Ufficio Stampa – Agosto 2008
Gestione automatizzata di un impianto di potabilizzazione
Hera Bologna ha realizzato, presso la centrale di Val di Setta, un impianto di potabilizzazione
dell’acqua gestito da un avanzato sistema di automazione
Nel 1860 la Municipalità di Bologna prese la
decisione di dotarsi di un civico acquedotto per il
rifornimento idropotabile in sostituzione degli
impianti esistenti costituiti da pozzi freatici e dalla
rete di canali alimentati dalle acque del Reno. Ciò
in conseguenza dei fenomeni di inquinamento
sempre più evidenti dovuti al notevole
spostamento di popolazione dalle campagne
circostanti alla città ed alla mancanza di un
efficiente sistema fognario.
Si iniziò così ad indagare sulle disponibilità
idriche nel territorio circostante la città con
l'intenzione di individuare nelle zone collinari un
certo numero di sorgenti di opportuna
consistenza idraulica.
L’attenzione fu richiamata da un'importante risorgiva nell'area collinare sud a ridosso della città. I lavori di
pulizia per mettere a nudo la scaturigine evidenziarono dapprima la presenza di una cavità e poi di un vero e
proprio cunicolo artificiale. Era in definitiva stato riscoperto l'antico cunicolo che, costruito sotto l'imperatore
Augusto 1800 anni prima ed alimentato da sorgenti appenniniche, riforniva la Bologna romana.
La risalita del cunicolo condusse alla confluenza Reno-Setta dove la quota di fondo del cunicolo risultò
inferiore alla quota d'alveo del Setta. Fu allora deciso di utilizzare per l'alimentazione del cunicolo romano le
acque di subalveo del Setta captate attraverso pozzi e cunicoli di sponda integrati successivamente da una
galleria trasversale sottostante l'alveo e protetta in superficie da una traversa sfiorante. L'acquedotto fu
inaugurato nel 1881.
A distanza di oltre 120 anni molte cose sono cambiate, ma non l’importanza del fiume Setta. Infatti, nel
Comune di Sasso Marconi, alla confluenza tra il fiume Reno e il torrente Setta, si trova oggi un importante
impianto di potabilizzazione gestito da Hera Bologna.
Il Gruppo Hera (Holding Energia Risorse Ambiente) riunisce dodici aziende di servizi pubblici dell'Emilia
Romagna, in una struttura organizzativa che vede una capogruppo e società operative sul territorio. Nel
2006 Hera è stata la prima multiutility italiana nel business Ambiente in termini di rifiuti raccolti e trattati, la
seconda nel business Idrico in termini di margine operativo lordo e di volumi erogati, la terza nel business
Gas in termini di gas venduto e l'ottavo operatore italiano nel business Energia Elettrica in termini di energia
elettrica venduta. Il Gruppo, che ha al suo interno oltre 6.000 dipendenti, opera nelle province di Bologna,
Ravenna, Rimini, Forlì-Cesena, Ferrara, Modena e Imola.
Acqua azzurra, acqua chiara
L’ingegner Massimo Pancaldi è responsabile degli impianti Acquedotto di Hera Bologna. “Nel 2003 l'impianto
di Val di Setta ha prodotto 37,8 milioni di metri cubi d'acqua di ottima qualità che rappresenta circa il 46% del
fabbisogno del sistema primario a servizio dell'area bolognese”, egli afferma. “ La centrale di Val di Setta ha
una potenzialità nominale di 2400 litri/secondo ed è realizzata su due linee parallele identiche di 1200
litri/secondo ciascuna”.
L'impianto tratta acqua superficiale del torrente Setta (affluente di destra del fiume Reno) derivata per mezzo
di una traversa. La prima fase di trattamento è costituita da una grigliatura che serve ad eliminare i materiali
grossolani; segue poi una fase di presedimentazione nella quale si fanno depositare sul fondo di due vasche
le sabbie e i limi presenti. L'acqua viene quindi sollevata e avviata alla preozonazione (disinfezione e
ossidazione a base di aria contenente basse concentrazioni di ozono), per facilitare la successiva
chiariflocculazione. In tale fase, i materiali colloidali ancora presenti sono eliminati utilizzando reagenti che
1/4
Ufficio Stampa – Agosto 2008
agiscono sulla struttura chimica e sulla carica elettrica delle particelle. L'acqua passa poi in vasche dotate di
un letto di sabbia quarzifera che provvedono ad eliminare i residui della chiariflocculazione. A questo punto
essa è sottoposta al processo di ozonazione, trattamento che distruggendo i microrganismi patogeni residui
riduce praticamente a zero il rischio di infezioni.
Al termine di questa fase l'acqua viene convogliata in vasche di accumulo e, per garantire il mantenimento
delle caratteristiche microbiologiche dell'acqua nelle reti di adduzione e distribuzione, subisce come ultimo
trattamento una disinfezione di copertura con biossido di cloro.
