ACQ-0004 · Acquedotti · Livello Intermedio

Come attribuire le domande idriche ai nodi della rete

Metodi per distribuire nello spazio consumi domestici, utenze speciali e perdite mantenendo coerenza con il bilancio idrico e con la topologia del modello.

Ultimo aggiornamento: 2026-09-06

In sintesi

Attribuire correttamente le domande ai nodi significa trasformare un volume complessivo o un archivio di utenze in prelievi coerenti con la rete realmente alimentante. La distribuzione spaziale condiziona portate nelle condotte, pressioni, direzione dei flussi e individuazione dei tratti critici, anche quando la domanda totale rimane invariata.

Il metodo preferibile utilizza contatori e utenze georeferenziate. Quando i dati non sono disponibili, si possono adottare popolazione, edifici, destinazioni d'uso, aree di influenza o lunghezze di rete servita. In ogni caso devono essere trattati separatamente grandi utenti, profili temporali e perdite e deve essere verificata la conservazione dei volumi per distretto e categoria.

La vicinanza geometrica non dimostra che un'utenza sia alimentata da un nodo. Verificare condotta di servizio, valvole, distretti, barriere e connettività della rete.

Conservare componenti e profili separati almeno per residenziale, grandi utenti e perdite. La somma deve essere verificabile per nodo, categoria, distretto e intero ciclo temporale.

Introduzione

Una portata totale corretta non garantisce un modello corretto. Se la domanda viene collocata sui nodi sbagliati, il calcolo può sovraccaricare alcune condotte, scaricarne altre e produrre pressioni poco rappresentative.

L'attribuzione nodale deve descrivere dove l'acqua viene effettivamente prelevata e attraverso quali rami viene alimentata. La precisione necessaria dipende dallo scopo: uno studio preliminare può usare criteri areali, mentre la verifica di una rete esistente dovrebbe utilizzare utenze, contatori e distretti reali.

Il procedimento deve essere ripetibile. Per ogni nodo devono essere riconoscibili origine del dato, categoria d'uso, domanda di base, profilo temporale e scenario al quale il valore appartiene.

Prima definire il perimetro del bilancio

Prima della distribuzione spaziale occorre definire il perimetro idraulico e temporale dei dati. Il volume da attribuire deve riferirsi alla stessa zona servita rappresentata nel modello e allo stesso periodo.

Devono essere identificati ingressi, uscite verso altre zone, serbatoi, interconnessioni, utenze interne e componenti non misurate. Nei distretti esistenti il totale può essere ricavato dalle portate in ingresso corrette per variazioni di volume nei serbatoi e trasferimenti.

Se l'archivio delle utenze comprende civici alimentati da un'altra zona o esclude grandi consumatori, il bilancio non può chiudersi. La verifica del perimetro precede quindi qualsiasi algoritmo di assegnazione.

Quali componenti attribuire ai nodi

La domanda complessiva può comprendere componenti con natura e andamento differenti:

• consumi domestici;

• attività commerciali e direzionali;

• industrie e utenze produttive;

• scuole, ospedali e servizi pubblici;

• turismo, irrigazione e usi stagionali;

• usi autorizzati non misurati;

• perdite reali;

• prelievi eccezionali o antincendio.

Le componenti principali dovrebbero rimanere separate fino al calcolo, perché possono avere posizione, profilo temporale e scenario diversi. Sommarle subito in un solo valore impedisce controlli e aggiornamenti selettivi.

Il metodo preferibile — contatori e utenze georeferenziate

Quando sono disponibili coordinate e volumi dei contatori, ogni utenza può essere associata al nodo che la alimenta. Il volume del periodo viene trasformato in domanda media e collegato al profilo della relativa categoria.

L'associazione non deve basarsi soltanto sulla distanza geometrica. Devono essere considerati lato della strada, condotta di allaccio, barriere, valvole chiuse, limiti di distretto e direzione plausibile del servizio.

