Dipartimento di Ingegneria e architettura Gestione e protezione delle risorse territoriali e ambientali Gestione delle risorse idriche in ambito urbano – Urban water management ICAR-02 (9 CFU) – (Gestione e protezione delle risorse territoriali e ambientali) Didattica erogata 2024-2025 – II anno – LM23 – Gestione delle Infrastrutture Civili – Civil Infrastructures Management

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Insegnamento Gestione delle risorse idriche in ambito urbano
CFU 9
Settore Scientifico Disciplinare CEAR-01/B
Nr. ore di aula 46
Nr. ore di studio autonomo 153
Nr. ore di laboratorio 26
Mutuazione NESSUNA
Annualità II anno
Periodo di svolgimento II semestre
Docente Ruolo SSD docente
Gabriele Freni PO ICAR/02
* PO (professore ordinario), PA (professore associato), RTD (ricercatore a tempo determinato), RU (Ricercatore a tempo indeterminato), DC (Docente a contratto).
Propedeuticità Nessuna
Prerequisiti Per il proficuo studio della materia, è opportuno che lo studente abbia maturato conoscenze e competenze pratiche di base relative all’idraulica delle condotte in pressione e a pelo libero e le basi sul funzionamento delle reti acquedottistiche e fognarie
Sede delle lezioni Dipartimento di Ingegneria ed Architettura
Orario delle lezioni

Gli orari di lezione saranno pubblicati sulla pagina web del corso di laurea almeno due mesi prima dell’inizio delle lezioni nella sezione “Calendario lezioni”

Le date di esami saranno pubblicati sulla pagina web del corso di laurea almeno due mesi prima dell’inizio della sessione d’esami nella sezione “Esami”

Obiettivi formativi

L’insegnamento ha l’obiettivo di formare gli studenti nel campo della gestione e manutenzione delle infrastrutture idrauliche urbane. L’insegnamento ha una forte connotazione tecnica con la possibilità, per gli studenti, di sviluppare esercitazioni semi-reali avanzate nel campo della manutenzione dei sistemi idrici e fognari e della loro gestione operativa.

Contenuti del Programma
N. Argomento tipologia Durata
1 Il programma e l’organizzazione del corso. Le modalità di esame e gli obiettivi formativi Frontale 2h
2 Richiami sugli acquedotti urbani, sulle reti di distribuzione e sul loro funzionamento. Frontale 4h
3 Il bilancio idrico di una rete e le perdite idriche. Modelli di perdite e tecniche per la ricerca e la mitigazione Frontale 4h
4 I modelli numerici per l’analisi avanzata dei sistemi idrici. Demand driven e pressure driven models. I modelli di qualità delle acque Frontale 4h
5 Le District Metered Areas ed il controllo delle pressioni. Dimensionamento dei distretti Laboratorio 4h
6 L’invecchiamento delle reti e i modelli di manutenzione predittiva. L’analisi dei dati e l’intelligenza artificiale Frontale 4h
7 L’ispezione e la riabilitazione delle reti idriche Frontale 4h
8 La progettazione di un piano di monitoraggio e di riabilitazione delle reti Laboratorio 4h
9 Costruzione dei rapporti basati su RQTI, il ruolo di ARERA e l’incentivazione del servizio idrico Laboratorio 6h
10 Gestione dell’energia nei sistemi acquedottistici e la produzione idroelettrica Frontale 4h
11 La qualità delle acque nelle reti di distribuzione Frontale 4h
12 Le perdite idriche apparenti ed i piani di sostituzione dei contatori idrici Frontale 4h
13 I piani di sicurezza delle reti di distribuzione idrica Laboratorio 4h
14 Richiami di idrologia urbana, cambiamento climatico ed idraulica delle reti fognarie Frontale 4h
15 Il sovraccarico dei collettori fognari unitari e gli allagamenti urbani Frontale 2h
16 La RQTI e gli obiettivi di qualità nel comparto fognario e depurativo. Il funzionamento degli scolmatori di piena Frontale 2h
17 I modelli di drenaggio urbano per l’analisi dei sistemi unitari e separati Laboratorio 4h
18 L’ispezione e la riabilitazione dei sistemi fognari Frontale 2h
19 Progettazione delle tecniche distribuite per il controllo dei deflussi superficiali in ambiente urbano Frontale 2h
20 Progettazione di un piano di gestione dei deflussi in ambito urbano. L’invarianza idrologica ed idraulica Laboratorio 4h

 

Attività esercitative / Lavoro di gruppo:

