logo di stampa italiano
 
Sei in: La pubblica amministrazione » I progetti di ricerca

I progetti di ricerca

Nel 2012 le attività di ricerca del Gruppo hanno riguardato principalmente lo sviluppo tecnologico delle fonti rinnovabili, lo sviluppo di tecnologie di monitoraggio e controllo ambientale, l’efficienza energetica, l’ottimizzazione della gestione delle reti e dei servizi ambientali. Prosegue l’impegno sul fronte delle energie rinnovabili con i lavori di realizzazione del Laboratorio per l’Energia (Hlab) del Gruppo Herappo Hera.
A fine 2012 risultano detenuti 19 brevetti, di cui 10 in fase di convalida e 5 depositati nel 2012.
I principali progetti di ricerca sono stati:

  • Laboratorio per l’Energia “Hlab”. Si tratta di un centro sperimentale per la ricerca applicata su tecnologie di produzione e utilizzo di energia da fonti rinnovabili e alternative, la cui realizzazione è stata avviata nel novembre 2011 nella sede Hera di Forlì. Il Laboratorio consentirà di valutare diverse tecnologie, a partire da quelle disponibili sul mercato a quelle ancora a livello di prototipo, grazie a una rete avanzata di misura e acquisizione di dati. Il focus sarà la misura dei rendimenti effettivi e la loro evoluzione nel tempo. L’altro aspetto rilevante riguarderà l’individuazione e la prevenzione dei problemi di esercizio e la valutazione dei reali costi di gestione. Inizialmente il Laboratorio avrà una sezione fotovoltaica e una “filiera” dedicata alla produzione, stoccaggio e utilizzo dell’idrogeno. La conclusione dei lavori, inizialmente prevista per la fine del 2012, è stata spostata alla prima metà del 2013, principalmente a causa della difficoltà di reperire sul mercato alcuni componenti e delle abbondanti nevicate di febbraio 2012. La gestione delle attività sperimentali sarà svolta in collaborazione con l’Università di Bologna.
  • Contaminanti emergenti. Con il termine “Contaminanti Emergenti” si indicano diverse sostanze biologicamente attive di origine antropica presenti in prodotti per la cura della persona e in farmaci, sostanze psicoattive associate alle tossicodipendenze, e i relativi metaboliti. Una categoria particolare e trasversale rispetto alle precedenti è quella degli interferenti endocrini. La presenza di queste sostanze nelle acque è considerata uno dei problemi ambientali più rilevanti dell’ultimo decennio. Sono state strutturate collaborazioni con l’Istituto Superiore di Sanità, l’Istituto Mario Negri e il gruppo di studio “Interferenti endocrini e acque destinate al consumo umano” (EDinwater) promosso dalla Fondazione Amga di Genova ed è stata avviata una collaborazione con il Politecnico di Milano. Nell’ambito di quest’ultima, nel 2012 sono state effettuate analisi delle tecnologie di trattamento e delle filiere di potabilizzazione attualmente in uso per verificare la loro efficacia nella rimozione di alcuni microinquinanti e la necessità di eventuali upgrade.
  • Localizzazione automatica delle perdite. Il progetto consiste nello studio di sistemi innovativi per la localizzazione automatica delle perdite idriche da utilizzare con un sistema di telelettura. La sperimentazione è proseguita nel 2012 con la realizzazione di un dispositivo dotato di sensore a idrofono le cui prestazioni saranno confrontate con quelle del sensore già utilizzato (accelerometro). Proseguono le analisi dei dati acquisiti con quest’ultima tecnologia. Parallelamente è stata avviata un’attività sperimentale con la realizzazione di un’infrastruttura permanente di rilevazione perdite su una rete cittadina che si basa su idrofoni applicati agli idranti. L’impianto pilota è stato realizzato a Riolo Terme (RA) ed è stato messo in esercizio a dicembre 2012.
  • Bio-Hydro. Il progetto si propone di sviluppare un ciclo di smaltimento di scarti organici del settore agro-zootecnico consistente nella fermentazione a idrogeno di almeno una tipologia di scarto agro-zootecnico, e nella co-digestione a metano del residuo di tale processo con altri scarti agro-zootecnici o con la frazione organica dei rifiuti solidi urbani. Il progetto è svolto in collaborazione con Herambiente e la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Bologna e cofinanziato dal Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali. Nel 2012 sono state svolte le valutazioni dell’utilizzabilità dell’idrogeno prodotto in celle combustibili PEM (Polymer Electrolyte Membrane) tradizionali e dei residui solidi della bio-produzione combinata di idrogeno e metano, quali compost/fertilizzanti per l’agricoltura, con gli eventuali pre-trattamenti necessari.
