SISTEMA ESPERTO "MOMA FD"
Elaborazione di una Procedura Esperta per la Pubblica Amministrazione ai fini dell'adeguamento alle normative europee delle strutture fognarie e depurative
Periodo: 2001 - 2003

Questo studio, commissionato dal Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio tramite l’ENEA, riguarda la messa a punto di una procedura di tipo informatico, idonea a consentire alle Amministrazioni Pubbliche la valutazione oggettiva delle proposte inerenti attività di monitoraggio, progettazione e gestione nel settore delle infrastrutture fognarie. Tale procedura appare di assoluto interesse nell’ottica dello sforzo attualmente in corso per l'adeguamento alle normative europee delle strutture fognarie, depurative e acquedottistiche del Paese. Essa, inoltre, potrà risultare preziosa sia come guida oggettiva nella scelta delle opere fognarie prioritarie, sia per la stessa validazione delle programmazioni previste dall’art. 141 della legge finanziaria 2001 (Legge 388 del 23/12/2000).
La prima versione del Sistema Esperto MOMA FD (MOMA per Fognatura e Depurazione), riguardante il livello di pianificazione per i sistemi fognario-depurativi e il loro impatto sui corpi idrici ricettori, è ora disponibile alla pagina di ENEA http://amb.bologna.enea.it/moma/
Il codice di calcolo è implementato sotto forma di software in ambiente Windows TM per personal computer di tipo IBM-compatibile e dotato di interfaccia grafica di uso semplice e intuitivo, onde consentire all'utente un'agevole gestione dell'inserimento dei dati e della visualizzazione dei risultati.
Per successive versioni è prevista la georeferenziazione dei dati, mentre è già in fase di studio l'estensione del Sistema Esperto MOMA al settore acquedottistico

Per scaricare il programma gratuito clicca alla pagina di ENEA http://amb.bologna.enea.it/moma/  

 

 

 

Convenzione con ESAF
Periodo: 2001

Il csdu ha stipulato nel 2001 una convenzione di ricerca e consulenza con l’ESAF (Ente Sardo Acquedotti e Fognature) in merito alle attività di pianificazione inerenti il Sistema Idrico Integrato della Sardegna, allo scopo di verificare se le proposte di piano siano ottimizzate dal punto di vista della minimizzazione degli impatti ambientali, anche ai sensi della predisposizione dei piani di tutela previsti dal D. Lgs. 152/99 e della ottimale utilizzazione delle risorse finanziarie disponibili per la predisposizione dei piani d’ambito.
 

 

Esperienze a carattere professionale dei soci

Numerosi soci del csdu svolgono attività professionali che riguardano la predisposizione, l’esame e l’attuazione di Piani d’Ambito per il Servizio Idrico Integrato, e delle opere connesse, anche sotto forma di consulenza col Ministero dell’Ambiente e con altri organi istituzionali di legislazione e controllo.
Tali esperienze spaziano su pressoché tutte le regioni italiane e hanno per oggetto situazioni con differente criticità ambientale e varie tipologie urbanistiche e territoriali.
In tal senso, in virtù del carattere nazionale del csdu, le metodologie e i risultati propri di tali attività sono proficua occasione di un continuo confronto multidisciplinare fra i vari esperti del settore idraulico, di quello ambientale e di quello ecologico che afferenti al csdu.

PERCHE' "ESPERTO"?

MOMA è un "sistema esperto" perché la calibrazione dei suoi algoritmi di valutazione deriva dalla sperimentazione su casi concreti, selezionati in modo da risultare rappresentativi di diverse realtà socioeconomiche, geomorfoclimatiche, infrastrutturali ed ambientali.
Il Sistema Esperto MOMA vuole diventare uno strumento di supporto allo sforzo attualmente in corso di adeguamento delle strutture acquedottistiche, fognarie e depurative del Paese, cui non corrisponde ancora un adeguato livello d’informazione sulla loro reale efficienza e sugli impatti sul territorio. Il Sistema Esperto vuole essere una guida preziosa attraverso le sue funzionalità di supporto decisionale (Decision Support System) diretto all’analisi e all’ottimizzazione delle pianificazioni ed alla individuazione delle opere da considerarsi prioritarie, tenendo conto delle ricadute economico-finanziarie e tariffarie.

