Droni e microonde alla guerra delle perdite

Droni sottomarini e un innovativo sistema di ricerca delle perdite che sfrutta le microonde sono le ultime frontiere della ricerca delle perdite.

Acquedotto Pugliese, si sa, gestisce una rete idrica complessa. Quasi 40 mila chilometri di condotte idriche e fognarie, con una età media elevata, oltre 40 anni, e a servizio di un territorio vasto e articolato. Negli ultimi anni AQP ha avviato iniziative di monitoraggio e controllo della rete innovative, grazie all’apporto delle più moderne tecnologie (digitali ed informatiche) e avvalendosi della collaborazione di primari istituti scientifici e aziende leader mondiali di settore.

Nicola Costantino, Amministratore Unico di Acquedotto Pugliese e Nicola Di Donna, Direttore Generale, nella suggestiva cornice della Sala Consiglio della sede centrale dell’azienda idrica a Bari, hanno presentato le ultime sperimentazioni: l’utilizzo di droni per la video ispezione di tratti del canale principale e SIMPLe, un innovativo sistema di ricerca delle perdite realizzato in collaborazione con Università del Salento e Politecnico di Bari.

 

Il drone

Il Canale Principale rappresenta il tratto più importante dell’acquedotto Sele Calore. Si sviluppa complessivamente per circa 245 chilometri e consente di trasportare l’acqua captata dalle sorgenti del Sele e del Calore in Puglia e Basilicata. La costruzione di quest’opera, tuttora in esercizio, è iniziata nel 1906 e completata nel 1918.

Il Canale, soprattutto nel tratto appenninico, sin dai primi anni dalla sua realizzazione, per le metodologie costruttive utilizzate e le caratteristiche 20141210_104914geotecniche dei terreni attraversati, è stato sottoposto ad una serie di interventi manutentivi, resi necessari da fenomeni di dissesto, anche molto gravi, quali il terremoto del 1980 e lo sfornellamento del 1999.

L’attività di monitoraggio e controllo di tali opere è di primaria importanza. Finora solo la costante attività di ispezione svolta dai tecnici AQP ha permesso di prevenire la maggior parte degli eventi accidentali.

Per poter procedere al monitoraggio e controllo di tale opera, fino ad oggi, è stato necessario procedere alla temporanea interruzione del flusso idrico nel Canale per consentirne le visite ispettive.

L’interruzione del flusso idrico nel Canale presenta le seguenti principali criticità:

  • difficoltà nel garantire la sicurezza per le maestranze AQP che operano in ambienti confinati soggetti a dissesti;
  • durata limitata nel tempo per non ridurre il livello di servizio garantito;
  • estensione ridotta dei tratti ispezionabili (nel modo descritto si possono ispezionare solo i primi 55 km del Canale Principale senza creare disservizi);
  • elevato impatto ambientale, connesso al maggior consumo di energia elettrica che si deve sostenere per com pensare in parte la risorsa idrica mancante durante il periodo di interruzione del flusso nel canale principale con altre fonti di approvvigionamento (potabilizzazione dell’acqua degli invasi e/o estrazione dai pozzi);
  • costi ingenti per ogni interruzione (dai 200.000 ai 250.000 euro).

AQP ha così avviato la sperimentazione di un ROV (Remotely Operated Vehicle) in collaborazione con Grenic e Subsea Fenix, Società specializzate del settore.

La sperimentazione ha riguardato un tratto di Canale normalmente non 20141210_113441assoggettabile a verifiche per ragioni di continuità operativa. Si parla del tratto compreso tra lo scarico “Lapilloso” e il nodo idrico “Contista”, per uno sviluppo complessivo di circa 3 km complessivi.

È stato utilizzato un ROV, Saab Seaeye modello Falcon, una apparecchiatura di norma utilizzata per le ispezioni subacquee di piattaforme petrolifere, porti, dighe, ecc., opportunamente modificata per adattarla alle particolari condizioni di impiego.

A causa della forte velocità della corrente, che si aggira intorno a 1 m/s, è stato infatti necessario ancorare il ROV ad una sistema di ritenzione per accompagnarlo, recuperarlo e trainarlo. L’operazione non ha necessitato di personale subacqueo ma solo di un sistema di sollevamento, lancio, recupero e traino del veicolo.

Sulla apparecchiatura, oltre alle dotazioni necessarie al galleggiamento e al movimento, è stata installata la seguente strumentazione:

  • una videocamera a colori ad alta risoluzione montata su piattaforma in grado di ruotare di 180°;
  • un sistema sonar;
  • un controllo automatico della direzione e della profondità.