I contatori condominiali o aggregati devono essere trattati senza duplicare le singole unità. Utenze dismesse, letture stimate e consumi anomali devono essere identificati prima dell'importazione.

La procedura migliore conserva il codice dell'utenza e la relazione utenza–nodo, così gli aggiornamenti dei consumi possono essere ripetuti senza rifare manualmente l'intera attribuzione.

Attribuzione mediante edifici e popolazione

In assenza di contatori georeferenziati, la domanda domestica può essere distribuita usando popolazione residente, numero di abitanti per edificio, unità immobiliari occupate o volumetria residenziale.

A ogni edificio viene assegnato un peso e il peso viene trasferito al nodo servente. La domanda nodale è proporzionale alla somma dei pesi associati, mantenendo invariato il totale del settore.

Le unità immobiliari non equivalgono sempre a utenze attive. Seconde case, alloggi vuoti, pendolarismo e presenze turistiche richiedono coefficienti o scenari specifici.

La popolazione censuaria deve essere ricondotta all'anno di progetto e alla reale delimitazione del distretto, evitando di distribuire uniformemente dati riferiti a zone statistiche troppo estese.

Attribuzione mediante aree di influenza

Se i dati puntuali non sono disponibili, il territorio può essere suddiviso in aree di influenza dei nodi. A ciascuna area viene assegnata una domanda in funzione di superficie, popolazione, edifici o destinazione d'uso.

I poligoni puramente geometrici, come quelli costruiti in base alla vicinanza, devono essere corretti per strade, dislivelli, barriere, limiti di pressione e configurazione reale delle condotte.

Un nodo posto vicino a un'area non è necessariamente quello che la alimenta. La rete e le connessioni di servizio prevalgono sulla prossimità planimetrica.

Il metodo areale è trasparente e ripetibile, ma la sua accuratezza dipende dalla qualità della zonizzazione e dei pesi utilizzati.

Attribuzione mediante lunghezza di condotta servente

Nei modelli preliminari la domanda distribuita lungo una strada può essere stimata in proporzione alla lunghezza delle condotte che servono fronti edificati omogenei.

La domanda di un tratto può essere ripartita tra i nodi estremi, spesso in parti uguali, oppure secondo la posizione delle utenze lungo il tratto. Questo metodo non è adatto ai tronchi di solo trasporto, alle aree con densità molto variabile o ai rami con grandi utenti concentrati.

La lunghezza idraulica non deve essere confusa con la lunghezza effettivamente servente. Attraversamenti, adduttrici, condotte duplicate e tratti privi di allacci devono avere peso nullo o specificamente definito.

Domanda distribuita lungo una condotta e domanda nodale

Il modello idraulico concentra normalmente i prelievi nei nodi, mentre nella realtà molte utenze sono distribuite lungo le condotte.

Per un tratto con domanda uniforme, attribuire metà del prelievo a ciascun estremo conserva il volume e fornisce una rappresentazione semplice. Nei tratti lunghi o con domanda non uniforme può essere necessario inserire nodi intermedi o usare pesi differenti.

La concentrazione della domanda modifica l'andamento della portata lungo la condotta e quindi le perdite di carico. L'approssimazione deve essere compatibile con il livello di dettaglio e verificata nei rami critici.

Grandi utenti e utenze speciali

Ospedali, industrie, centri commerciali, alberghi, scuole, impianti sportivi e grandi complessi devono essere modellati come prelievi puntuali quando incidono significativamente sul bilancio o sulle condizioni locali.

Per ogni grande utente occorre definire nodo alimentante, volume medio, massimo prelievo, orari, stagionalità ed eventuale accumulo interno. Se l'utenza dispone di più allacci, la ripartizione deve riflettere il funzionamento reale.

Distribuire un grande consumo tra tutti i nodi del distretto riduce artificialmente le portate nei rami che lo alimentano e può nascondere insufficienze di pressione.