A CHI SI RIVOLGE

Il Sistema Esperto è stato sviluppato secondo un concetto "B2B", cioè da professionisti per professionisti che operano nella ricerca ambientale inerente fognature, depuratori ed acquedotti e proveniente dal mondo accademico, da quello professionale, dall’Amministrazione e dagli enti pubblici.

MOMA usa un’interfaccia semplice e diretta sia per l’inserimento dei dati che per la lettura dei risultati studiati e per la stampa e la redazione di rapporti, progetti e relazioni.

 COSA OFFRE 

Il software su cui è implementato il Sistema Esperto MOMA, consiste in un insieme di moduli informatici che, attraverso opportuni algoritmi di valutazione, permettono di:
- valutare il livello di conoscenza dello stato attuale delle strutture fognarie e depurative, i relativi recapiti ed impatti ambientali;
- guidare la scelta delle priorità di ricognizione, progettazione ed intervento;
- validare le proposte pianificatorie e progettuali nei loro aspetti funzionali, gestionali ed ambientali;
- valutare il modello gestionale, il piano di sviluppo tariffario ed il piano economico- finanziario contenuti nei Piani d’Ambito ex L. 36/94, nei Piani Stralcio ex art. 141 L. 358/00 e nelle proposte dei promotori avanzate ai sensi dell’art. 37 bis ex L. 109/94 e segg.;
- verificare l’efficacia degli interventi e misurare nel tempo il progressivo miglioramento della qualità del servizio e della qualità ambientale.
MOMA si articola in una sequenza di operatori principali, che si basano su specifiche scale di classificazione:
- qualificazione del livello di conoscenza attuale od atteso;
- classificazione delle situazioni di deficit idraulico od ambientale presenti od attese nel territorio in esame;
- qualificazione del livello attuale ed atteso della gestione del servizio idrico;
- valutazione delle proposte di Piano relative allo scenario intermedio a quello finale;
- classificazione delle proposte secondo graduatorie basate su rapporti costi/benefici.
Il Sistema Esperto MOMA può quindi essere utilizzato come supporto decisionale:
- a livello governativo e regionale per le opportune verifiche di competenza;
- a livello di Autorità d’Ambito, in fase di gara di concessione del Servizio Idrico Integrato, per valutare e classificare le proposte progettuali concorrenti nei termini di:
  · qualità della conoscenza dello stato attuale;
  · efficacia tecnico-economica e ambientale del progetto di Piano nelle successive tappe realizzative;
- a livello di Autorità d’Ambito, per misurare, posteriormente alla gara, i successivi "guadagni" che il concessionario avrà ottenuto in termini di funzionalità e qualità del servizio, di livello gestionale, di riduzione dell’impatto ambientale, ecc.;
- a livello di soggetto concorrente, per valutare nel corso dell’elaborazione progettuale l’efficacia comparativa delle diverse alternative esaminate.