I fanghi risultanti dalle diverse fasi del processo vengono ispessiti per sedimentazione, disidratati con filtri
pressa e avviati al recupero per il ripristino ambientale di una cava.
Automazione modulare
“Il funzionamento della centrale sarà sempre meno
presidiato da operatori”, riferisce l’ingegner
Pancaldi. “Oggi, vi è presenza di personale solo
durante il normale orario di lavoro, soprattutto per
le operazioni di
manutenzione e gestione ordinaria dell’impianto.
La conduzione ordinaria viene invece eseguita in
telecontrollo dal centro di produzione di Bologna”.
“Il sistema di supervisione è stato decentrato a
Bologna e presso la centrale di Val di Setta sono
presenti unicamente alcuni terminali”, egli
aggiunge. “Stiamo cercando di aumentare il livello
di affidabilità dell’impianto scindendo il sistema di
automazione in diversi moduli funzionali”. Implementando più unità indipendenti, il sistema diventerà più
affidabile, perché al massimo sarà una sottostazione dell’impianto ad andare fuori servizio in caso di guasto.
Parte dei nuovi moduli è già stata implementata con tecnologia di automazione basata su PLC
Telemecanique. A regime, ogni modulo avrà il proprio PLC in grado di interfacciarsi con i sistemi di
supervisione e telecontrollo. Il progetto prevede il collegamento di tutti i punti strategici della centrale tramite
un anello in fibra ottica, da cui si deriveranno tutti i PLC che avranno il compito di automatizzare le varie
sezioni dell’impianto. I PLC in rete potranno comunicare con il nuovo sistema di supervisione in corso di
implementazione, che si integrerà con il sistema di telecontrollo. Oltre ai PLC, anche altre apparecchiature
potranno collegarsi alla rete in fibra ottica, come vari strumenti di analisi elettrochimica sull’impianto. Gli
strumenti, dotati di moduli di comunicazione Modbus, sono stati collegati alla rete tramite gateway. Per
alcuni strumenti, che si interfacciano alla rete tramite i PLC Telemecanique (come i sette misuratori di
energia PM500 e PM200 presenti sull’impianto), vengono invece utilizzati moduli di comunicazione
CANOpen. In futuro, anche questi dispositivi utilizzeranno lo stesso anello in fibra ottica per fornire dati e
informazioni ovunque sia necessario.
Per comando di gran parte dei motori elettrici e delle pompe presenti nell’impianto sono stati utilizzati i
prodotti TeSys U Telemecanique. “Abbiamo scelto TeSys U in alternativa al classico schema basato su
teleruttore, interruttore magnetotermico, salvamotore e relè termico perché esso integra tutti i dispositivi
necessari per il comando motore e si presenta con ingombri ridotti, caratteristiche elettriche elevate e sistemi
di installazione innovativi”, afferma Oliviero Bicocchi, responsabile della centrale Val di Setta di Hera
Bologna. TeSys U è dotato di una base di potenza che ospita unità di controllo (moduli magnetotermici
elettronici) e moduli ausiliari (comunicazione, contatti ausiliari e/o di altre funzioni specifiche) inseriti tramite
una semplice operazione di aggancio tipo fast-on.
Quali sono stati gli altri punti fondamentali tenuti in considerazione nella scelta dei TeSys U? “Innanzitutto, la
compattezza dell’oggetto e la semplicità in termini di gestione dei ricambi”, ha risposto Bicocchi. “Con due
sole basi, pochi moduli termici e un comunicatore, abbiamo la gestibilità del magazzino ricambi”.
Vi è poi da considerare il vantaggio della completa integrabilità con i PLC di livello superiore. Attraverso i
comunicatori, è possibile una gestione più dettagliata ed affidabile e, soprattutto, è possibile raccogliere tutte
le informazioni necessarie.
2/4
Ufficio Stampa – Agosto 2008
Un’architettura distribuita in rete
Afferma Angelo Montanari, tecnico di automazione presso la centrale Val di Setta di
Hera Bologna: “Nella parte di trattamento fanghi abbiamo già installato una rete con 35
TeSys U di varie potenze (fino a 32A) in rete CANOpen per il controllo delle macchine
che compongono l’impianto. In precedenza avevamo invece realizzato un altro
impianto TeSys U su Modbus per 7 pompe di sollevamento dei fanghi. Il sollevamento
dei fanghi rappresenta un punto nevralgico dell’intero trattamento ed è unico per le due
linee di trattamento. Erano quindi necessarie un’elevata disponibilità e la possibilità di
comunicare tramite rete con le singole unità dell’impianto”.