L’insegnamento prevede lo svolgimento di una esercitazione pratica di dimensionamento o di verifica per ciascuno dei laboratori previsti nel corso. Le esercitazioni devono essere svolte singolarmente e prevendono la proposizione di temi progettuali già individuati in cui gli studenti svilupperanno analisi avanzate relative alla gestione. I temi saranno semi-reali nel senso che si baseranno sulla struttura urbanistica e dimensionale di centri abitati reali in cui i sistemi acquedottistici e fognari sono già stati tracciati. Specifiche modalità di ricevimento e di supporto a distanza sono previste per gli studenti non frequentanti o lavoratori. Essendo distribuite durante l’insegnamento, a valle della discussione teorica dei metodi progettuali e delle scelte tecniche ingegneristiche, le esercitazioni guidano l’allievo nell’elaborazione della parte tecnica idraulica della gestione di un sistema acquedottistico e di un sistema fognario.

Risultati di apprendimento (descrittori di Dublino)

Alla fine dell’insegnamento, gli studenti dovranno aver conseguito le seguenti abilità, conoscenze e competenze:

Conoscenza e capacità di comprensione: L’insegnamento intende fornire conoscenze per la comprensione, valutazione e gestione dei sistemi idraulici in ambiente urbano e per la loro gestione operativa e manutenzione. Essendo posto a conclusione del percorso di laurea magistrale, l’insegnamento intende completare il percorso conoscitivo degli studenti analizzando sistemi idrici complessi e rispecchiando le nuove esigenze di monitoraggio e gestione dei sistemi esistenti. Essendo indirizzato ad Allievi Ingegneri del corso di laurea magistrale in Ingegneria Civile e per l’Ambiente ed il Territorio, l’insegnamento tratterà le problematiche connesse con la qualità del servizio idrico integrato e della qualità delle acque.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate: Fornire le conoscenze tecnico-pratiche relative alla gestione e manutenzione delle infrastrutture idrauliche in ambiente urbano (acquedotti e fognature). L’insegnamento fornisce elementi avanzati per effettuare la programmazione degli interventi di gestione e manutenzione e per l’ispezione di tali opere ed identificare le principali scelte tecniche in merito al mantenimento dell’efficienza ed efficacia del servizio idrico.

Autonomia di giudizio: L’attività tecnico pratica dell’insegnamento pone gli studenti di fronte alle scelte tipiche della gestione dei servizi e delle infrastrutture. Gli studenti dovranno formarsi alla determinazione delle scelte pianificatorie in campo idraulico urbano, valutare le alternative tecniche ed assumere su se stessi la responsabilità delle scelte tecniche.

Abilità comunicative: Le esercitazioni progettuali andranno discusse in aula durante le esercitazioni ed i ricevimenti e la giustificazione delle scelte tecnico-progettuali sarà oggetto dell’esame. Per questa ragione, gli studenti dovranno essere capaci di esporre e difendere le proprie scelte progettuali

Capacità di apprendere: L’insegnamento prevede che gli studenti, pur avendo alcuni testi principali da cui poter attingere per lo studio, debbano raccogliere informazioni e conoscenze da una molteplicità di fonti che, lezione per lezione, saranno indicate al fine di comporre la propria formazione. Questo aspetto è particolarmente importante nella logica dell’evoluzione della disciplina che richiederà ai futuri ingegneri magistrali una continua formazione e specializzazione.

Testi per lo studio della disciplina

Le lezioni frontali seguono abbastanza fedelmente la struttura dei seguenti testi che possono essere utilizzati dagli studenti come riferimento per gli argomenti inerenti gli acquedotti e le reti di drenaggio urbano:

  • V. Milano: “Acquedotti – guida alla progettazione “, ed. Hoepli, Milano, 2012.
  • L. Da Deppo, C. Datei: “Fognature”, ed. Progetto Libreria, Padova, 2020.

Alla fine di ogni lezione, gli studenti saranno indirizzati alle parti dei testi a cui riferirsi per lo studio della materia.

I testi sono disponibili presso la Biblioteca d’Ateneo per la consultazione o per il prestito.

I seguenti testi sono invece consigliati come fonti facoltative di approfondimento su aspetti tecnologici o su approcci internazionali alla progettazione che saranno indicati alla fine di ogni lezione:

  • G. Becciu, A. Paoletti: “Fondamenti di costruzioni idrauliche”, ed. UTET, 2010.
  • D. Butler, J. Davis: “Urban Drainage”. Ed. Spon Text, 2010
  • L. Mays “Stormwater Collection Systems Design Handbook”. Ed. McGraw – Hill, 2001
  • L. Mays “Water Distribution System Handbook”. Ed. McGraw – Hill, 1999
Metodi e strumenti per la didattica

L’insegnamento sarà erogato attraverso lezioni frontali e laboratori progettuali che attraverso l’utilizzo di casi di studio reali condurrà gli studenti attraverso le fasi di pianificazione e progettazione degli interventi di manutenzione e gestione delle infrastrutture studiate.