I DATABASE

MOMA consente di creare, modificare, validare ed analizzare specifici database per mezzo di un'interfaccia interattiva che guida l’utente nell’introduzione dei dati relativi a tutte le componenti dello stato attuale, dello scenario finale e dello scenario intermedio.
Il database è organizzato suddividendo il territorio di competenza dell’Ambito (Figura 2) in "unità territoriali" corrispondenti o agli schemi acquedottistici (Figura 2a) oppure agli "agglomerati" fognario-depurativi (Figura 2b), questi ultimi in accordo con la definizione del D. Lgs. 152/99, previsti dal Piano d’Ambito.
Per gli aspetti economici e gestionali, invece, il database del territorio dell’Ambito è organizzato considerando il mosaico degli attuali Enti gestori per lo stato attuale (Figura 2c), e un unico gestore di Ambito per il futuro di Piano.
Per quanto concerne gli schemi acquedottistici, nella futura versione di MOMA verranno identificati, per ciascun sistema di approvvigionamento, i vari componenti significativi, cioè corpi idrici, prese, potabilizzazioni, adduzioni, serbatoi, centri urbani e reti di distribuzione (Figura 3a).
Nei riguardi dei sistemi fognario-depurativi, per i quali è attualmente predisposto MOMA FD, il database dell’Ambito considerato è organizzato in base agli agglomerati individuati dal Piano, i cui componenti sono centri urbani, fognature, collettamenti, depuratori e ricettori (Figura 3b). Tali agglomerati prescindono sia dall’attuale distribuzione delle competenze amministrative e gestionali sia dal livello di dettaglio con cui vengono definiti, nel Piano, i vari centri urbani, che possono essere Comuni, frazioni di Comuni od insediamenti isolati.
Una volta individuati e definiti i componenti e le connessioni che costituiscono lo schema funzionale dell’agglomerato, il modello istruisce l’utente all’inserimento dei dati richiesti, con ciò svolgendo anche il fondamentale ruolo guida alla ricognizione delle informazioni mancanti e da archivio informatico dei dati raccolti, eventualmente sfruttabili anche per finalità differenti da quelli di MOMA.
Benchè la georeferenziazione dei singoli componenti sia prevista solo per una successiva versione del software, già nella prima versione lo schema funzionale del sistema fognario-depurativo viene rappresentato planimetricamente (come mostrato in Figura 4), consentendo la visualizzazione singola o multipla (su finestre adiacenti) dello stato attuale, dello scenario finale e dello scenario intermedio, in combinazione con finestre di testo che consentono la contemporanea editazione dei dati contenuti nei database.

QUESTIONARI (DATABASE)

La compilazione dei questionari, che vengono proposti interattivamente mediante l’apertura di apposite finestre, è sottoposta a opportuni controlli logici (validazione); la correzione, da parte dell’utente, di eventuali errori nell’inserimento dei dati è sempre possibile. Una notevole semplificazione operativa della fase di compilazione è offerta dalla possibilità di usare i dati relativi allo stato attuale come base di partenza da copiare e aggiornare per predisporre lo scenario finale o quello intermedio. Analogamente è consentita la predisposizione dello scenario intermedio a partire da quello finale o viceversa.
Gli elementi conoscitivi sono distinti in tre categorie: quelli inderogabili ai fini della operatività del sistema di valutazione, in mancanza dei quali MOMA FD si arresta segnalando all’utente la necessità di introdurre il dato richiesto, quelli obbligatori ma per i quali è possibile inserire la risposta "informazione non conosciuta", ed infine quelli facoltativi. La completezza dei dati della seconda e della terza categoria viene misurata per mezzo di appositi contatori, per essere infine segnalata, sotto forma di un opportuno indice, quale giudizio sulla congruità del database.

ASSISTENZA TECNICA E MANUALE DELL'UTENTE

Gli utenti di Sistema Esperto potranno consultare/stampare un manuale in linea contenuto all’interno del software che spiega le sue principali utilità.
Sarà inoltre prevista un’assistenza tecnica via e-mail.

REQUISITI MINIMI PER L'INSTALLAZIONE

Pentium II o superiore
64 Mb RAM (128 Mb consigliati)
30 Mb spazio su disco
scheda video 800×600 pixel
Sistema Operativo: Windows 95/98 o superiore, Windows NT

 

Il codice di calcolo, realizzato dalla unità operativa di Milano del csdu in collaborazione con ETATEC srl, consente di determinare le onde di piena che si sviluppano in bacini urbani o naturali, per effetto di precipitazioni reali o di progetto. Il codice si basa sui più noti modelli di calcolo di tipo concettuale per la rappresentazione delle piogge di progetto, delle caratteristiche del bacino in termini di trasformazione afflussi-deflussi e della propagazione dell’onda di piena lungo le aste del reticolo idraulico, compresa la simulazione dell’effetto degli invasi di laminazione.