I dati raccolti vengono trasmessi attraverso un cavo ombelicale, neutro al galleggiamento, in fibra ottica, e visualizzati in tempo reale in un centro di comando e controllo realizzato all’interno di un furgone posizionato all’uscita del canale.

L’intera ispezione è stata condotta senza alcuna interruzione del flusso nel canale Principale.

L’attività svolta in questo modo ha presentato i seguenti vantaggi:

  • assenza di interruzione del flusso idrico in canale;
  • alta qualità del dato e sua standardizzazione (ovvero la valutazione di un eventuale dissesto è direttamente demandata ad un dato oggettivo, e non ad una valutazione individuale del tecnico che in quel momento sta effettuando l’ispezione);
  • possibilità di ispezionare tratti del Canale che non sono ispezionati da tempo;
  • possibilità di effettuare l’ispezioni in qualsiasi momento;
  • riduzione dei costi di ispezione.

Questi aspetti positivi pongono questa metodologia ispettiva potenzialmente in seria concorrenza con l’ispezione classica e, sulla base dell’esperienza fatta, ne costituiscono una valida alternativa.

 

SIMPLe

schermata app SW

SIMPLe (System for Identifying and Monitoring Pipe Leaks) è un innovativo sistema di ricerca perdite, brevettato dall’azienda MoniTech s.r.l.- Spin off dell’Università del Salento, che sfrutta le microonde per localizzare le perdite in reti idriche e fognarie.

La sperimentazione su larga scala di SIMPLe è il frutto di una collaborazione, avviata nel 2011, tra l’Università del Salento (sotto la responsabilità scientifica del prof. Andrea Cataldo), il Politecnico di Bari (prof. Nicola Giaquinto) e l’Acquedotto Pugliese. Una prima esperienza pilota è stata realizzata su una nuova rete idrica a Lecce, nelle località di Borgo Piave- Masseria Grande e Masseria Marangi, per un’estensione di circa 10 km con risultati confortanti.

Diversamente dai sistemi ricerca-perdite tradizionali, SIMPLe è più efficace, preciso, affidabile, economico, permette di ridurre i tempi di ispezione ed è utilizzabile in qualunque condizione di esercizio della rete (anche con scarsa pressione in rete o in presenza di rumori ambientali, aspetti che, generalmente, limitano il campo di utilizzo di altre tecniche).

L’innovativa tecnologia di rivelazione perdite sfrutta la propagazione (e la relativa riflessione) di un segnale elettromagnetico, facendolo “viaggiare” attraverso “elementi sensibili” opportunamente predisposti in fase di realizzazione della rete, ed adattati alla topologia dell’impianto. Il concetto funzionale di base risiede nella possibilità di rivelare e localizzare i cambiamenti (riflessioni) del segnale elettroelementi sensibili su rocchetti prima della posamagnetico provocati dalla presenza di acqua libera fuoriuscita dalla conduttura in seguito ad un guasto o rottura, individuando sullo schermo del labtop il punto esatto in cui avviene la perdita, così da rendere l’intervento di riparazione molto più rapido ed economico. Il segnale elettromagnetico che viaggia nei vari tratti di elemento annessi alle condutture dell’impianto, rimane infatti costante in condizioni di funzionamento standard, mentre subisce dei sostanziali cambiamenti proprio in presenza di perdite.

Al fine di predisporre in via permanente gli impianti (sia idrici, sia fognari) per tale metodologia diagnostica, le condutture vengono dotate in fase di posa in opera degli elementi sensibili passivi di cui il sistema necessita per il convogliamento del segnale. Tali elementi sono corredati dei relativi accessori perelemento sensibile e di connessione installati la connessione con l’apparato di rivelazione (ubicati nei normali pozzetti) e, grazie ad un applicativo software dedicato, è possibile disporre anche dell’identificazione automatica, della geo-localizzazione su mappe satellitari e di un aggiornamento dinamico del database.

Di fatto, questa modalità operativa rappresenta un approccio innovativo alla gestione ottimale dell’efficienza degli impianti; infatti, per controllare la rete basta semplicemente collegare l’apparato di test al “punto di accesso” all’elemento sensibile (preventivamente identificato e localizzato nell’impianto), in corrispondenza del tratto di rete che si vuole ispezionare. L’elemento necessario per la connessione fra apparato di test ed elemento sensibile è alloggiato in appositi pozzetti, già predisposti lungo l’intero impianto ed opportunamente identificati e geo-referenziati.