Il bilancio idrico è lo strumento fondamentale per poter valutare l’efficienza di un sistema di distribuzione idrica. Vista l’esigenza di una terminologia comune che superasse la grande varietà di definizioni presenti nei diversi Paesi, l’IWA (International Water Association) ha istituito al suo interno la Water Loss Task Force, un gruppo di studio formato da 200 partecipanti provenienti da 35 Paesi dei cinque Continenti. Il lavoro della task force è riassunto nel documento “Losses from Water Supply System: Standard Terminology and Recommended Performance Measures” del 2000. Tale documento contiene in particolare uno schema metodologico standardizzato per la valutazione del bilancio idrico relativo ai sistemi acquedottistici, che nella presente azione del progetto REWAT viene assunto a riferimento. Tale schematizzazione è ripresa e citata in diversi altri documenti e studi di settore e può considerarsi come lo standard metodologico di riferimento nel panorama internazionale. La schematizzazione IWA, nonostante sia sostanzialmente sovrapponibile con quella indicata dalla normativa nazionale italiana (DM 99/1997), trova ancora scarsa applicazione in Italia e, nella bassa val di Cornia, presenta ampi margini di efficacia in ragione delle perdite idriche tutt’ora significative. L’uso del Bilancio Idrico impone la misura (o la stima) di tutti i volumi idrici immessi ed erogati dalla rete idrica. Sostanzialmente il bilancio idrico permette di stabilire in che misura la rete necessita di interventi di riduzione delle perdite idriche ed in tal senso è considerato come lo strumento propedeutico a qualsiasi forma di intervento di riduzione delle perdite idriche. I volumi che figurano nel bilancio idrico sono peraltro alla base della definizione dei principali indicatori di prestazione relativi alle perdite idriche.

Il Bilancio Idrico non consente di capire come le perdite si modificano a seguito delle metodiche di riduzione delle perdite attuate dall’Ente Gestore. La misura della portata minima notturna (Minimum Night Flow) è uno di modi più efficaci per la stima ed il controllo delle perdite idriche per reti distrettualizzate oppure per porzioni idraulicamente isolate della rete di distribuzione di dimensioni contenute. Si basa su un monitoraggio in continuo delle portate in ingresso al distretto e sulla considerazione che nelle ore notturne il consumo degli utenti è minimo e più facilmente stimabile. Tale tecnica ha una importante rilevanza in quanto, in corrispondenza della portata minima registrata, si realizza la più alta proporzione tra perdita idrica e consumo, inoltre il consumo delle utenze risulta di più facile quantificazione.

Lo step testing è il processo di successiva chiusura delle valvole allo scopo di ridurre l’area della rete da monitorare, consentendo una pre-localizzazione delle perdite di un distretto di distribuzione idrica. La tecnica verrà applicata durante le ore notturne quando il consumo è minimo e maggiormente stabile e i disturbi alla popolazione sono minimi. La diminuzione di portata misurata in seguito alla chiusura di una determinata valvola rappresenta il Minimum Night Flow della porzione esclusa, la cui perdita può così essere valutata separatamente dal resto della rete. Una perdita occulta è evidenziata da una sproporzione nella riduzione di portata conseguente alla chiusura della valvola. In questo modo è possibile identificare quelle porzioni di rete dove le perdite sono in atto, circoscrivendo quindi le attività di localizzazione.

Le perdite idriche generano un rumore che si propaga lungo la condotta, che può essere opportunamente analizzato (il rumore è condizionato dalle condizioni della tubazione e del terreno circostante e subisce fenomeni di assorbimento e di alterazione che non impediscono comunque il rilevamento di frequenze tipiche). Gli strumenti acustici che verranno utilizzati per la localizzazione sono basati sulla rilevazione delle onde sonore emesse dalla perdita idrica (sonde a puntale oppure geofoni oppure correlatori). È importante valutare la qualità dell’amplificazione del rumore di perdite, la modalità di filtraggio delle frequenze e la visualizzazione delle registrazioni.

La strategia che verrà applicata a livello dimostrativo per ridurre il volume di acqua persa è rappresentata dal controllo ottimale delle pressioni in rete. Il controllo della pressione ha lo scopo di soddisfare il servizio idrico in relazione a quantità e qualità, con la minore pressione possibile compatibile con il livello di servizio richiesto. Il fenomeno delle dispersioni idriche è regolato dalla relazione che intercorre tra la portata di perdita (qi**) e la pressione di esercizio (pi): qi** = c ∙ pi b, dove c e b sono il coefficiente e l’esponente di perdita. È evidente che ridurre le pressioni permette di diminuire, esponenzialmente, i volumi persi. A ciò bisogna aggiungere il vantaggio di sottoporre la rete a sollecitazioni minori, riducendo così anche la frequenza del verificarsi di nuove rotture.