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MISURE A MICROONDE Andrea Cataldo 1, Giuseppe Cannazza1, Egidio De Benedetto 1, Nicola Giaquinto 2
Riflettometria a microonde per l’individuazione di perdite in condotte idriche interrate
MICROWAVE REFLECTOMETRY TO MONITOR BURIED WATER PIPE LOSSES This paper describes an innovative system for accurate, non-invasive detection of water leaks in underground pipes. The proposed system, based on microwave reflectometry, allows to effectively detect leaks with a dramatic reduction of inspection times. For the method and the related measurement apparatus, an international patent application has been filed. RIASSUNTO In questo articolo viene descritto un sistema innovativo per l’individuazione accurata di perdite in condotte idriche interrate, operante in modalità non invasiva. Questo sistema, che si basa sulla riflettometria a microonde, consente una più efficace rivelazione delle perdite, oltre che una notevole riduzione dei tempi d’ispezione rispetto a quelli richiesti dalle tecniche tradizionali. Il metodo e l’apparato di rivelazione, per la cui validazione si è eseguita una vasta sperimentazione sul campo, sono oggetto di un brevetto internazionale. IL PROBLEMA DELLA RICERCA PERDITE NELLE CONDOTTE
La rivelazione delle perdite idriche è un tema di rilevante interesse pratico nel settore della distribuzione idrica. Un recente studio dell’ISTAT ha evidenziato che la percentuale di acqua mediamente dispersa in rete è pari a circa il 47% dell’acqua immessa in rete [1]. Le maggiori dispersioni si osservano in Puglia, Sardegna, Molise e Abruzzo (regioni in cui, per ogni 100 litri di acqua erogata, ne sono immessi in rete circa 80 litri in più). Questi dati dimostrano chiaramente quanto sia importante, ai fini dell’ottimizzazione dello sfruttamento delle risorse idriche, l’individuazione e la riparazione delle perdite lungo le condotte. I mezzi d’indagine che vengono tradizionalmente adoperati per la ricerca delle perdite lungo condotte interrate si basano, prevalentemente, su metodi elettroacustici (es. geofoni o aste d’ascolto amplificate). Oltre a tali apparati, viene spesso impiegata strumentazione più sofisticata (e più
costosa), il cui funzionamento si basa sul metodo correlativo. Tuttavia, le tecniche elettroacustiche, per il principio stesso su cui si basano, presentano caratteristiche che ne limitano l’efficacia. Innanzitutto esse richiedono una notevole esperienza da parte degli operatori. Inoltre l’esecuzione di una campagna di ricognizione, ad esempio in un tratto di rete urbana, richiede tempi piuttosto lunghi (orientativamente, per ispezionare 1 km di rete occorre almeno una giornata di lavoro per due unitàuomo). Infine, nonostante le tecniche elettroacustiche siano da tempo largamente adottate, sussistono ancora problematiche per la corretta interpretazione dei dati di misura, l’incertezza sulla localizzazione e sull’entità del guasto, la scarsa applicabilità in impianti realizzati in materiale plastico e, soprattutto, la scarsa sensibilità in condizioni di pressione idrica non elevata. Proprio questi limiti applicativi hanno motivato l’interesse scientifico verso la ricerca e lo sviluppo di tecniche d’indagine alternative, in grado di rende-
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re più efficienti le campagne di ricerca-perdite. A tal fine, è stato sviluppato un nuovo sistema ricerca-perdite, basato sulla riflettometria nel dominio del tempo (time domain reflectometry, TDR), in grado di localizzare velocemente ed efficacemente le perdite su tratti di condotta interrata, lunghi anche diverse centinaia di metri [2]. Con riferimento particolare al contesto di possibile utilizzo, il sistema prevede due principali categorie applicative: 1) condotte idriche in materiale metallico già esistenti; 2) condotte idriche e fognarie di futura posa in opera e realizzate in qualsiasi materiale. Nel seguito viene fornita una sintetica descrizione delle caratteristiche tecnico-funzionali del sistema e dei benefici previsti. Attualmente, grazie ad una collaborazione tra l’Università del Salento e l’Acquedotto Pugliese SpA, si sta procedendo alla messa a punto finale del sistema descritto. DESCRIZIONE DEL SISTEMA
Il sistema di rivelazione perdite realizzato è basato sull’utilizzo della TDR, una tecnica basata su principi intrinsecamente diversi rispetto a quelli dei tradizionali metodi ricerca-perdite. Il metodo diagnostico prevede l’invio
(1)
Università del Salento, Dip. Ingegneria dell’Innovazione, Lecce e MoniTech srl, spin-off Università del Salento (2) Politecnico di Bari, Dip. Elettrotecnica ed Elettronica andrea.cataldo@unisalento.it
N.
2/12 ƒ 121