Sistemi di distribuzione con rotture delle condotte e richiesta della portata aleatorie: una tecnica di valutazione dell’affidabilità

L’individuazione della capacità di soddisfare la richiesta di portata nodale nelle diverse condizioni in cui un sistema di distribuzione acquedottistico può venirsi a trovare è oggetto delle tecniche di valutazione dell’affidabilità. Numerosi sono i parametri di incerta determinazione che intervengono in tale valutazione, dalla geometria dello stesso sistema alla eventualità del fuori servizio di alcuni elementi (condotte, valvole, pompe, ecc.), come pure le incertezze relative alla corretta definizione spazio – temporale della richiesta e la scabrezza delle tubazioni. In genere non risulta agevole tenere in conto tutte le diverse cause d’incertezza in modo efficiente, ma, in relazione al particolare problema che si deve trattare – progettazione, gestione o manutenzione del sistema – vengono analizzati solo alcuni degli aspetti che contribuiscono all’affidabilità, assumendo come deterministiche l’una o l’altra quantità sulla base di ipotesi che, seppur ragionevoli, risultano sempre in qualche misura limitative. Per cercare di ovviare a tale problema è descritta nel seguito una tecnica di valutazione dell’affidabilità di un sistema acquedottistico capace di tener contemporaneamente conto della fallanza meccanica delle componenti, dell’aleatorietà spazio – temporale della domanda e della distribuzione incerta della scabrezza delle condotte. Tale risultato è ottenuto accoppiando ad una tecnica numerica di simulazione completa una soluzione in forma chiusa, limitata al primo ordine nei termini fluttuanti e analizzando con la prima gli stati caratterizzati dal guasto delle componenti, e con la seconda la variabilità spaziale della domanda e l’incertezza sui valori di scabrezza delle condotte. Un esempio è stato sviluppato nel caso, ben noto in letteratura, della rete sintetica di Anytown. I risultati ottenuti mettono in luce come tenere in debito conto l’incertezza della domanda spaziale e dei parametri di scabrezza possa modificare sostanzialmente le stime di affidabilità basate sulla sola probabilità di fallanza meccanica delle componenti del sistema.