Sistema per il monitoraggio permanente con Tecnologia a Fibre Ottiche (F.O.) della Rete Acque Reflue della città di Milano

 

 


Antonio Romeo – MM Spa
Giulio Pini – NTSG

 

Sistema per il monitoraggio permanente con Tecnologia a Fibre Ottiche (F.O.) della Rete Acque Reflue della città di Milano. Il sistema consente la rilevazione dei parametri di flusso, delle acque parassite ed il controllo strutturale dei collettori fognari, con l’utilizzo di cavi in F.O. in grado di effettuare misure distribuite e trasmetterle tramite una o più macchine di acquisizione ad unità logica dotata di specifico software di analisi.

 

MM nella propria attività di innovazione e sperimentazione, ha deciso di dotare la rete fognaria del centro storico di Milano di un interessante sistema di monitoraggio e scambio dati, basato sulla tecnologia delle fibre ottiche sensing. La gara di appalto pubblico ha selezionato, come soluzione di monitoraggio, la proposta della società TCE Srl che ha presentato il sistema “OF” Sewerage, della società NTSG, da applicare su un tratto di condotte fognarie con un’estensione di circa 9,5 Km, che vede coinvolti il collettore del Nosedo Basso, Gentilino Sinistro e Gentilino Destro.

Gli obiettivi del sistema “OF” Sewerage si dividono in due macro-tipologie:
  1. misure in calotta
  2. misure nel letto della condotta

Le misure eseguite in calotta hanno come obiettivo il controllo delle deformazioni del collettore (movimenti, cedimenti, danni generati da terzi) e degli accessi alla condotta (apertura e chiusura dei chiusini).

Le misure eseguite sul fondo della condotta invece, hanno come obiettivo la misura del livello di liquidi in condotta, la portata, la presenza di acque parassite e la formazione o la posa di detriti.

La tecnica di misura utilizzata dal sistema OF Sewerage è quella delle “fibre ottiche sensing distribuite”, che permette di misurare le grandezze citate in precedenza, posando una o più fibre sul fondo del collettore ed in calotta.

Inoltre, il sistema OF Sewerage può ospitare all’interno dei propri cavi dedicati alle misure, un elevato numero di fibre ottiche per lo scambio dati e connettività, dando luogo ad un’infrastruttura di telecomunicazione modulare, sicura ed in grado di raggiungere tutti i punti della rete fognaria oggetto di monitoraggio.

L’impianto di monitoraggio si inserisce nella tratta del Nosedo Basso sviluppandosi poi lungo il Gentilino Sinistro e il Gentilino Destro, disegnando un percorso ad “Y”.

In ciascuna delle condotte citate sono presenti cavi in fibra ottica sul fondo della condotta ed in calotta per eseguire il monitoraggio strutturale e idraulico delle condotte. Il sistema è connesso alla sede di MM in Via Meda attraverso un cavo multifibra che percorre una condotta fognaria che collega Via Meda al collettore Nosedo Basso.

La posa dei cavi non ha comportato problemi alla viabilità ordinaria della città in quanto la maggior parte delle attività di installazione sono state eseguite all’interno delle condotte, eccezion fatta per le bobine di cavo che inevitabilmente necessitano di uno spazio operativo legato alle loro dimensioni.

Il cavo posato nel letto della condotta è armato e piombato in modo da poter garantire un’elevata sicurezza delle fibre installate al suo interno: il risultato è un’infrastruttura di telecomunicazione capillare e molto più sicura delle tradizionali reti di trasmissione dati di superficie.

Nella sede MM di Via Meda sono presenti gli apparati attivi che gestiscono l’impianto e generano le misure grezze che sono elaborate in tempo reale da un server, su cui è installato il software di interpretazione ed analisi in tempo reale dei dati grezzi generati dal sistema.

È importante sottolineare che la tecnologia delle fibre ottiche sensing distribuite è di tipo passivo, ovvero non utilizza corrente lungo l’impianto ma sfrutta la sola propagazione della luce.

Questa caratteristica rende il sistema immune alle condizioni ambientali e non invasivo, il sistema infatti è applicabile in acqua e/o annegato nei materiali. Questo tipo di tecnologia non genera campi elettrici o magnetici e quindi non può generare scintille o incendi; allo stesso tempo è una tecnologia molto longeva perché si basa sulla sola trasmissione della luce che genera un deperimento su base centennale del vetro all’interno di cui si propaga.

Generando un bassissimo consumo di energia ed essendo la fibra ottica stessa un prodotto riciclabile, il sistema ha l’importante caratteristica di essere naturalmente Ecologico.

Il sistema “OF” Sewerage esegue una misura lungo tutto il cavo di fibra ottica posato e con un passo di 5 cm, pertanto il risultato è una misura continua lungo tutte le condotte sensorizzate.

Le misure prodotte dal sistema sono elaborate in tempo reale ed inviate alla piattaforma IoT che visualizza, archivia ed elabora i dati permettendo agli operatori di MM di avere un controllo in tempo reale di ciò che avviene all’interno dei collettori. Il sistema predispone anche di una serie di soglie di avviso e di allarme che inviano in tempo reale agli operatori, comunicazioni di “superamento di soglia”.

La piattaforma IoT fornisce gli andamenti delle grandezze misurate, un sinottico su mappa GIS delle misure eseguite, la possibilità di eseguire l’analisi dei dati raccolti secondo le necessità dell’operatore, l’esportazione e la generazione di report per lo studio periodico del comportamento dei collettori.

Nelle fasi di posa del sistema, viene prodotta un’analisi dettagliata dello stato dei collettori e delle strutture connesse: informazioni che permetteranno ad MM di aggiornare i registri di stato dell’infrastruttura ed intervenire dove necessario.

MM, attraverso l’utilizzo di questo sistema di monitoraggio innovativo, potrà ottimizzare le sue attività di manutenzione e controllo della rete fognaria oggetto di controllo strumentale, garantire una maggiore sicurezza dell’infrastruttura, prevenire problematiche idrauliche, specialmente nei periodi delle grandi piogge, e gestire al meglio le infiltrazioni di acque parassite e dei relativi impianti di filtraggio a valle della rete.

Il sistema predisposto è di tipo modulare ovvero permette l’estensione dell’area di monitoraggio senza dover creare una nuova infrastruttura, ma sfruttando l’impianto già posato, in questo modo l’investimento iniziale si distribuisce su un’aria di intervento ben più ampia di quella definita in questa prima fase del progetto di monitoraggio.

Con l’applicazione del sistema “OF” Sewerage, MM si pone in una posizione all’avanguardia rispetto alle tradizionali tecniche di monitoraggio della rete fognaria, diventando precursore di tecniche innovative che hanno come obiettivo la sicurezza della comunità, l’efficienza dei servizi e l’ottimizzazione degli investimenti manutentivi e gestionali della rete.

 

 

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