo Figlio

Arco

Arco: grado di dipendenza “condizionale” tra nodi dipendenti;

Nodo: variabile che può assumere un numero limitato di “stati”: buono, sufficiente, cattivo;

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Nodi Padre

Nodi Figlio

Arco

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Obiettivo: avere una valutazione d’insieme della prestazione

ATTIVITÀ DI RICERCAConsideriamo le risorse idriche sono stati selezionati tre indicatori che ne descrivono di aspetti particolari;

Attraverso i due indicatori LINGUISTICI WR_A_MARK WR_Man_MARK

WR1=18

WR2=57

WR3=43

WR1=14

WR2=75

WR3=43

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Rete Bayesiana per la scelta delle aree di intervento più appropriate

Pre

sta

zio

ne

Indicatori

NUMERICI

Indicatori

LINGUISTICI

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CASI DI STUDIO: MODENA & REGGIO EMILIA

D12

D11

D14

D13D8

D7

D2

D6

D1

D3

D0

5 DISTRETTI MONITORATI

0123456789

101112131415161718

gen

feb

mar

apr

mag giu

lug

ago

set

ott

nov

[Mesi - 2005]

[l/s]

MN

F

3 DISTRETTI MONITORATI

REGGIO EMILIA

Dati:• Volumi in ingresso e uscita;• Modello della rete;• Archivio delle rotture;• Dati gestionali;• Ecc.

MODENA

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CONCLUSIONI

1. È stata condotta una analisi di letteratura per la selezione degli indicatori dei diversi gruppi;

2. Sono stati individuati 44 indicatori da diverse fonti;

3. Sono stati proposti 4 possibili nuovi indicatori per la stima delle perdite idriche e per la valutazione di possibili strategie di riduzione delle perdite;

4. È stata proposta una struttura, basata su logica bayesiana, in grado di attribuire dei giudizi linguistici a diversi aspetti della gestione delle perdite idriche aggregando più PI;

5. La struttura proposta permette di selezionare le aree di maggior criticità della rete rispetto alle perdite idriche;

6. Sono state già attivati due casi di studio tra Modena e Reggio Emilia, mentre sono in fase di definizione due altri casi di studio a Bologna e Ravenna.

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1. Liserra T., C. Bragalli, M. Maglionico, S. Artina, L’uso degli Indicatori di prestazione nella riduzione delle Perdite Idriche; Rivista Ingegneria Ambientale (in corso di stampa);

2. Liserra T., R. Ugarelli, V. Di Federico, M. Maglionico, A GIS based approach to assess the vulnerability of water distribution systems LESAM 2007, Lisbon, Portugal 17-19 October 2007 (Abstract inviato);

3. Maglionico M., C. Bragalli, T. Liserra, A procedure based on performance indicators in water distribution system for the identification of scenarios in terms of water losses reduction and structural improvement, Water Loss 2007, 23-26 September 2007, Bucharest, Romania (Abstract Accettato);

4. Ugarelli R., T. Liserra, I. Di Federico, V. Di Federico, M. Maglionico, La vulnerabilità delle reti di acquedotto nello scenario di ristrutturazione del servizio idrico italiano, Ferrara 28-29 Giugno 2007 (Abstract inviato).

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