A dare un forte impulso alla realizzazione di sistemi informativi geografici e successivamente all’ispezione, classificazione e strategia di risanamento delle reti di smaltimento acque, in Germania e in Lussemburgo, ha contribuito notevolmente nei decenni scorsi la normativa in materia. Questa prevede l’obbligo per i gestori di reti, sia pubblici sia privati, di gestire i propri impianti in modo da garantire il più alto grado di funzionamento e, qualora questo non fosse raggiunto, l’obbligo di porvi rimedio con un risanamento adeguato senza ulteriore intervento delle autorità competenti.
In altri termini, la normativa prevede un controllo continuo dell’intero sistema (condotte, camere di ispezione, depuratori…) da parte dei gestori di rete, e l’obbligo di intervenire se da questi controlli emergano danni tali da rappresentare un pericolo concreto di inquinamento delle falde o del terreno.
La responsabilità penale legata ai danni ambientali causati dal malfunzionamento del sistema ha convinto i gestori di rete ad avviare un programma d’indagine sullo stato delle condotte e, successivamente, un piano strategico per il loro risanamento, compatibilmente con le risorse finanziarie a disposizione.
L’obiettivo è di determinare il grado di deterioramento delle singole condotte, valutarne la possibilità e la modalità di risanamento, calcolare le risorse economiche necessarie per la realizzazione degli interventi e definire una strategia per la loro attuazione, in funzione del budget annuale disponibile e delle priorità connesse allo stato di deterioramento e all’esigenze del gestore.
Studi di questo tipo sono stati eseguiti tanto per gestori pubblici (per esempio nella città di Lussemburgo con i suoi 580 km di condotte) quanto per quelli privati (da centrali termoelettriche a siti industriali di diverse dimensioni).
È stato recentemente oggetto di un tale studio un polo siderurgico che sorge fra due cittadine tedesche, in una zona ad alta densità di popolazione, sulle sponde di un corso d’acqua che pochi chilometri più a valle si getta nel maggiore fiume della regione. Casi isolati di inquinamento del fiume con le relative conseguenze giuridiche, collegati alla crescente attenzione delle autorità sulla qualità delle acque, hanno reso indispensabile interventi sull’intera rete di smaltimento.
Sistema informativo geografico
La rete ha una lunghezza complessiva di circa 110 km ed è composta per il 73% da acque bianche, per il 12% da acque nere, per l’1% da acque miste e per il restante 14% da condotte in pressione o di smaltimento di acque derivanti da produzione industriale.
Il diametro nominale delle condotte si concentra prevalentemente tra DN 150 e DN 500, ma raggiunge anche valori di 1800 mm; per quel che riguarda il materiale, le condotte principali sono realizzate prevalentemente in cemento ed in gres, mentre il PVC domina negli immissari in rete.
La prima fase dello studio ha coinciso con la realizzazione di un sistema informativo geografico con cui gestire tutti i dati esistenti e in cui far confluire le nuove informazioni acquisite. Mappe catastali, foto aeree, rilevamenti topografici, videoispezioni già esistenti, così come tutti i dati relativi a condotte e camere di ispezione, sono state raccolte nel sistema, eliminando montagne di materiale cartaceo e collegando fra loro informazioni di diversa natura.
Per determinare con esattezza il funzionamento del sistema (nel quale sono presenti diversi sfioratori) ed i parametri geometrici e descrittivi delle condotte (da diametri e materiali alle profondità), sono stati ispezionati tutti i pozzetti.
Nel corso delle ispezioni è stato analizzato anche lo stato di deterioramento dei pozzetti, riscontrando difetti la cui valutazione ha permesso di stabilire priorità di interventi.
I dati così raccolti, assieme al rilievo topografico, hanno conferito maggiore precisione al sistema informativo geografico, rendendolo affidabile per le fasi successive dello studio.
Videoispezione e classi di deterioramento
A seguire, là dove possibile, è stata realizzata la pulitura e la videoispezione delle condotte per migliorare e per monitorarne il livello di prestazione ed acquisire informazioni dettagliate sullo stato di deterioramento.
In alcuni casi la sola pulitura ha ridato sufficienza idraulica a condotte che si ritenevano sovraccaricate dal deflusso superficiale delle acque di pioggia e dalle acque di scarico di produzione industriale.
Dai dati raccolti è emerso che i difetti più frequenti sono di tre tipi: corrosione, fessurazione delle condotte e ostacoli al deflusso.
