Stato dell'arte sulle perdite nelle reti di acquedotto. Simulazioni numeriche sugli acquedotti di Volterra.

PREMESSE 
presenti nel acquedotto in esame e definire quindi le procedure operative e le tecnologie da 
applicare per ottimizzare la situazione. 
La sottrazione di acqua ai corpi idrici superficiali e sotterranei è la maggior fonte di pressione 
sulle risorse di acqua dolce nel momento in cui le stesse non sono più sufficienti a coprire i 
fabbisogni della popolazione locale. L’impoverimento delle risorse idriche superficiali e 
sotterranee può influire negativamente sulla sostenibilità, imponendo vincoli sull’economia, 
sullo sviluppo locale, sulla biodiversità e sugli ecosistemi. Nel territorio da alcuni anni si 
aggravano i problemi relativi alla disponibilità della risorsa, imputabili sia ai prolungati periodi 
siccitosi, e non di meno alla mancanza di pianificazione e razionalizzazione degli usi della 
risorsa. Basti pensare che per decenni è stato esercitato un prelievo indiscriminato diretto della 
risorsa dai fiumi per uso agricolo e industriale che ha determinato impatti di non poca entità sulla 
qualità ambientale dei corsi d’acqua provinciali. Anche il corretto funzionamento e l’efficienza 
delle reti tecnologiche di distribuzione e depurazione delle acque è senza dubbio alla base di una 
gestione sostenibile della risorsa idrica. 
Lo stato dell’arte nella gestione delle perdite e delle modalità pratiche e di gestione dei 
sistemi acquedottistici è rappresentato in questo momento dall’approccio pratico promosso dalla 
Water Losses Task Force dell’IWA (Internationali Water Association). La Task Force, fondata 
nel 1996, comprende specialisti da tutto il mondo ed è impegnata nello sviluppo e la 
standardizzazione delle migliore pratiche per il controllo delle perdite idriche. 
La Strategia d’Azione Ambientale per lo Sviluppo Sostenibile in Italia individua come 
obiettivo generale da perseguire la conservazione o il ripristino della risorsa idrica attraverso gli 
obiettivi specifici di: riduzione delle perdite nel settore civile e agricolo, riduzione dei consumi 
miglioramento della gestione in tempo reale dei prelievi, accumulo, adduzione e distribuzione. 
Sviluppi nell’ultimo decennio 
Durante l’ultimo decennio è stato sviluppato, e testato a livello internazionale, un approccio 
sistematico e tecnicamente robusto alla gestione tecnica dell’Acqua Non Fatturata (Non-Revenue 
Water) e delle sue componenti, principalmente per merito dei membri della Water Losses Task 
Force dell’IWA (International Water Association). 
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PREMESSE 
• 1994: Concetto BABE (background and burst estimates) per l’analisi e la previsione 
delle componenti delle Perdite Reali annue e delle componenti delle portate notturne; 
• 1994: Concetto FAVAD (Fixed and Variable Area Discharges) per l’analisi e la 
previsione delle relazioni tra pressione e livello di perdita e tra pressione e consumi; 
• 1999: Sviluppo degli indicatori di performance “best practice” per la gestione 
operativa delle Perdite Reali, inclusa una formula per predire le Perdite Reali 
Inevitabili (minimo tecnico) specificatamente per ogni singolo sistema,in base ai 
valori dei principali parametri; 
• 2000: Definizione del Bilancio Idrico Internazionale e degli Indicatori di Performance 
“best practice”; 
• 2002: Introduzione dei limiti di confidenza del 95% nel Bilancio Idrico ed in altri 
calcoli; 
Fondazione AMGA organizza periodicamente Workshop, patrocinati da Federgasacqua e 
dal Ministero dell’Ambiente, finalizzati a far conoscere ai partecipanti l’approccio alla Gestione 
delle Perdite promosso dall’International Water Association e a consentire l’applicazione 
pratica delle metodologie nelle proprie reti di distribuzione. Gli obiettivi del Gruppo di Lavoro 
sono: promuovere in Italia un approccio positivo alla riduzione dell’Acqua Non Fatturata e in 
particolare delle Perdite Reali; supportare le iniziative regionali e nazionali in Italia che 
promuovono l’applicazione delle migliori pratiche per la gestione delle reti idriche; stabilire e 
mantenere collegamenti con la IWA Water Losses Task Force; promuovere la gestione attiva 
della pressione per ridurre le perdite e la frequenza delle rotture e per estendere la vita delle 
infrastrutture; promuovere il controllo attivo delle perdite per limitare la vita delle perdite non 
segnalate; scambiare liberamente esperienze e informazioni tra i membri e con i colleghi a livello 
internazionale (per esempio, i progetti Europei TILDE, CAREW e HydroPlan); raccogliere e 
pubblicare i dati sui metodi ed i risultati nel settore della gestione delle perdite in Italia, compresi 
confronti sulle performance a livello Regionale, Nazionale e Internazionale (se del caso, in 
formato anonimo); ecc. 