E' disponibile UrbisPro©

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Rispetto alle precedenti versioni (note rispettivamente come URBIS e Urbis2003), UrbisPro© include alcune funzionalità aggiuntive, quali:

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curve di possibilità pluviometrica e generazione di differenti tipi di ietogrammi di pioggia

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modellazione delle perdite idrologiche di ritenzione superficiale e di infiltrazione con differenti meto-dologie

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modellazione della trasformazione afflussi netti - deflussi di piena mediante il modello dell’idrogram-ma unitario istantaneo (IUH) utilizzabile con diffe-renti possibilità di scelta

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simulazione delle diverse possibili trasformazioni degli idrogrammi di piena lungo i reticoli idraulici per effetto di confluenze, ripartitori, invasi di lamina-zione, effetti propagatori

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scale di portata e di velocità in moto uniforme e in stato critico per sezioni qualsiasi

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visualizzazione grafica degli output

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compatibilità con Microsoft Excel®

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manuale d’uso in linea

UrbisPro© non necessita di installazione sul PC.​

 

HYNET

Il codice di calcolo, realizzato dalla società di ingegneria EHS s.r.l. è costituito da un GIS che opera in ambiente Autocad 2000 e permette di archiviare, anche con un elevato livello di dettaglio, tutte le informazioni relative al bacino urbano e al suo sistema di drenaggio e di eseguire la simulazione dinamica del comportamento quantitativo delle reti e dei manufatti presenti (scaricatori di piena, vasche di accumulo temporaneo, impianti di sollevamento, ecc.) restituendo, nelle sezioni d’interesse, l’andamento nel tempo di portate, velocità e livelli.

Sistema di supporto alle decisioni per la valutazione, il controllo e la riduzione delle perdite nelle reti di distribuzione idrica


HyNet®SSD PERDITE guida il tecnico nella stima dell’entità delle perdite idriche e nella individuazione degli interventi migliori per il loro contenimento, attraverso l’analisi dei dati disponibili e della loro incertezza, la redazione del bilancio idrico (ex DL 97/99 o procedura AIWA), la messa a punto e la taratura automatica di un modello che simula il comportamento della rete in moto gradualmente vario e in presenza di perdite, l’individuazione dei possibili scenari di intervento e la loro analisi in termini di costi e benefici e di rientro tariffario. Realizzato da EHS s.r.l. in collaborazione con il dipartimento DISTART della facoltà di Ingegneria dell’Università di Bologna e co-finanziato dalla Regione Emilia-Romagna – Assessorato Attività Produttive, Commercio e Turismo sotto PRRIITT Misura 1 – Progetti di ricerca industriale e sviluppo precompetitivo.

 

IUP

Il codice di calcolo, realizzato dalla unità operativa di Milano del csdu, permette di simulare la formazione dei pollutogrammi e la loro propagazione nel corso d’acqua in moto vario, individuando l’andamento nel tempo delle concentrazioni dei principali inquinanti, quali Solidi Sospesi Totali, COD e BOD.

 

UCSTORM

Il codice di calcolo, realizzato dai responsabile della unità operativa di Cosenza del csdu, consente di sviluppare la verifica e/o il progetto relativamente ai problemi di idrologia in ambito sia urbano che a scala di bacino, mediante l’applicazione dei vari modelli di calcolo di tipo concettuale, in modo distribuito, per la rappresentazione delle piogge di progetto, delle caratteristiche del bacino in termini di trasformazione afflussi-deflussi e per la propagazione dell’onda di piena, compresa la simulazione dell’effetto degli invasi di laminazione e della propagazione in rete mediante lo schema dell’onda cinematica.

 

UPSIM

Il codice di calcolo, realizzato dalla unità operativa di Bologna del csdu, permette di simulare la formazione dei pollutogrammi e la loro propagazione nei collettori fognari fino agli scaricatori, individuando l’andamento nel tempo delle concentrazioni dei principali inquinanti, quali Solidi Sospesi Totali, COD e BOD.

 

Altre esperienze a carattere personale dei soci

Molti altri modelli di calcolo sono stati concepiti e via via sviluppati da varie unità operative del csdu, e un consistente numero di essi fornisce continuamente ulteriori spunti in materia di interscambio scientifico e tecnologico con innumerevoli altri prestigiosi atenei ed enti di ricerca di fama internazionale.
Alcuni di tali modelli sono stati sviluppati per scopi di ricerca scientifica, altri per applicazioni tecnologiche di tipo professionale. In particolare, i campi per cui sono stati specificamente realizzati tali modelli sono, oltre a quelli già citati nei punti precedenti, il moto vario monodimensionale e bidimensionale a superficie libera, i processi di accumulo, dilavamento e trasporto degli inquinanti, il moto bifasico, i fenomeni dissipativi concentrati e il controllo in tempo reale dei sistemi di drenaggio urbano.