Le utenze speciali devono poter essere attivate o modificate separatamente negli scenari.

Profili temporali per categoria

La domanda di base e il profilo temporale sono due informazioni distinte. Il valore di base rappresenta una portata di riferimento; il profilo moltiplica quel valore nel tempo.

Utenze domestiche, commercio, industria, turismo, irrigazione e servizi pubblici non dovrebbero condividere automaticamente lo stesso profilo. Diversi andamenti riducono o aumentano la contemporaneità e modificano la posizione dei punti critici.

La media pesata dei moltiplicatori sul ciclo deve essere coerente con la definizione della domanda di base. In caso contrario, il volume simulato non coincide con quello previsto dal bilancio.

Come rappresentare le perdite

Le perdite non dovrebbero essere confuse con i consumi autorizzati. Possono essere attribuite come domanda di fondo ai nodi o come emissioni dipendenti dalla pressione.

Una distribuzione preliminare può utilizzare lunghezza, numero di giunti, materiale, età, storico rotture o area del distretto. La semplice proporzione alla domanda degli utenti presuppone che le perdite si concentrino dove si consuma di più, ipotesi spesso non giustificata.

La rappresentazione dipendente dalla pressione è più coerente con il fenomeno fisico, ma richiede coefficienti e calibrazione. Le perdite concentrate note devono essere modellate separatamente quando influenzano le condizioni analizzate.

In ogni caso la somma delle componenti di perdita deve rispettare il bilancio idrico dello scenario.

Reti scheletrizzate e nodi eliminati

Nella scheletrizzazione alcuni tubi e nodi secondari vengono rimossi per semplificare il modello. Le domande associate non devono andare perdute: devono essere trasferite ai nodi mantenuti secondo la reale alimentazione.

Il trasferimento al nodo geometricamente più vicino può attraversare valvole, confini di distretto o barriere idrauliche. È preferibile seguire la connettività della rete e aggregare lungo il percorso di alimentazione.

Dopo ogni semplificazione devono essere confrontati domanda totale, domanda per zona, portate principali e pressioni nei punti di controllo rispetto al modello di partenza.

Nodi terminali e rami periferici

Nei rami terminali la domanda attribuita al nodo finale determina la portata nell'intero tratto. Dimenticare le utenze terminali può far apparire il ramo privo di flusso; concentrare troppa domanda all'estremità può sovrastimare perdite di carico e velocità.

Se le utenze sono distribuite lungo il ramo, la ripartizione deve rappresentarne la posizione oppure il ramo deve essere suddiviso. La scelta è particolarmente importante nei tratti lunghi e di piccolo diametro.

Anche i nodi con domanda nulla sono legittimi quando rappresentano incroci, cambi geometrici o organi, ma devono essere distinti dai nodi ai quali la domanda è stata omessa per errore.

Domande ai nodi di serbatoio, vasca e sorgente

Serbatoi, vasche e sorgenti rappresentano normalmente condizioni di alimentazione o accumulo, non utenze ordinarie. Attribuire loro consumi senza una motivazione fisica può alterare il bilancio e rendere difficile interpretare le portate.

Prelievi reali presso impianti, lavaggi, usi di servizio o trasferimenti verso reti non modellate devono essere rappresentati esplicitamente e documentati.

Nei modelli con serbatoi a livello variabile, la differenza tra afflussi, deflussi e variazione di volume deve essere coerente con la somma delle domande durante la simulazione.

Demand driven e pressure driven

Nell'analisi demand driven il modello eroga la domanda assegnata anche quando la pressione calcolata è insufficiente. Nelle condizioni ordinarie questa impostazione rende immediata l'individuazione dei deficit, ma negli scenari estremi può produrre portate non realistiche.

Nell'analisi pressure driven la domanda effettivamente erogata dipende dalla pressione disponibile. La domanda nodale assegnata rimane il valore richiesto, mentre il risultato può indicare una fornitura parziale.