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INTRODUZIONE 
INTRODUZIONE 
La tesi di laurea da me svolta è divisa in due parti. La prima parte “Stato dell’arte sulle 
perdite nelle reti di acquedotto” è quella compilativa. E’ un quadro completo delle problematiche 
nel campo della gestione dei acquedotti e delle buone pratiche esistenti per capire, analizzare e 
combattere le perdite d’acqua nelle reti di acquedotto. 
La seconda parte “Simulazioni numeriche sui acquedotti di Volterra” è la raccolta degli studi 
eseguiti per L’Ente Gestore dei acquedotti di Volterra e riguarda i studi eseguiti da me 
sull’analisi, gestione e ottimizzazione dei acquedotti. 
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Stato dell’Arte sulle perdite nelle reti di acquedotto 
I. PERTE : STATO DELL’ARTE SULLE PERDITE NELLE 
RETI DI ACQUEDOTTO 
Capitolo 1: LEGISLAZIONE E NORMATIVA IN VIGORE 
http://www.ambientediritto.it/Legislazione/ACQUA/ACQUA.htm 
LEGGE “Galli” 5 gennaio 1994, n. 36 “Disposizioni in materia di risorse idriche.” 
Con la legge nota come “Legge Galli”, è stato avviato in Italia un profondo processo di 
modernizzazione e riorganizzazione del settore idrico, reso scarsamente efficiente dall’estrema 
frammentazione degli operatori (oltre 13.000 nel 1994). Questa frammentazione impediva 
l’affermarsi di una gestione efficiente di tipo industriale e determinava una disomogeneità degli 
standard qualitativi del servizio. Per fare fronte a questa situazione, la legge assegna alle autorità 
regionali e locali la riorganizzazione dei servizi di acquedotto e smaltimento attraverso 
un’integrazione territoriale. 
I principi della legge Galli: 
• integrazione territoriale e industriale, attraverso l’introduzione degli Ambiti Territoriali 
Ottimali (A.T.O); 
• separazione tra le seguenti funzioni: 
- programmazione, regolamentazione, organizzazione e controllo del servizio idrico, 
che devono essere svolte dalle autorità locali; 
- gestione del servizio, affidata ad un operatore unico indipendente; 
- proprietà delle infrastrutture; 
• copertura completa dei costi operativi e di investimento; 
• obblighi di efficienza e produttività; 
Nel contesto dell’analisi dei fabbisogni si ritiene tecnicamente accettabili perdite nelle reti di 
adduzione e di distribuzione non superiori al 20% e prosegue affermando che ove si superino tali 
livelli si dovranno prevedere interventi per una diminuzione, entro un ragionevole periodo di 
tempo, dei volumi d’acqua dispersi. 
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Stato dell’Arte sulle perdite nelle reti di acquedotto 
Decreto 8 gennaio 1997, n. 99: Ministero dei Lavori Pubblici - G.U.R.I. 18 aprile 1997, n. 90 
Regolamento sui criteri e sul metodo in base ai quali valutare le perdite degli acquedotti e 
delle fognature. 
