15/09/2014
Servizi a Rete

Un sistema di supporto alla decisione per l’infrastruttura di approvvigionamento di Genova

LOGHI

Dal 2006 il servizio idrico integrato nella città di Genova e di una parte dei comuni della provincia è gestito da un unico soggetto, Mediterranea delle Acque S.p.A., risultante dalla fusione delle tre società che lo avevano gestito in parti diverse del territorio urbano sin dalla metà dell’800.
La fusione delle tre aziende ha avuto conseguenze positive pressoché immediate sul servizio: la possibilità di realizzare interconnessioni e razionalizzazioni su reti idriche prima separate ha, infatti, notevolmente migliorato la gestione dell’acqua in città, consentendo notevoli risparmi idrici e la possibilità di affrontare periodi di scarsità con impatti molto limitati sui cittadini. Come passo successivo verso l’efficienza nell’uso delle risorse il Gestore ha deciso di dotarsi di un sistema di supporto alle decisioni (DSS – Decision Support System) per il sistema di approvvigionamento della città, sistema che comprende in questo momento cinque serbatoi, tre grandi prese ad acqua fluente e due campi pozzi. Il DSS ha anche l’importante scopo di condividere con le istituzioni responsabili il quadro del bilancio idrico del sistema nel momento in cui devono essere prese decisioni, di breve e di lungo termine, in merito ai rilasci a valle degli sbarramenti e delle opere di captazione (deflusso minimo vitale – DMV).
Da un punto di vista tecnico, il DSS è composto di tre diversi moduli: un modulo di ottimizzazione, uno di simulazione e l’ultimo è uno schema di gestione a scala giornaliera del sistema che utilizza le regole definite nei precedenti due moduli.
Il modulo di ottimizzazione è stato sviluppato per cercare regole e politiche ottimali di gestione del sistema: consiste in un modello di programmazione matematica, scritto in GAMS (General Algebraic Modeling System), che trasforma l’input idrologico, consistente nella serie storica 1971-2010 dei deflussi mensili nei serbatoi e in corrispondenza delle opere di captazione, in allocazioni ai centri di domanda, tenendo conto dei vincoli sulle capacità (dei serbatoi, degli impianti di potabilizzazione, delle condotte, degli impianti di sollevamento), sulle domande (le allocazioni non devono superare valori “target” di domanda, definiti analizzando le serie storiche delle consegne alla città negli ultimi quindici anni) e sul bilancio volumetrico dei serbatoi da un passo temporale all’altro. Il modello cerca il quadro delle allocazioni in grado di minimizzare una funzione di costo che contiene i costi scarsità (la penalità per consegnare meno acqua del target), i costi di sollevamento, i costi di violazione sul vincolo del DMV e i ricavi (cioè costi col segno negativo) dalla produzione idroelettrica. Il modello indica che, nel complesso, i serbatoi possono essere tenuti a livelli più bassi di quelli attualmente adottati – una conseguenza dei prelievi in costante decrescita dalle fonti per effetto sia della riduzione delle domande, legate al calo demografico e alla riduzione dei consumi unitari, sia ai miglioramenti nella gestione delle reti – con risparmi sui sollevamenti di acqua di falda e con incremento dei ricavi dalla produzione idroelettrica. Questi risultati sono confermati dal secondo modulo, cioè il modello di simulazione, che è stato sviluppato con AQUATOR, un software commerciale per la simulazione di sistemi idrici complessi, nel quale sono state riversate le regole definite attraverso il modello di ottimizzazione. Il modello, data la sua attraente interfaccia grafica, può essere utilizzato anche da solo per condividere risultati e simulazioni con altri enti. Infine, le regole sopra determinate possono essere implementate in un foglio di lavoro di facile utilizzo. Una gestione “ombra” a scala giornaliera che ha l’obiettivo di soddisfare le domande giornaliere effettivamente verificatesi dal 2007 al 2013 e registrate dallo SCADA aziendale con i deflussi storici, ha dimostrato che il sistema può garantire le erogazioni richieste e nello stesso tempo migliorare le performance economiche.

di Claudio Arena, Paola Latona –  IREN ACQUAGAS
Franco Fulcini- Mediterranea delle Acque
Mario Rosario Mazzola- DICAM – Università di Palermo

Questo abstract fa parte di una serie di interventi tecnici che verranno presentati durante il Convegno “Università e mondo dell’industria: collaborazione e trasferimento tecnologico” – H2O Bologna 22/24 ottobre.
Leggi il programma

 

 

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