Una corretta attribuzione spaziale è necessaria in entrambi i casi. Il metodo pressure driven non compensa utenze collocate sui nodi sbagliati o volumi non bilanciati.

Controlli automatici indispensabili

Prima del calcolo devono essere eseguiti almeno i seguenti controlli:

• somma delle domande uguale al totale previsto;

• confronto dei totali per distretto e categoria;

• assenza di utenze duplicate o non assegnate;

• grandi utenti associati ai nodi corretti;

• nessuna domanda trasferita oltre valvole chiuse o confini idraulici;

• profili temporali presenti e coerenti;

• unità di misura uniformi;

• nodi con domanda nulla verificati;

• volume simulato sul ciclo coerente con il bilancio.

Le differenze devono essere segnalate con valori assoluti e percentuali, non soltanto con un messaggio generico.

Esempio applicativo

Si consideri un distretto con domanda media totale di 24 litri al secondo, composta da 18 litri al secondo residenziali, 3 commerciali, 1,5 attribuiti a una scuola e 1,5 di perdite stimate.

La componente residenziale viene distribuita tra quattro zone con pesi 40%, 30%, 20% e 10%, ottenendo rispettivamente 7,2, 5,4, 3,6 e 1,8 litri al secondo.

La domanda commerciale viene assegnata ai nodi prossimi alle attività in base ai volumi censiti. La scuola è attribuita come utenza puntuale al nodo del suo allaccio e utilizza un profilo specifico. Le perdite vengono ripartite inizialmente in funzione della lunghezza e dell'età delle condotte e successivamente calibrate.

Il controllo conclusivo restituisce 18 + 3 + 1,5 + 1,5 = 24 litri al secondo. Se la scuola fosse ripartita uniformemente, la domanda totale resterebbe corretta ma diminuirebbe artificialmente la portata nel ramo che la alimenta.

Calibrazione dell'attribuzione

La distribuzione delle domande può essere verificata confrontando portate in ingresso e interne al distretto, pressioni, livelli dei serbatoi e consumi misurati.

Una discrepanza di pressione non deve essere corretta spostando domande senza evidenza. Diametri, quote, scabrezze, valvole e connettività possono produrre effetti simili.

I dati di più fasce orarie aiutano a distinguere errori topologici da errori nella domanda. Se il modello funziona nella media ma non riproduce i picchi locali, devono essere controllati profili e posizione delle utenze principali.

Ogni modifica di calibrazione deve mantenere il bilancio globale e rimanere tecnicamente spiegabile.

Aggiornamento e scenari futuri

Un archivio nodale non dovrebbe essere statico. Nuovi edifici, variazioni d'uso, utenze dismesse, distrettualizzazione e riduzione delle perdite modificano la distribuzione nel tempo.

Conviene separare dati di origine, regole di attribuzione e valori risultanti. In questo modo una nuova anagrafica o un nuovo scenario può rigenerare le domande senza modifiche manuali non tracciate.

Per le espansioni urbanistiche la domanda deve essere assegnata ai futuri punti di connessione e non distribuita sull'intera rete esistente. Gli scenari devono indicare anno, popolazione, stato delle opere e ipotesi sulle perdite.

Errori frequenti

Tra gli errori più comuni rientrano:

• distribuire uniformemente la domanda su tutti i nodi;

• scegliere il nodo soltanto in base alla distanza geometrica;

• perdere domande durante la scheletrizzazione;

• non distinguere grandi utenti e consumi ordinari;

• usare lo stesso profilo per tutte le categorie;

• attribuire le perdite in proporzione ai consumi senza motivazione;

• duplicare contatori condominiali e singole unità;

• includere utenze esterne al perimetro del modello;

• assegnare domanda a condotte di solo trasporto;

• non controllare nodi con domanda nulla;

• calibrare spostando consumi senza conservare i totali;

• confondere domanda richiesta e domanda effettivamente erogata.

