RIDUZIONE DELLE PERDITE LUNGO UNA RETE ACQUEDOTTISTICA – LA SOLUZIONE DI VAG ARMATUREN GMBH

PROBLEMA GENERALE Per superare il problema della riduzione perdite, gli interventi sono sempre stati, per garantire le richieste delle utenze, incrementare la produzione di acqua potabile da immettere nella rete e non la riduzione delle perdite stesse in rete. Per cambiare questo modo di pensare, la più economica, ecologica, soluzione è tuttavia ridurre le perdite nel sistema di distribuzione e non continuare a produrre ed immettere in rete più acqua. Anche se la produzione di acqua potabile viene incrementata, il sistema di adduzione e distribuzione, inizialmente progettato per una capacità molto inferiore, rimane invariato. In particolare, le valvole che devono regolare la portata e la pressione, per mantenere una fornitura costante di acqua non possono svolgere la propria funzione se la portata aumenta di molto rispetto ai valori di progetto La conseguenza del malfunzionamento delle valvole di regolazione, è la presenza in rete di elevate pressioni (eccessive rispetto ai valori richiesti), e quindi il rischio di aumento delle rotture e non da escludere in casi estremi il collasso della rete distributiva COME RIDURRE LE PERDITE E LE FREQUENTI ROTTURE DELLE CONDOTTE? Con un innovative concetto VAG Armaturen GmbH offre 3 differenti soluzioni per ridurre le perdite di acqua lungo una rete acquedottistica. Fondamentalmente il sistema consiste nel ridurre al minimo la pressione in eccesso cioè mantenere lungo la condotta una pressione tale da servire tutte le utenze evitando picchi di pressioni, e quindi riducendo le perdite a quelle strettamente fisiologiche e non eliminabili della condotta stessa. METODO Nell’area dove si vuole intervenire sono necessari almeno una valvola di controllo a fuso VAG RIKO, un misuratore di portata opportunamente installato. Inoltre per la registrazione dei dati e parametri idraulici è necessario un PLC programmabile che permette allo steso tempo di registrare i dati e di comandare la valvola di controllo a fuso VAG RIKO. In funzione della topografia del terreno e delle richieste di utilizzo dell’acqua, il sistema riduce la pressione all’interno della rete ai valori strettamente necessari a garantire la fornitura. La conseguenza di questo riduce la quantità d’acqua che si perde lungo la condotta e riduce il rischio di rotture delle tubazioni stesse. MONITORAGGIO DELLA RETE 24 ORE X 365 GIORNI Nella fase di analisi vengono monitorati per un tempo più o meno lungo, in funzione delle caratteristiche della rete e della popolazione insediata, sia il volume richiesto che lla pressione nei punti critici della rete stessa. I dati registrati vengono inviati via cellulare ad una centrale di controllo, dove in continuo vengono trasferiti i dati, e successivamente vengono analizzate le caratteristiche di consumo e della pressione in modo tale da ottimizzare l’intervento sulla rete stessa In caso di problemi di funzionamento del sistema di monitoraggio, un sms, inviato dal sistema di monitoraggio, avvisa il responsabile addetto del servizio. Inoltre una centralina di controllo, montata opportunamente presso il cliente illustra in continuo i parametri idraulici monitorati ed inoltre illustra le operazioni necessarie per intervenire sul sistema. SISTEMA La soluzione di VAG consiste nella fornitura installazione e messa a punto di alcuni componenti (Figura 1). Il bypass alla valvola di regolazione è necessario per garantire sempre la fornitura di acqua, anche nel caso il sistema di regolazione e controllo non funzioni. Il cuore del sistema è la valvola di regolazione a fuso VAG RIKO, controllato elettricamente da un apposito attuatore che riceve i segnali dal sistema di controllo programmato secondo le esigenze della rete. Un misuratore di portata registra in continuazione i volumi d’acqua forniti alla rete, ed il sensore di pressione posto a valle del bypass è necessario per inviare il valore istantaneo di pressione, che entra nella rete, al PLC dove convergono il volume fornito, la misura di pressione. SOLUZIONE NON COSTOSA Ci sono degli investimenti iniziali, principalmente lavori civili, ma comparati con il risparmio che implica questo intervento l’investimento è da considerarsi modesto. VAG assiste il cliente fin dalle prime fasi del progetto (campagna di misura) e supporta il cliente nella fase decisionale di dove e come installare il sistema. Il sistema consiste nella fornitura di una valvola a fuso, sensore di pressione, misuratore di portata, sistema di controllo e misura e , opzionale, un modem per il trasferimento dati alla centrale di monitoraggio da remoto Inoltre la messa a punto e la calibrazione del sistema sarà fatto con l’assistenza del personale qualificato di VAG, con la possibilità inoltre di programmare dei corsi di formazione per il personale addetto alla gestione del sistema stesso La valvole a fuso VAG RIKO®, può ridurre la pressione lungo la rete acquedottistica secondo i seguenti 3 soluzioni di intervento: 1. Modulazione secondo i consumi storici della rete 2. Modulazione secondo la richiesta istantanea di portata 3. Modulazione secondo il punto più critico della rete Ciascun sistema di controllo e riduzione della pressione è scelto dal cliente in funzione dei benefici richiesti ed il budget di spesa che dispone, senza avere prima analizzato la caratteristiche che il sistema di intervento richiede come sotto descritto. 