VALUTAZIONE DEL POTENZIALE ENERGETICO DELLE ACQUE REFLUE URBANE CON RIFERIMENTO A DUE CASI DI STUDIO IN MADRID. ANALISI DELLE TECNOLOGIE COSTRUTTIVE DELLE CONDOTTE FOGNARIE.

The purpose of the research project RESIDAQUA, born in Madrid, is to develop an innovative system for the exploitation of the energy contained in waste water, adaptable to different scenarios. The work thesis operates in the early stages of the research, with the aim of finding the variables to be incorporated in the design of these systems. The analysis of the construction technologies of the sewer system, aims to identify the parameters, whose variation affects the average calculated radiant temperature in the sewer pipe, used for the model validation. In the early stages, the study involved physical and material properties. After that, ventilation inside the sewer pipe was evaluated, with the purpose of defining the effects of storm drains on the radiant temperature in the sewer pipe. The urban scenarios identified were two and concern two sewer pipe ducts located respectively in Calle Paseo de la Habana and Calle de Ponzano in Madrid, Spain. Inside these pipelines, the flow and the air and water temperature sensors were installed. On the basis of the monitored data, useful for validation purposes, the modelling of the two sewer pipelines was carried out by using the software Designbuilder. The sewer pipes were modeled as underground thermal zones, setting the appropriate boundary conditions, such as ground and urban conditions. After the modelling, which has allowed to obtain the surface temperature of the sewer pipe base, the estimation of the waste water temperature have been made, through a method based on weighting coefficients, taking into account several physical phenomena.

L’obiettivo del progetto di ricerca RESIDAQUA, nato a Madrid, è quello di sviluppare un nuovo sistema per lo sfruttamento dell’energia contenuta nelle acque reflue, adattabile a diversi scenari. Il lavoro di tesi si colloca nelle prime fasi della ricerca, al fine di individuare le variabili da incorporare nella progettazione di tali sistemi. L’analisi delle tecnologie costruttive del sistema fognario, ha lo scopo di individuare i parametri, la cui variazione influenza la temperatura media radiante calcolata e oggetto di validazione finale. Nelle prime fasi l’indagine coinvolgerà le caratteristiche fisiche e materiche, mentre successivamente si valuterà la ventilazione all’interno della condotta, con lo scopo di definire l’incidenza delle caditoie nel modello. Gli scenari urbani, individuati ai fini della modellazione, sono stati due e interessano due tronchi di condotta fognaria ubicati rispettivamente in Calle Paseo de la Habana e Calle de Ponzano in Madrid, Spagna. All’interno di queste condotte è stata prevista l’installazione dei sensori di portata e temperatura dell’acqua e dell’aria. Sulla base dei dati derivanti dal sistema di monitoraggio, utili ai fini della validazione, è stata effettuata la modellazione dei due tronchi di condotta, attraverso il software di modellazione energetica DesignBuilder, trattando quindi le condotte fognarie come zone termiche, completamente interrate e definendo le opportune condizioni al contorno, ovvero terreno e condizioni urbane. Alla modellazione, che ha consentito di ottenere la temperatura superficiale della base della condotta, segue la stima della temperatura delle acque reflue, attraverso un metodo basato su dei coefficienti di ponderazione che tengono conto dei fenomeni fisici d’influenza. Dopo il confronto tra i risultati ottenuti e quelli del sistema di monitoraggio, si è stimata in uno dei due scenari oggetto di studio le portate delle acque di scarico.