 

Le misure di pioggia, di portata e di qualità nel quadro della convenzione con Lura Ambiente S.p.A.
Periodo: 2001-2004
Periodo: 2004-2007

Nel quadro della convenzione con Lura Ambiente S.p.A., l’unità operativa di Milano del csdu, in collaborazione con il Politecnico di Milano e con l’Università di Milano Bicocca, ha iniziato una campagna sperimentale di rilevazione delle piogge, delle portate e dei parametri inquinanti che caratterizzano, in condizioni sia di tempo secco che di tempo piovoso, una dozzina di sezioni significative lungo l’asta del torrente Lura. Tale corso d’acqua è assai rappresentativo di una situazione ambientale tipica, nella quale il corso d’acqua ricettore è soggetto a forti carichi antropici ed è dotato di poca o nulla capacità di diluizione delle acque provenienti dagli impianti di depurazione e dagli scarichi di piena. L’indagine comprenderà anche la costruzione della scala delle portate per un certo numero di sezioni lungo il Lura e una campagna per la valutazione mediante tracciante salino del tempo di trasferimento (ToT) lungo i vari tratti della sua asta.

 

Le misure di pioggia, di portata e di qualità per il progetto di ricerca MURST MICARI
Periodo: 2001-2003

In funzione dell’obiettivo del neonato progetto di ricerca MURST MICARI, che è quello di  completare e approfondire le metodologie integrate di simulazione già investigate nell’ambito di precedenti ricerche teoriche e sperimentali, incluse quelle, già citate, finanziate dalla Unione Europea (SPRINT ed INNOVATION), verranno condotte dal csdu, in collaborazione con ENEA, CNR, ENEL-HYDRO, Hydrocontrol, ARPA dell’Emilia Romagna, Politecnico di Milano e Università di Bologna, opportune campagne sperimentali di raccolta di dati di pioggia, di portata e di parametri di qualità, sia in tempo secco che in tempo di pioggia, per un certo numero di bacini sperimentali caratterizzati da diverse tipologie di corpo idrico ricettore, con differenti livelli di vulnerabilità ambientale (fiume Reno a Bologna, lago di Candia, stagno costiero di Tortolì).

 

Le misure di pioggia, di portata e di qualità per il progetto di ricerca UE INNOVATION 10340I
Periodo: 1996-1999

Nell’ambito dello svolgimento del progetto di ricerca UE INNOVATION 10340I, le unità operative di Bologna e di Milano del csdu, in collaborazione con l’ARPA di Bologna, l’Università di Bologna e il Politecnico di Milano, hanno raccolto, fra il 1996 e il 1999, misure di pioggia e di portata durante 50 eventi sul bacino pilota allestito a Bologna e, per 5 fra questi, misure relative ai parametri qualitativi sia nel sistema di drenaggio che nel corso d’acqua, con particolare riferimento a BOD5 , NH4+ , SST, COD, pH, DO, temperatura e conducibilità. Sono state inoltre condotte misure in tempo secco e una campagna per la valutazione mediante tracciante salino del tempo di trasferimento (ToT) e del coefficiente di dispersione del tratto considerato del torrente Savena. Le misure raccolte hanno mostrato, fra l’altro, l’elevata entità dei carichi inquinanti trasportati dalle portate meteoriche di dilavamento e quindi il loro notevole impatto sul corpo idrico ricettore, e sono state poi utilizzate per calibrare modelli di calcolo di tipo distribuito e fisicamente basato quantitativo e qualitativo sia del bacino e della sua rete di drenaggio sia del tratto d’interesse del torrente Savena, consentendo un’interessante analisi comparativa fra la situzione attuale e differenti alternative d’intervento, basate sulla introduzione di vasche di prima pioggia a valle degli scaricatori di piena della rete fognaria.