Una procedura pratica di attribuzione

Una procedura operativa può essere articolata nei seguenti passaggi:

1. definire perimetro, periodo e scenario del bilancio;

2. separare le componenti di domanda per categoria;

3. pulire e georeferenziare utenze, contatori ed edifici;

4. identificare nodi e condotte realmente serventi;

5. assegnare puntualmente grandi utenti e usi speciali;

6. distribuire la domanda diffusa con il miglior dato disponibile;

7. attribuire separatamente le perdite;

8. associare i profili temporali alle categorie;

9. controllare utenze escluse, duplicate e nodi anomali;

10. verificare i totali per nodo, zona, categoria e ciclo;

11. calibrare con misure di portata, pressione e livello;

12. conservare regole, fonti e data dell'elaborazione.

Riferimenti tecnici e limiti di applicazione

EPANET 2.2 rappresenta i prelievi mediante domande di base associate ai nodi e profili temporali. Il programma consente inoltre di distinguere categorie di domanda e di eseguire analisi demand driven o pressure driven.

La UNI EN 805:2025 fornisce il quadro generale per progettazione, costruzione, collaudo e gestione dei sistemi di approvvigionamento idrico all'esterno degli edifici. L'attribuzione deve rispettare anche dati, regolamenti e criteri del gestore.

La Direttiva (UE) 2020/2184 richiede attenzione alle perdite e ai rischi del sistema di approvvigionamento. La loro rappresentazione nel modello deve essere distinta dai consumi autorizzati e coerente con il bilancio idrico.

Nessun metodo geometrico sostituisce la conoscenza degli allacci e della topologia reale. Il livello di approssimazione deve essere dichiarato e rapportato allo scopo dello studio.

Conclusioni

La qualità dell'attribuzione nodale dipende prima dalla coerenza del bilancio e poi dalla precisione geometrica. Ogni volume deve appartenere al perimetro corretto, a una categoria e a uno scenario riconoscibili.

Utenze e contatori georeferenziati costituiscono la base migliore. Popolazione, edifici, aree di influenza e lunghezze serventi sono alternative utilizzabili, purché le ipotesi siano trasparenti e i grandi utenti siano trattati separatamente.

Il controllo decisivo è la conservazione: la somma delle domande nodali e il volume simulato devono coincidere con i totali previsti. Tuttavia la sola chiusura del bilancio non basta; deve risultare plausibile anche il percorso idraulico che alimenta ciascun prelievo.

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Domande frequenti

Utilizzare contatori e utenze georeferenziate, associandoli alla condotta e al nodo realmente serventi. In assenza di questi dati si possono usare edifici, popolazione, aree di influenza o lunghezze serventi.

No. La vicinanza deve essere verificata rispetto ad allacci, lato della strada, valvole, limiti di distretto e connettività idraulica.

In prima approssimazione può essere divisa tra i nodi estremi. Per tratti lunghi o distribuzioni non uniformi conviene usare pesi differenti o introdurre nodi intermedi.

Come prelievi puntuali associati agli allacci reali, con volume e profilo temporale propri. Non devono essere diluiti uniformemente nel distretto.

Solo come ipotesi semplificata e motivata. È preferibile usare informazioni su lunghezza, materiale, età, rotture e pressione oppure una rappresentazione dipendente dalla pressione.

La somma deve coincidere con il bilancio per zona e categoria; vanno inoltre verificati utenze non assegnate o duplicate, grandi utenti, profili e plausibilità dei percorsi di alimentazione.

Devono essere trasferite ai nodi mantenuti seguendo la connettività reale e conservando i totali. Non devono essere eliminate insieme ai nodi secondari.

Sì, se rappresenta un incrocio, un cambio geometrico o un organo senza prelievi. Deve però essere verificato che il valore nullo non dipenda da un'omissione.