In base ai difetti riscontrati e alla loro gravità, le condotte sono state collocate in 5 classi di deterioramento, definite in base al livello di prestazione strutturale, funzionale e di impermeabilità; una sorta di ordine di priorità per gli interventi più urgenti in rete. Si passa da condotte che non necessitano di risanamento (classe 1) a condotte per cui deve essere pianificato un intervento a lungo (classe 2), medio (classe 3) o breve termine (classe 4), fino a condotte che necessitano di un intervento immediato (classe 5) perché già collassate o prossime al collasso, o perché il difetto in essere costituisce un serio rischio ambientale.
L’attribuzione della classe di deterioramento è determinata dal difetto più grave riscontrato nella condotta, in funzione della tipologia del difetto stesso e della sua dimensione e in considerazione di altri parametri che possono modificare il rischio rappresentato, per esempio la qualità dell’acqua trasportata (acqua bianca piuttosto che acqua dai valori chimici alterati), la frequenza dei difetti nella condotta, ecc.
Per facilitare il compito della progettazione dei risanamenti, sono state approntate ulteriori classificazioni all’interno di ogni classe di deterioramento, in funzione dell’estensione dei difetti riscontrati per individuare le condotte i cui costi di risanamento saranno più contenuti e con la cui riabilitazione migliorare rapidamente le prestazioni del sistema.
Calcolo dei costi e scelta del metodo di risanamento
Per quantificare gli investimenti necessari, sono stati comparati i costi di risanamento di ogni singola condotta in base al tipo di intervento: la posa di una nuova condotta sia con tecniche non invasive sia con scavi a cielo aperto, il rinnovamento (per es. relining con calza), che permette di allungare la vita di servizio della condotta, o la riparazione, che elimina il difetto ma non modifica la vita di servizio. In rapporto alla vita di servizio attribuita ad ogni tipo di risanamento e all’orizzonte temporale fissato dal committente in base ai propri piani industriali, sono stati calcolati i reinvestimenti necessari per ogni tipo di risanamento.
Nel calcolo del costo degli investimenti di risanamento delle condotte nel tempo, per un gestore pubblico la vita di servizio per ogni tipo di risanamento è rapportata a quella di una condotta nuova (circa 80 anni), per il gestore privato il limite temporale è stato fissato a 20 anni.
Mentre un gestore pubblico è vincolato dall’ammortamento delle infrastrutture e si pone come obiettivo di ottimizzare sul lungo termine gli investimenti su cui calcolare le tariffe da applicare, un complesso industriale fissa dei termini per la vita di servizio delle condotte nettamente più brevi della loro mera vita fisica, allo scopo di mantenere il sistema alla più alta efficienza sul breve tempo, compatibilmente con i piani industriali realizzati su un lasso di tempo di 10-20 anni.
Conseguenza è che il rinnovamento raggiunge la vita di servizio fissata senza necessità di ulteriori reinvestimenti, diventando così estremamente vantaggioso dal punto di vista economico. Discorso analogo vale per la riparazione della condotta, la cui efficienza è limitata a 5-10 anni a seconda dell’intervento eseguito, grazie al limitato ricorso al reinvestimento.
I costi calcolati per ogni tipo di risanamento, compresi i reinvestimenti nel corso dell’arco di tempo analizzato e in considerazione anche di un aumento medio dei costi, dell’inflazione e dei tassi di interesse, sono stati confrontati per la scelta del metodo di risanamento economicamente più vantaggioso.
Tutto ciò, assieme alla calibrazione del sistema per l’individuazione delle condotte insufficienti dal punto di vista idraulico, fornisce al gestore precise informazioni sul budget necessario per ripristinare l’intera rete e la possibilità di programmare gli interventi secondo le effettive priorità e la disponibilità economica.
Conclusioni
Al termine di questo studio tecnico-economico, il committente ha consapevolezza dello stato del proprio sistema e, sulla base di modelli statistici ed informatici, può visualizzare l’evoluzione del sistema stesso senza e con interventi. Ha in mano anche tutti gli elementi per priorizzare gli interventi, pianificare in modo strategico gli investimenti e tenere sotto controllo tutti i rischi connessi al sistema, sia tecnici e strutturali sia di natura legale.
Le conoscenze tecniche e l’attenzione agli aspetti di natura economica si fondono e interagiscono fra loro per dare al committente uno strumento per rispondere in modo pratico ed efficiente alle esigenze di una corretta gestione.
Giuseppe Scavello
sc@ludewig.eu
Progettista e responsabile di progetto presso la Ludewig Evaluation GmbH di Saarlouis, Germania. Si occupa prevalentemente della realizzazione e gestione di sistemi informativi geografici e della progettazione di risanamenti
Thomas Ludewig
lu@ludewig.eu
Economista e ingegnere, da 20 anni specializzato nel Management di infrastrutture.