1. Modulazione secondo i consumi storici della rete (Figura 2) Questa soluzione utilizza un opportuno sistema di controllo con un timer interno, in modo da modificare il set point (pressione di valle), secondo quanto emerso dall’analisi storica dei consumi e richieste della rete Questa soluzione è molto efficiente in aree dove la domanda di acqua e le perdite di carico sono stabilite soprattutto dove si vogliono ridurre al minimo le perdite nella rete (condotte molto vecchie) durante le ore notturne, dove i consumi diminuiscono e la pressione in rete aumenta Il primo step di questa soluzione è determinare il valore della pressione in entrate alla rete al quale tarare il sistema. Il tutto è ottenuto con una valvola a fuso che garantisce un valore costante di pressione e naturalmente viene mantenuto monitorato il valore della portata che naturalmente varia al variare del valore di settaggio del sistema. 2. Modulazione secondo la richiesta istantanea di portata (Figura 3) Molta acqua può essere risparmiata e molte rotture evitate se la pressione in rete è regolata in funzione dei consumi ciclici della rete: giornalieri, settimanali, mensili ed annuali Questa soluzione utilizza la misurazione in continuo di un misuratore si portata; questi valori vengono inviati ad un PLC che li confronta con i valori della curva di consumo (determinata nella prima fase di analisi della rete). La “curva di consumo” illustra inoltre il valore minimo di pressione che bisogna garantire in rete in funzione della richiesta istantanea. La regolazione della pressione in rete viene fatta con la valvola a fuso che riceve l’input dal PLC. Dalle esperienze passate questa soluzione è ideale in reti dove i parametri idraulici sono molto variabili (picchi elevati di domanda, richieste per interventi antincendio, etc). Questa soluzione è molto efficiente in quanto ottimizza (riduce al minimo) l’effettiva richiesta di pressione / portata in rete, con il beneficio di ridurre al minimo le perdite ( a quelle fisiologiche della rete) e le rotture della rete stessa, in quanto i picchi di pressione vengono completamente eliminati 3. Modulazione secondo il punto remoto “critico” della rete (Figura 4) Con la modulazione da punto remoto “critico” della rete, la pressione sarà misurata direttamente nella rete distributiva nel punto remoto critico. Il segnale, di tipo wireless, è inviato al quadro di comando che controlla poi la valvola a fuso. Questo tipo di segnale può essere sia di tipo radio sia di tipo GSM Il sensore di pressione è piazzato nel punto remote, più critico della rete, in modo tale che i segnali inviati alla valvola di controllo permettano sempre e comunque di garantire la fornitura a tutte le utenze collegate. Come il sistema di modulazione secondo la richiesta istantanea, questo metodo riduce o addirittura taglia i picchi di pressione, che sono la causa principale della rottura delle tubazioni. IL CUORE DELLA SOLUZIONE DI VAG ARMATUREN GMBH La valvola a fuso VAG RIKO® regola con precisione la pressione in rete e garantisce la portata richiesta in qualsiasi momento e condizione in perfetta coordinazione con le richieste in rete di portata e pressione. In passato, il termine valvola a fuso aveva il significato generale di valvola di controllo. Oggi, il termine valvola a fuso è molto comune e le caratteristiche si possono vedere nella Figura 5: - La sezione trasversale è di tipo anulare in qualsiasi posizione della valvola - L’otturatore è simile ad un pistone ed ha un movimento di tipo assiale VAG Armaturen, ha riprogettato la classica valvola a fuso presente sul mercato da molti decenni. Oggi la nuova valvola a fuso VAG RIKO® è disponibile dal DN 150 al DN 1600 e dal PN 10 al PN 40. La nuova valvola a fuso VAG RIKO® è fusa in un unico pezzo in ghisa sferoidale (GGG 40), con la parte interna della valvola che è connessa al corpo esterno con anime fuse. La parte interna di monte ha forma sferoidale e continua verso la parte di valle a forma di ogiva rastremata. In funzione delle condizioni idrauliche nella rete e della funzione che deve svolgere si possono installare diversi