Gli studenti, sulla base delle piattaforme elettroniche di condivisione messe a disposizione dall’Ateneo, avranno a disposizione i supporti didattici utilizzati per le lezioni frontali, i dati dei casi di studio per lo sviluppo dei laboratori tecnici, un forum attivo per tutto l’anno accademico su cui potersi confrontare con i colleghi, i docenti e gli esercitatori per la discussione delle tematiche dell’insegnamento. Tali strumenti sono complementari alle ordinarie attività di ricevimento indicate all’interno della presente scheda. Le guide alle esercitazioni saranno rese disponibili durante il semestre, di norma con qualche giorno d’anticipo rispetto alla lezione stessa.

Modalità di accertamento delle competenze

Dal momento che la discussione delle esercitazioni tecniche è parte fondamentale della verifica finale, il completamento delle esercitazioni rappresenta un prerequisito per l’ammissione all’esame. Gli elaborati delle esercitazioni devono essere consegnati in formato unicamente elettronico e tramite E-mail almeno una settimana prima della data di avvio dell’appello d’esami a cui lo studente intende partecipare. Al fine di favorire l’autovalutazione della propria preparazione, le esercitazioni possono essere consegnate anche durante l’insegnamento man mano che le stesse verranno presentate e discusse in aula.

La verifica delle conoscenze tecniche apprese dagli allievi si svolgerà attraverso un colloquio orale individuale la cui durata è indicativamente pari a 30-45 minuti. Il colloquio finale discuterà gli elaborati delle esercitazioni svolte (50% della valutazione) e gli aspetti teorici della disciplina discussi durante l’insegnamento e riportati nella presente scheda nella sezione Contenuti (50% della valutazione).

In particolare, la discussione delle esercitazioni verterà sui seguenti elementi:

  • Scelte progettuali e pianificatorie in relazione ai requisiti funzionali previsti dalla qualità del servizio idrico integrato
  • Capacità di prevedere l’invecchiamento prestazionale dei sistemi e programmare la manutenzione
  • Giustificazione delle scelte progettuali e tecnologiche e discussione dei calcoli di dimensionamento effettuati
  • Discussione delle scelte tecnologiche adottate per le opere sottoposte a gestione

Le domande sugli aspetti teorici della disciplina riguarderanno metodi di dimensionamento, scelte costruttive, materiali utilizzabili per la gestione e manutenzione delle opere idrauliche in ambiente urbano, aspetti connessi con la verifica e la riabilitazione di opere esistenti, le peculiarità tecniche e costruttive dei singoli manufatti come meglio dettagliati nel programma dell’insegnamento.

Il colloquio si intende superato, con la votazione di 18/30, quando lo studente dimostra:

  • minime conoscenze tecniche di base sugli aspetti idraulici e tecnologici della gestione acquedotti e delle reti di drenaggio urbano;
  • sufficienti capacità di autonoma applicazione dei metodi analitici e di programmazione in relazione a problemi di gestione prestazionale degli acquedotti e delle reti di drenaggio;
  • adeguate capacità di applicazione delle conoscenze acquisite per formulare valutazioni di funzionalità idraulica in relazione a fissati prerequisiti prestazionali.

Il voto di 30/30, con eventuale lode, è assegnato quando lo studente dimostra:

  • piena conoscenza degli aspetti tecnici e tecnologici connessi con la programmazione, ispezione e gestione degli acquedotti e delle reti di drenaggio urbano;
  • autonoma applicazione dei criteri e metodi di pianificazione acquisiti anche in relazione a problemi gestionali complessi;
  • capacità di autonoma elaborazione di giudizi tecnici basati sulle conoscenze acquisite anche in relazione alla risoluzione di problemi complessi di gestione di infrastrutture idrauliche esistenti.
Date di esame

Gli orari di lezione saranno pubblicati sulla pagina web del corso di laurea almeno due mesi prima dell’inizio delle lezioni nella sezione “Calendario lezioni”

Le date di esami saranno pubblicati sulla pagina web del corso di laurea almeno due mesi prima dell’inizio della sessione d’esami nella sezione “Esami”

Modalità e orario di ricevimento

Gli studenti si ricevono, di norma, il martedì ed il giovedì pomeriggio. Al fine di ridurre i tempi di attesa, si chiede di voler formalizzare la richiesta di ricevimento tramite E-mail.

Nel dettaglio, gli orari di ricevimento saranno pubblicati sulla pagina personale del docente:

http://www.unikore.it/index.php

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