Il presente decreto definisce i criteri ed il metodo in base ai quali sono valutate le perdite 
degli acquedotti e delle fognature. Indica altresì la guida per l'effettuazione delle rilevazioni e 
l'organizzazione del relativo sistema di monitoraggio nonché le regole per la stesura dei rapporti 
che il gestore trasmette all'Osservatorio dei servizi idrici. Si applica a tutti gli impianti di 
acquedotto, alle fognature, intese come impianti di smaltimento dei reflui derivanti dall'uso di 
acque distribuite da acquedotti, con esclusione delle fognature bianche, si applica inoltre a tutte 
le fognature nere degli impianti a sistema separato e a quelle miste in quanto destinate allo 
smaltimento delle acque nere, anche se alimentate da risorse idriche di cui l'utente si 
approvvigioni autonomamente. Le procedure di valutazione delle perdite sono finalizzate alla 
formulazione di "bilanci idrici nelle reti e negli impianti". Definisce le varie parti costituenti un 
impianto di acquedotto e i possibili usi dell'acqua correlati all'impianto stesso. Definisce l'elenco 
dei volumi di acqua che partecipano alla formazione dei bilanci idrici nei servizi di acquedotto e 
di fognatura. Descrive le modalità di valutazione delle perdite degli acquedotti e delle fognature: 
parametri di valutazione, strumenti di controllo, strategie di riduzione. Riporta gli adempimenti 
dei soggetti gestori. 
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Stato dell’Arte sulle perdite nelle reti di acquedotto 
Capitolo 2: TIPOLOGIA DELLE PERDITE, MODI E PARAMETRI DI 
VALUTAZIONE 
1. Tipologia delle perdite 
Secondo la classificazione riportata da Lambert (1994), le perdite possono essere pensate 
come formate da tre principali componenti, riconducibili a loro volta ai vari sottosistemi del 
sistema idrico. Esse sono: 
• perdite di sottofondo; 
• perdite da rotture segnalate; 
• perdite da rotture non segnalate; 
Le perdite di sottofondo comprendono un numero molto elevato di singole perdite di 
dimensioni contenute derivanti da trafilamenti nelle giunzioni tra condotti, tra organi idraulici e 
sugli allacci delle utenze alle condotte di distribuzione. Esse rappresentano, nel loro complesso, 
una parte significativa della perdita totale in quanto, non potrebbero essere rintracciate con le 
tecniche di localizzazione a causa delle loro dimensioni, presentano lunghi periodi di 
permanenza. Tali perdite, infatti, non sono mai riparate e della loro formazione permangono fino 
a quando il componente della rete viene sostituito. In reti di distribuzione con campagne di 
localizzazione efficienti le perdite di sottofondo possono rappresentare l’aliquota maggiore del 
totale di perdita residua. 
Le rotture segnalate rappresentano la parte degli eventi di fallanza che risultano essere 
individuati dagli utenti mediante segnalazioni dovute ad affioramenti delle stesse sulla superficie 
esterna o la conseguenza di disservizi nell’erogazione. Generalmente presentano elevati valori di 
portata persa, conseguentemente all’intervallo di tempo di intervento tra il momento nel quale si 
generano a quello nel quale vengono riparate, normalmente dell’ordine dei giorni. 
Le perdite di rotture non segnalate sono la componente derivante da rotture che risultano 
essere individuabili unicamente mediante compagne di ricerca attiva delle perdite. La durata di 
una perdita di rottura non segnalata dipende dalla frequenza di attività di ricerca delle perdite e 
può variare da alcuni giorni ad anni, nel caso di sistemi idrici nei quali non venga effettuata 
nessuna richerca attiva. Le caratteristiche di tali rotture per dimensione e portata persa sono 
paragonabili a quella delle perdite da rotture segnalate. 
I volumi persi dai singoli componenti sono caratterizzati dalla portata uscente da ogni 
tipologia di perdita alla pressione di riferimento, dal tempo per il quale ognuno di essi 
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Stato dell’Arte sulle perdite nelle reti di acquedotto 
contribuisce ai volumi totali di perdita ed attraverso la relazione tra la portata e la pressione per 
componente. 