  • Gestione Automatica Impianti. Il progetto, sviluppato in collaborazione con ENEA, prevede lo sviluppo di un sistema per la gestione automatica dei principali parametri di funzionamento degli impianti del servizio idrico. Il sistema dovrà mantenere le condizioni di processo di un dato impianto nella condizione di massima efficienza, in funzione della composizione del refluo (depuratori) o dell’acqua grezza (potabilizzatori) in ingresso. Nel 2008 sono stati avviati i lavori presso il depuratore di Calderara di Reno (BO) scelto come sito di prova. Nel 2009 è stata installata la strumentazione di analisi e controllo presso il sito e sono state avviate le acquisizioni dei dati in campo. I dati acquisiti nel corso del 2010 convalidano la conoscenza nota sui sistemi di trattamento fanghi a flusso continuo, e individuano l’esistenza di nuovi punti caratteristici nei segnali relativi alle grandezze monitorate con la possibilità di individuare funzionamenti caratteristici o anomali dell’impianto. In generale si è dimostrata l’applicabilità del controllo automatico a impianti in scala reale. La seconda fase del progetto avviata nel 2011 ha portato, nel 2012, all’installazione di un prototipo in scala di impianto di depurazione presso il depuratore di Trebbo di Reno (BO) e sono state individuate le logiche e le politiche di controllo da implementare nel sistema.
  • Modellazione degli impianti del Ciclo Idrico. Il progetto prevede lo sviluppo di modelli matematici finalizzati alla simulazione idraulica e di processo degli impianti di depurazione. L’obiettivo è acquisire gli strumenti e il know-how necessari per avviare il coordinamento della modellazione matematica degli impianti del servizio idrico per il Gruppo. Dopo l’acquisizione nel 2010 delle licenze software, nel 2011 è stata avviata l’attività di modellazione all’interno del Gruppo. Nell’ambito di tale attività, il Gruppo nel 2012 si è dotato di strumenti sofisticati in grado di eseguire in laboratorio analisi specifiche per il calcolo di grandezze e parametri utili per la modellazione.
  • Recupero Energetico in Impianti del Servizio Idrico. Nel 2010 sono state avviate alcune valutazioni sulla possibilità e sulle tecnologie per effettuare recupero energetico negli impianti del servizio idrico. È stato sviluppato un primo studio di fattibilità per effettuare un recupero energetico all’interno dell’impianto di depurazione di Bologna per mezzo di coclee idrauliche ad alto rendimento. Nel corso del 2011 sono stati avviati altri due studi: il primo riguarda il recupero energetico su reti acquedottistiche mediante sistemi “In Pipe Turbine” (IPT) o “Pump As Turbine” (PAT); mentre il secondo progetto è relativo al recupero di energia termica da reti acquedottistiche mediante sistemi con pompa di calore a bassa entalpia. Sulla scia di questi studi, a seguito di ulteriori analisi dati e verifiche in campo eseguite nel primo semestre 2012, si è deciso di proseguire con lo studio di prefattibilità di un’applicazione presso una cabina di riduzione della pressione d’acquedotto nel comune di Bologna, per ottimizzare il possibile recupero energetico.
  • Caratterizzazione e analisi delle condotte in polietilene in esercizio. Le condotte della rete acquedottistica in polietilene sono caratterizzate da un indice di rottura superiore a quello delle condotte in altri materiali. Per poter approfondire le cause di tale situazione, è stato avviato un progetto per un’analisi critica delle rotture con l’obiettivo di incrementare il know-how su tali condotte, fornire criteri semplici per classificare le diverse tipologie di rotture, identificarne le cause principali e definire piani di miglioramento. Il progetto è sviluppato in collaborazione con Lyondell Basell, uno dei principali produttori mondiali di poliolefine, e con la Fondazione Laboratorio Prove Materie Plastiche del Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica del Politecnico di Milano. Nel 2010 è stata effettuata la raccolta dei campioni di tratti di condotte sulle quali si sono manifestate rotture e l’analisi visiva dei provini campionati e sono state avviate l’analisi statistica delle rotture e le analisi di laboratorio. Nel corso del 2011 sono state effettuate analisi di laboratorio per la caratterizzazione puntuale delle fratture i cui risultati saranno la base per la definizione di piani ed azioni di miglioramento. I risultati della ricerca effettuata sono stati presentati al Water Loss Europe 2012, il maggiore evento internazionale organizzato dall’IWA sul tema delle perdite idriche. Le attività proseguiranno con la redazione e l’aggiornamento della specifica documentazione tecnica (quale campo di impiego, specifiche fornitura, analisi di laboratorio, ecc.).
  • Contatori acqua antighiaccio . Nel 2011 sono stati progettati ed eseguiti dall’unità Ricerca e Sviluppo di Hera una serie di test per verificare la possibilità di individuare contatori e dispositivi che possano ridurre le casistiche di rotture dei contatori d’acqua in condizioni climatiche sfavorevoli. Lo studio, conclusosi nel 2012, ha consentito di individuare una tipologia di contatori normalmente disponibile sul mercato che risulta meno vulnerabile al ghiaccio rispetto a quella di usualmente utilizzata. Nell’ambito del progetto è stata testata anche l’efficacia di dispositivi per la protezione del contatore (jacket, valvole antigelo, ecc).
 