 

Le misure di pioggia e di portata per il progetto di ricerca UE SPRINT SP 098/3
Periodo: 1994-1997

Nel quadro del progetto di ricerca UE SPRINT SP 098/3, che ha costituito una estensione del prima citato progetto di ricerca UE SPRINT SP 098, l’unità operativa di Milano del csdu ha raccolto fra il 1994 e il 1997, in collaborazione con il Politecnico di Milano e con il Comune di Milano, misure di pioggia e di portata durante 44 eventi meteorici sul bacino pilota del quartiere di Baggio a Milano. Anche in questo caso, come per le precedenti campagne sperimentali, sono stati utilizzati pluviografi registratori e misuratori di portata composti da un sensore di livello e da un misuratore di velocità a ultrasuoni a effetto Doppler. Le misure raccolte sono state selezionate per calibrare un modello di calcolo di tipo distribuito e fisicamente basato del bacino e della sua rete di drenaggio, consentendo un’affidabile analisi comparativa fra la situazione attuale e varie alternative d’intervento, incluso il controllo in tempo reale delle capacità d’invaso disponibili in rete.

 

Le misure di pioggia e di portata per il progetto di ricerca UE SPRINT SP 098
Periodo: 1992-1995

Al fine di calibrare il modello di tipo distribuito e fisicamente basato dei bacini pilota di Merate (LC) e Casal Palocco (Roma) nel quadro del progetto di ricerca UE SPRINT SP 098, fra il 1992 e il 1995 sono state effettuate dalle unità operative di Milano e di Roma del csdu, in collaborazione con il Politecnico di Milano e con l’Università “La Sapienza” di Roma, sia misure di portata in tempo secco che misure di pioggia e di portata in tempo piovoso, durante rispettivamente 10 eventi meteorici sul bacino di Casal Palocco e 32 eventi meteorici su quello di Merate. Tali studi hanno consentito di validare nuove tecniche per la ottimizzazione delle procedure di analisi, progettazione e gestione dei sistemi di drenaggio urbano, basate sulla simulazione particolareggiata dei fenomeni idrologici e idraulici per mezzo di un modello di calcolo informatizzato di tipo distribuito e fisicamente basato calibrato grazie ai dati raccolti sperimentalmente sul bacino stesso.

 

Le misure di pioggia e di portata nei bacini sperimentali urbani in Italia
Periodo: 1987-1992

Otto fra le unità operative del csdu, localizzate presso altrettante sedi universitarie (Bologna, Cagliari, Cosenza, Milano, Pavia, Palermo, Potenza e Roma) hanno condotto una intensa attività sperimentale per la raccolta di misure di pioggia e di portata in differenti bacini urbani (rispettivamente Fossolo, Mulinu Becciu, Luzzi, Merate, Cascina Scala, Parco d’Orleans, Malvaccaro e Casal Palocco), selezionando le registrazioni di 150 eventi meteorici fra il 1987 ed il 1992. Fra gli scopi di tali iniziative vi erano sia la costruzione di un database analogo e anzi più ricco e organico di quelli fino ad allora disponibili nella letteratura internazionale sia la diffusione di nuove tecniche di monitoraggio e analisi dei bacini urbani, così da consentire, attraverso il riscontro dei modelli interpretativi con tale mole di dati sperimentali, un deciso miglioramento scientifico e tecnologico nel settore, concretizzatosi poi, grazie principalmente proprio al contributo del csdu, nella revisione critica dei modelli di calcolo di progetto già esistenti e nella implementazione di nuove metodologie basate su modelli di calcolo di tipo distribuito e fisicamente basato.

 

Le misure negli altri bacini sperimentali

Oltre alle attività sperimentali sopra elencate, sono attualmente in corso ulteriori attività sperimentali di misurazione di pioggia, di portata e di qualità delle acque su bacini urbani e sui rispettivi corpi idrici ricettori da parte delle unità operative di Cosenza, Palermo e Pavia del csdu.

 

Esperienze a carattere professionale dei soci

Oltre alle ricerche sopra menzionate, numerosi soci del csdu svolgono, nel campo del drenaggio urbano, attività di ricerca e consulenza istituzionali in ambito accademico e/o attività professionali che includono normalmente studi e campagne sperimentali di misura di pioggia, di portata e di parametri di qualità in fognatura e nei corpi idrici ricettori, come sempre più spesso richiesto dai committenti.