“Grazie alle interfacce di comunicazione di TeSys U, abbiamo la possibilità di
scambiare informazioni fra le unità installate nell’impianto”, prosegue Bicocchi. “Questo
ci consente di immettere nel sistema di supervisione una maggiore quantità di
informazioni per potere avere una diagnosi più dettagliata di ogni evento. Abbiamo
ottenuto anche una maggiore affidabilità di tutto il sistema, in quanto le
apparecchiature in campo risultano più integrate”.
Per gestire le utenze elettriche che hanno un assorbimento maggiore di 32A vengono
utilizzati dei controller, veri e propri relè termici elettronici che sopperiscono ai classici
relè termici elettromeccanici. A differenza di questi ultimi, oltre ad eseguire l’analisi
delle correnti termiche, essi effettuano anche un’analisi dettagliata dei
parametri elettrici e memorizzano gli eventi di guasto più recenti. Consentono quindi
un’analisi dettagliata della situazione a posteriori.
Nella centrale di Val di Setta, Hera sono stati utilizzati anche altri prodotti di automazione Telemecanique.
“Abbiamo installato PLC Telemecanique di varie famiglie”, afferma Montanari. “Il più grosso è un Quantum,
che si occupa dell’ozono e dei sollevamenti iniziali (questi ultimi verranno spostati su due Premium separati
per una maggiore flessibilità d’impianto). Oltre al Quantum, avremo complessivamente cinque Premium,
installati nelle cinque sezioni principali: il primo gestisce il trattamento dei fanghi e il secondo il sollevamento
dei fanghi. Il terzo Premium gestirà il prelievo di acqua dal fiume ed un primo monitoraggio. Gli ultimi due
Premium gestiranno le sezioni di flocculazione e chiarificazione dell’acqua.
Gli altri PLC Telemecanique presenti nell’impianto sono tutti della famiglia Twido. In particolare, troviamo un
Twido nel presedimentatore (che si occupa del defogliatore e, in parte, del dosaggio reagenti in quella zona
dell’impianto), un Twido per ciascuno dei dodici filtri nella parte terminale del trattamento e sei Twido
installati per gestire le sei macchine che eseguono la refrigerazione ed essiccazione dell’aria prima della sua
trasformazione in ozono.
A tutti i Twido è stato abbinato un’interfaccia operatore XBTM 400 Telemecanique e sono previsti sui cinque
PLC Premium principali dei terminali XBGT 600.
Evoluzione futura
Il progetto del sistema di automazione, iniziato alla fine del 2006 e la cui conclusione è prevista entro i primi
mesi del 2008, è stato fatto in collaborazione con un professionista esterno, l’ingegner Scotti di Gimisco, un
system integrator Schneider Electric di Genova. “Dopo la definizione del progetto, il suo calo nella nostra
realtà elettromeccanica è stato effettuato dai nostri tenici, che hanno progettato l’interfacciamento e
l’integrazione delle varie apparecchiature sul campo”.
“La collaborazione con l’ing. Scotti proseguirà con la configurazione dei dispositivi in rete”, conclude
Bicocchi. “Nonché, naturalmente, con la scrittura dei programmi di esercizio delle macchine. Le logiche di
funzionamento saranno sviluppate con il sistema Unity Telemecanique”.
Questo modello di automazione verrà replicato anche in altri impianti del Gruppo Hera?
Ha risposto l’ingegner Pancaldi: “Quello di Val di Setta è uno dei maggiori impianti del Gruppo Hera. Gli altri
impianti sono sostanzialmente delle centrali che gestiscono dei sollevamenti da pozzi ed il rilancio dell’acqua
in rete, con qualche livello di filtrazione intermedio. La modularità, quindi, fa sentire meno la sua efficacia. In
questi casi, si va certamente nella direzione di un’automazione sempre più completa degli impianti, ma non a
3/4
Ufficio Stampa – Agosto 2008
logica distribuita. Nel nostro caso abbiamo due linee parallele, quindi il fuori servizio di un modulo non
preclude il funzionamento dell’altra metà dell’impianto. Negli altri impianti acque, al contrario, non esiste
questa possibilità di poter giostrare fra linee parallele. Si andrà quindi certamente verso un’integrazione delle
varie apparecchiature attraverso sistemi di comunicazione evoluti, ma la filosofia sarà di altro tipo”.
Schneider Electric è lo specialista globale nella gestione dell’energia.
Offre soluzioni integrate per rendere l’energia più sicura e affidabile, più efficiente e redditizia nei settori energia e infrastrutture,
industria, data center, edifici e residenziale. Con un fatturato 2007 di 17,3 miliardi di euro opera con oltre 120.000 dipendenti in 102
paesi. E’ presente in Italia con più di 2.500 dipendenti, 5 poli industriali, un centro logistico integrato a supporto di una organizzazione
commerciale capillare.
Make the most of your energy
www.schneider-electric.it
Per maggiori informazioni:
Ufficio Stampa - Schneider Electric S.p.A.
Stezzano (Bg) tel.: +39 0354153118 fax: +39 0354152221
@mail: [email protected]
4/4