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Ricerca e Sviluppo

Nel primo semestre del 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. Particolare risalto è stato dato alla ricerca applicata sui sistemi di produzione di energia da fonti rinnovabili mediante la realizzazione di Hlab, il laboratorio per l'energia del Gruppo Hera.

I principali progetti di ricerca in corso sono:

 
  • Laboratorio per l'Energia

    Si tratta di un centro sperimentale per la ricerca applicata su tecnologie di produzione ed utilizzazione di energia da fonti rinnovabili e alternative, la cui realizzazione è stata avviata nel 2011 a Forlì. In questo primo semestre è stata realizzata una buona parte delle principali opere edili.
    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, in modo da valutare meglio e in maniera comparata soluzioni di mercato e soluzioni state of the art. 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 ed una "filiera" dedicata alla produzione, stoccaggio ed utilizzo dell'idrogeno. La conclusione dei lavori è prevista per la primavera del 2013. La gestione delle attività sperimentali sarà svolta in collaborazione con l'Università di Bologna.

     
  • Progetto Contaminanti Emergenti

    Con il termine "Contaminanti Emergenti" si indicano diverse sostanze biologicamente attive di origine antropica che possono essere presenti nelle acque destinate al consumo umano e nelle acque reflue. La presenza di queste sostanze nelle acque è considerata un problema ambientale di rilievo con potenziali effetti negativi sulla salute umana. Nel 2012 sono proseguite le attività di studio e ricerca avviate sin dal 2007 con la collaborazione di importanti istituti di ricerca (fra i quali l'Istituto Superiore di Sanità e l'Istituto Mario Negri).
    Nel 2011 è stata siglata una collaborazione con il Politecnico di Milano finalizzata a valutare le migliori tecnologie di trattamento nei processi di potabilizzazione. Nell'ambito di tale collaborazione, nel primo semestre 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. Nel 2007 è stato allestito un sito di prova e sono stati effettuati test in diverse condizioni ambientali. I primi risultati sperimentali sono stati estremamente interessanti. Nel 2008 sono state affinate le tecniche di indagine mediante la realizzazione di un dispositivo per le acquisizioni automatiche in campo, lo sviluppo di uno strumento di analisi statistica e la progettazione di un dispositivo per la simulazione di perdite idriche. Il dispositivo è stato realizzato nel 2009 e installato presso utenze reali insieme alla strumentazione di acquisizione realizzata l'anno precedente. La notevole mole di dati ha permesso una migliore caratterizzazione del fenomeno fisico rispetto al passato. Nel 2010 è stato progettato e realizzato un dispositivo che permette di effettuare agevolmente l'acquisizioni dei dati in diversi allacci e in diverse condizioni di esercizio. Nel 2011 sono state effettuate acquisizioni su diversi territori che hanno permesso di affinare ulteriormente l'algoritmo di analisi dei segnali.

    La sperimentazione è proseguita nei primi mesi del 2012 con la realizzazione di un dispositivo dotato di sensore ad idrofono le cui prestazioni saranno confrontate con quelle del sensore già testato (accelerometro).
    Parallelamente è stata avviata un'attività sperimentale per la realizzazione di un'infrastruttura permanente di rilevazione perdite su una rete cittadina che si basa su idrofoni applicati agli idranti.

     
  • 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 2010 sono state avviate le prime attività relative alla caratterizzazione degli scarti agro-zootecnici e acquisite diverse matrici di scarto, idonee al processo di bio-conversione a idrogeno e alla co-digestione anaerobica dell'effluente della fermentazione a idrogeno. Nel 2011 sono state avviate le attività relative alla produzione d'idrogeno e metano per via biologica.
    Nella prima metà del 2012, sono state avviate le valutazioni dell'utilizzabilità dell'idrogeno prodotto in celle combustibili PEM tradizionali.

     
  • 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. Nel 2011 è stata avviata le seconda fase del progetto, il cui obiettivo, in un triennio, è lo sviluppo di un sistema prototipale. Nei primi mesi del 2012 sono state individuate le logiche e le politiche di controllo da implementare nel sistema.

     
  • Modellazione degli impianti del Ciclo Idrico

    Il progetto, svolto in collaborazione con ENEA, 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. Nel 2009 sono state effettuate le attività preliminari per lo sviluppo del modello del sito campione e la selezione del software di calcolo fra quelli disponibili sul mercato. Nel corso del 2010, al termine delle attività di valutazione, sono state acquisite le licenze software. Il 2011 ha visto l'avvio delle attività di modellazione all'interno del Gruppo, tuttora in fase sperimentale a tutto il primo semestre 2012.

     
  • 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.

    Per quanto attiene IPT/PAT, 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 diversa cabina di riduzione 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 LyondellBasell, 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 che costituisce l'attività 2012.
    I risultati della ricerca effettuata sono stati presentati al WaterLossEurope 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.).

     
  • Studio su misuratori d'acqua e tecnologie "antigelo"

    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. Tali rotture generano disagi all'utenza, difficoltà operative per il gestore, aggravio dei costi operativi e aumento delle perdite idriche.
    Nel primo semestre sono state effettuate prove sperimentali su un innovativo dispositivo meccanico antigelo e ulteriori prove su altri lotti di contatori, ancora in corso.
    Lo studio, che si concluderà entro l'anno, ha comunque già consentito di individuare una tipologia di contatori normalmente disponibile sul mercato che risulta meno vulnerabile al ghiaccio rispetto a quella di utilizzo standard.