Hera investe su innovazione e ricerca

Nel 2012 si sono conclusi gli studi relativi alla convenzione siglata a settembre 2009 tra Hera, l'Ateneo di Modena e Reggio Emilia e la Fondazione Alma Mater di Bologna, che prevedeva un finanziamento di 248 mila euro in 4 anni da parte del Gruppo. Attraverso premi, un assegno di dottorato e finanziamenti per nuove ricerche si sono promosse la formazione di alte competenze tecnico-scientifiche e lo sviluppo della ricerca applicata nell'ambito della Facoltà di Ingegneria di Modena. In particolare tra il 2010 e 2012 sono stati realizzati e implementati rispettivamente lo studio per il miglioramento della qualità e sicurezza delle reti di distribuzione di energia elettrica; e lo studio per il miglioramento del funzionamento di centrali di produzione di energia elettrica e termica e dei sistemi di depurazione dei fumi dei termovalorizzatori.
Per quanto concerne il miglioramento del funzionamento delle centrali lo studio era finalizzato alla individuazione di un innovativo schema impiantistico per la produzione di energia elettrica e termica combinando un impianto di termovalorizzazione dei rifiuti con una centrale termoelettrica alimentata a gas naturale. Nel 2012 sono state effettuate12 simulazioni di alcuni cicli termodinamici individuando tre taglie di turbine a gas disponibili sul mercato e confrontati tra loro i risultati. In seguito a ciò si è individuato lo schema impiantistico e la taglia della turbina a gas che meglio ottimizzano le prestazioni di questo innovativo ciclo.
Rispetto al miglioramento dei sistemi di depurazione dei fumi dei termovalorizzatori lo studio era finalizzato a simulare il processo di depurazione dei fumi per ottimizzare il consumo dei reagenti chimici immessi nel processo stesso. Nel 2010 sono state analizzate le tecniche disponibili per l'abbattimento del mercurio e le tecniche disponibili per l'abbattimento dei gas acidi e si è elaborato un modello per simulare le prestazioni di un sistema depurazione fumi a secco. Nel 2011 si è proceduto a integrare gli studi precedenti sul mercurio e sui gas acidi. In particolare sono state effettuate stime sulla quantità di mercurio presente nei rifiuti ed è stato effettuato uno studio dell'impatto sulle emissioni di oggetti che possono essere presenti nei rifiuti urbani come fonte di mercurio. In merito ai gas acidi si è proceduto all'analisi dei dati consuntivati nella gestione dei termovalorizzatori della Gruppo Hera per l'approfondimento delle condizioni di ottimo tecnico/economico relative ai due stadi di abbattimento a secco attualmente impiegati in detti termovalorizzatori. Nel 2012 si è approfondito il modello di simulazione per l'abbattimento dei gas acidi in modo da valutare l'influenza sulle prestazioni di altri parametri di processo.
Nel 2012 è proseguita la collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Industriale, dell'Università di Bologna per la progettazione e supervisione dei lavori di realizzazione del Laboratorio per l'Energia a Forlì, di cui è prevista l'entrata in esercizio nel 2013.
Con il Politecnico di Milano è attiva una collaborazione, per lo svolgimento di un programma di ricerca finalizzato a valutare tecnologie e processi per la rimozione di contaminanti emergenti in acque destinate al consumo umano. Con il medesimo dipartimento del Politecnico di Milano, con l'Università di Bologna e con ENEA è attiva una convenzione per lo sviluppo di sistemi di gestione automatica degli impianti di depurazione.
Il CIRI (Centro Interdipartimentale di Ricerca Industriale Edilizia e Costruzioni) e il DICAM (Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e dei Materiali), dell'Università di Bologna, attraverso apposite convenzioni, hanno dato il loro supporto per lo studio di metodologie avanzate per la valutazione e il controllo delle perdite idriche e per l'efficientamento energetico di reti e impianti acquedottistici.
Nel 2012 è proseguito inoltre uno studio avviato nel 2011 con il Dipartimento di Biologia ed Evoluzione dell'Università di Ferrara - Tecnopolo Terra&Acqua Tech per la sperimentazione di un sistema innovativo per la disinfezione dell'acqua basato su tecniche elettrochimiche.