2. Metodologie per il calcolo delle perdite 
Per il calcolo delle perdite reali possono essere utilizzati diverse metodologie che vengono di 
seguito descritte: 
2.1 Bilancio Idrico; 
2.2 Analisi delle portate notturne; 
2.3 Component Analysis; 
2.1 Bilancio idrico 
2.1.1 Bilancio idrico secondo il Decreto 8 gennaio 1997, n. 99 
Le informazioni riguardanti i consumi idrici (la loro entità, la loro distribuzione spaziale, la 
loro evoluzione temporale, sia a breve, sia a lungo termine) sono di fondamentale importanza: 
• per la pianificazione dell’uso della risorsa idrica e dei suoi allocamenti; 
• per la progettazione delle reti di adduzione e distribuzione (adeguamenti, allacciamenti, 
ampliamenti, costruzione di nuove tratte e parti); 
• per la loro manutenzione (riparazioni, sostituzioni per rottura o vetustà); 
• per la gestione in tempo reale mirata, quest’ultima, alla soddisfazione della richiesta 
idrica nel rispetto di svariati vincoli, ma attuata cercando un risparmio energetico 
nell’utilizzo degli organi di controllo (in particolare delle pompe); 
Per il complesso di impianti e per ciascun impianto gestito debbono essere definiti i valori 
dei parametri di seguito indicati che consentono una valutazione oggettiva del funzionamento del 
servizio e delle perdite, con riferimento ad un anno solare (e a periodi più limitati, per valutazioni 
più particolareggiate, con adeguamento dei parametri): 
- durata del periodo d'osservazione in giorni: gg [n°]; 
- popolazione residente servita dalla rete di distribuzione: PR [n°]; 
- popolazione fluttuante in termini di giorni di presenza nel periodo di osservazione di gg 
giorni: GF[n°]; 
3
- volume impegnato nell'ambiente: A01 [m]; 
3
- volume di acqua prelevato complessivamente dall'ambiente: A02 [m]; 
3
- volume in ingresso agli impianti di trattamento: A04 [m]; 
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Stato dell’Arte sulle perdite nelle reti di acquedotto 
- volume in ingresso alla distribuzione: A09 [m3] (A09=A02s+A06-A03s+A07s-A08s); 
- rendimento al trattamento: RT=A06/A04 [-]; 
- rendimento primario: R1 = A10/A09 [-]; 
- rendimento al consumo: R2=(A10+A11)/A09 [-]; 
- rendimento netto R3=(A10+A11+A12)/A09 [-]; 
- rendimento idraulico del servizio: R4=(A05+A08+A18)/A19 [-]; 
- indice delle perdite totali in distribuzione: P1=A17/A09=1-R3 [-]; 
- indice dell'acqua non servita all'utenza: P2=(A09-A10-A11)/A09 [-]; 
- indice delle perdite in distribuzione: P3=A15/A09 [-]; 
- rapporto finanziario: R5=A20/A19 [-]; 
2
- indice lineare delle perdite totali: I1=A17/L [m], ove L rappresenta la lunghezza 
complessiva della rete; 
- indice superficiale delle perdite totali: I2=A17/S [m], ove S è la superficie totale interna 
delle condotte della rete; 
2
- indice lineare delle perdite in distribuzione: I3=A15/L [m]; 
2
- indice lineare di consumo netto: I4=(A10+A11+A12)/L [m]; 
3
- indice demografico di consumo netto: I5=(A10+A11+A12)/(PR+GF/gg) [m/ab]; 
- indice di eccedenza: I6=(A10-Amc)/A10) [-], ove Amc rappresenta la dotazione minima 
contrattuale stabilita per l'utenza; 
- A02 volume di acqua prelevato dall'ambiente (A02p relativo all'acqua grezza e A02s per 
l'acqua pronta all'uso); 
- A03 volume delle perdite e di eventuali apporti (contributo negativo) di acqua negli 
impianti di trasporto primario (A03p) e secondario (A03s); 
- A06 volume prodotto dagli impianti di trattamento, costituito dall'acqua 
complessivamente uscita dagli impianti per essere immessa all'utilizzazione (A06=A02p-
A03p-A05); 
- A05 volume di perdita di processo negli impianti di trattamento; 
- A07s per l'acqua pronta all'uso secondo le specifiche del ricevente; 
- A08 volume consegnato ad altri sistemi di acquedotto (A08p relativo all'acqua grezza 
A08s per l'acqua pronta all'uso secondo le specifiche del fornitore); 
- A10 volume misurato dell'acqua consegnata alle utenze; 
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