La fognatura intelligente

Prof. Ing. Francesco NAPOLITANO
Ordinario di Costruzioni Idrauliche, Marittime Idrologia
DICEA – Sapienza Università di Roma
francesco.napolitano@uniroma1.it
LA DIGITALIZZAZIONE DEL SISTEMA IDRICO INTEGRATO
Milano, 24 Giugno 2021
Con il Patrocinio In partnership con
Climate change: l’incremento della resilienza attraverso
il monitoraggio permanente delle reti fognarie - M4
LA FOGNATURA INTELLIGENTE

Sommario
1.Drivers di necessità e opportunità ….
• RQTI, PNRR, SNSV, PNACC, Invarianza Idraulica, Water 4.0
2.Gli allagamenti in aree urbane: inevitabili ma gestibili
3.Sistemi di drenaggio «intelligenti»: preannuncio e controllo in tempo
reale

Strategia Nazionale per lo Sviluppo Sostenibile - SNSV

Piano Nazionale di Adattamento ai Cambiamenti Climatici - PNACC
Azioni&speciﬁche&di&contrasto&agli&allagamen4&in&area&urbana&dal&punto&di&
vista&stru8urale&e&di&miglioramento&dell’eﬃcacia&del&monitoraggio&….&

Un sistema di drenaggio urbano si definisce
soggetto a controllo in tempo reale ( real time
control o, più brevemente, RTC nella
letteratura tecnica di lingua inglese) se al suo
interno sono inseriti dispositivi che consentono di
monitorarne e regolarne il funzionamento in tempo
reale.
In particolare, i sistemi di RTC possono essere
realizzati in modo più o meno complesso, ma si
caratterizzano comunque per la presenza di parti
mobili che, guidate direttamente o indirettamente da
misure rilevate da sensori, consentono una
gestione dinamica del sistema di drenaggio in
funzione delle condizioni del sistema stesso e
dell’evento che lo sta sollecitando.
Sistemi'di'drenaggio'«intelligen0»:'preannuncio'e'controllo'in'tempo'reale

• ridurre i rischi di allagamento all’interno delle aree urbane servite;
• diminuire l’impatto quantitativo sui ricettori (portate e volumi);
• diminuire l’impatto qualitativo sui ricettori (carichi e concentrazioni);
• migliorare l’efficienza degli impianti di trattamento riducendo la variabilità delle portate in
ingresso;
• migliorare la regolazione dei deflussi all’interno dei canali della rete;
• rendere più efficienti i sistemi di drenaggio urbano, tenendo conto in modo integrato delle
loro varie componenti: (rete di drenaggio, impianto di trattamento, corpi ricettori, sistema
urbano, fonti di inquinamento).
Negli ultimi anni il concetto di «gestione SMART» si sta via via affermando; in pratica esso
aggiunge agli obiettivi del RTC ulteriori obiettivi, non meno importanti:
• migliorare la flessibilità del sistema di drenaggio stesso nei confronti dell’evoluzione futura
del bacino urbano servito, di eventuali cambiamenti climatici in grado di modificare la
pluviometria della zona;
• rendere più resilienti i sistemi di drenaggio urbano, a seguito di eventi meteorici estremi,
guasti agli impianti, cedimenti strutturali di manufatti, altre situazioni anomale.
Obie%vi'del'«controllo'in'tempo'reale»'dei'sistemi'di'drenaggio'urbano

• un sensore (radar meteo, pluviometri, misuratori di portata, o di livello,
monitoraggio qualitativo dei solidi, ecc.) che rilevi la grandezza variabile dalla cui
misura dipende la regolazione;
• un regolatore o attuatore (ad esempio una pompa, una paratoia mobile,
ecc.) che sia in grado di modificare il processo idraulico che si vuole regolare;
•una unità di controllo (controller) che manovri il regolatore in modo da
ricondurre la variabile di processo al valore desiderato …
•due trasduttori , di cui uno che fornisca i dati misurati dal sensore all unità di
controllo e un secondo che fornisca i comandi dall unità di controllo stessa al
regolatore.
COMPONENTI ELEMENTARI

Componenti elementari – Sensori
• ampio campo di misura, con rapporti tra valori minimi e massimi che spesso, ad esempio per le
portate e le velocità, debbono superare i due ordini di grandezza;
• precisione sufficiente anche in condizioni operative non ottimali;
• facilità di installazione e di manutenzione;
• possibilità di taratura (o ritaratura) in loco, senza necessità di asportare l’apparecchio;
• resistenza agli urti e all’usura;
• insensibilità a umidità, materiali solidi, schiume e agenti chimicamente aggressivi.
Componenti elementari – Regolatori
• pompe;
• paratoie mobili (scorrevoli, a settore, a ventola, ecc.);
• soglie (di stramazzi trasversali, laterali, ecc.);
• sifoni (diretti o inversi, regolati ad aria);
• valvole (a spina, a farfalla, a vortice, ecc.);
• sbarramenti gonfiabili (in gomma o tessuto).

«laminazione non ottimale per invaso singolo»
«laminazione ottimale per invaso singolo a
parità di portata massima uscente»
«laminazione ottimale per invaso singolo a
parità di volume invasato»

miglioramento
dell’efficacia della
laminazione con
invasi in serie con
RTC centralizzato

Capacità di gestire schemi complessi, con più invasi in parallelo e in serie

Capacità di gestire schemi complessi, con reti ad albero complessa e reti a maglie chiuse

Capacità di gestire pompaggi a
portata costante, a livello costante, a
pressione costante

Prof. Ing. Francesco NAPOLITANO
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