dispositivi sulla valvola stessa (figure dalla 6 alla 8). La sezione di passaggio è di tipo assialmente simmetrica, e viene progressivamente ridotta dall’otturatore assiale che è a tenuta perfetta. Normalmente il pistone o otturatore è costruito in acciaio inox e le parti interne di movimentazione (biella e manovella) sono in ghisa o acciaio). Le guide di scorrimento dell’otturatore sono in bronzo saldato. Il sistema biella-manovella è collegato ad un albero anch’esso in acciaio inox che a sua vola è collegato al riduttore di manovra. La nuova sistema di tenuta, abbinata al sistema di boccole e tenuta fanno della nuova VAG RIKO® una valvola ad altissime performance e durata superiore ai 50 anni. AMBITO DI APPLICAZIONE La valvole a fuso sono progettate in modo da poter regolare, in modo ottimale i parametri idraulici (pressione, portata e livello) lungo un condotta. Diversamente le saracinesche e le valvole a farfalla svolgono la funzione di aperto o chiuso lungo una condotta. La valvole a fuso VAG possono essere utilizzate con acqua fino ad una temperatura di 50°C. Inoltre, date le sue caratteristiche di linearità nella regolazione dei parametri richiesti le vola a fuso VAG RIKO® garantiscono un ottimo comportamento contro la cavitazione e valori molto bassi di perdita di carico IL PROGETTO DI SANTO AMARO NELL’AREA METROPOLITANA DI SAN PAOLO IN BRASILE Il consumo di acqua nell’area metropolitana di San Paolo è in continua crescita. Ad oggi per il gestore locale delle acque dello stato di San Paolo, SABESP, è una grande sfida fornire acqua potabile a circa 17 milioni di abitanti di San Paolo ed allo stesso tempo garantire una fornitura continua ed in sufficiente quantità. Malgrado la professionalità ed il servizio fornito da SABESP, la fornitura di acqua è garantita a periodi temporali attraverso un servizio di fornitura rotazionale, in quanto nei periodi secchi l’acqua disponibile non soddisfa la domanda. Inoltre la mancanza d’acqua è dovuta alle grosse perdite che si hanno lungo la condotta attraverso i punti critici di connessione valvole tubi e tubi e pezzi speciali. In questo caso un’ottimizzazione della pressione lungo la rete riduce e non di poco le perdite d’acqua L’INCARICO DI VAG Il compito di VAG era quello ridurre al minimo le perdite nella rete distributiva e quindi ridurre al minimo richiesto la pressione interna della condotta stessa , garantendo allo stesso tempo la fornitura di acqua secondo richiesta. L’obiettivo è stato raggiunto, installando lungo la rete un sistema intelligente di riduzione della pressione con una fuso tipo VAG RIKO® comandata da segnali inviati dal punto più critico della rete; cioè la soluzione nr 3 illustrata precedentemente. LA SOLUZIONE DI VAG Supportato dal Governo Tedesco ed in cooperazione con il DEG – Germany Society of Development – e SABESP, VAG Armaturen Gmbh ha iniziato il PPP – Progetto per la gestione sostenibile dell’acqua nella città di San Paolo nel marzo del 2004, che durò fino ad agosto 2005. VAG e SABESP hanno installato un sistema pilota nel distretto di Santo Amaro, con una popolazione di 30000 abitanti e circa 80 kilometri di tubazioni. Il tutto implicava l’installazione di un sofisticato sistema di riduzione della pressione, attraverso le valvole di regolazione, pannello di controllo, sistema di telemetria ed un dedicato software di supporto Questo progetto pilota ha dimostrato che la modulazione della pressione riduce significativamente sia il volume di acqua disperso che le rotture delle tubazioni. Per il distretto di Santo Amaro ha significato una riduzione delle perdite di circa il 30% in volume e di circa il 50% delle rotture delle tubazioni, questo e sufficiente a fornire acqua ad ulteriori 8000 persone, fattore molto importante per le megalopoli tipo San Paolo che sono in continua espansione. Allo stesso tempo VAG Pressure Management è approvato in alcune applicazioni in tutto il mondo. Il risparmio dell’acqua abbinato alla riduzioni delle rotture delle tubazioni, permette un ritorno dell’investimento molto breve. Ulteriori dettagli su VAG Pressure Management ed animazioni sono disponibili sul sito www.vag-armaturen.com. BIBLIOGRAFIA 1 Flyer VAG Pressure Management Technologies 2 Flyer VAG Pressure Management Solutions 3 Flyer VAG RIKO® Plunger Valves 4 R. Heiler, Valves for the Water Industry – 1994 AUTORE Peter Oppinger Head of Marketing at VAG-Armaturen GmbH Carl-Reuther Strasse 1 68305 Mannheim Germany Phone: +49 621 749-2106 Fax: +49 621 749-292106 E-Mail: p.oppinger@vag-armaturen.com Internet:www.vag-armaturen.com CONTATTO IN ITALIA Emiliano Veronese Project Manager EUROVAG srl Via Camicie Rosse, nr 7 20090 OPERA (MI) ITALIA tel. 02 57601845 fax. 02 57601565 mob. 335 444082 mail: e.veronese@eurovag.it internet: www.eurovag.it