Gli articoli e le pubblicazioni scientifiche riguardano prevalentemente i seguenti argomenti di ricerca:
- Ottimizzazione della gestione di serbatoi artificiali per superare i periodi di siccità
- Analisi, ottimizzazione e protezione delle reti di distribuzione idriche nel nuovo contesto delle smart water network
- Modellazione idrodinamica degli acquiferi sotterranei per la bonifica dei siti contaminati
Al primo tema si riferiscono le ricerche svolte nel campo dell’ottimizzazione della gestione di un serbatoio artificiale, in particolare lo studio di tecniche per sistemi di supporto alle decisioni – utilizzando approcci di ottimizzazione metaeuristica basati sulla logica fuzzy e gli algoritmi genetici – in grado di gestire automaticamente, mediante appositi sistemi di decisione e controllo, il rilascio dei volumi di un invaso artificiale nelle diverse condizioni di esercizio, ordinarie e di siccità, valutate mediante l’ausilio di tecniche di identificazione e previsione di processi stocastici, quali AR, ARX, ARMA, ecc., e di simulazione tipo Monte Carlo. Il tema di ricerca è stato svolto in collaborazione con ricercatori esperti di controllo elettronico al fine di sviluppare un sistema completamente automatico di gestione. La ricerca è stata condotta su un invaso artificiale in Sicilia.
Al secondo argomento si riferiscono le ricerche condotte sui sistemi idrici di distribuzione. In particolare – dopo aver indagato gli effetti dell’alterazione delle performance idrauliche delle reti dovute all’applicazione della metodologia della distrettualizzazione, sia ai sensi del D.M. n. 99 del 1997 che delle indicazioni delle principali organizzazioni internazionali come IWA e AWWA, e le opportunità offerte dalla gestione delle pressioni per la diminuzione delle perdite di una rete di distribuzione idrica – sono state sviluppate tecniche ottimali per il partizionamento automatico delle reti basate su procedure di ottimizzazione metaeuristica della definizione dei distretti idrici e del grado di regolazione delle valvole per la gestione delle pressioni.
A tal fine, partendo dalla teoria dei grafi e dalle tecniche di partizionamento dei grafi utilizzate in Informatica per la distribuzione delle mesh di calcolo ai processori, sono stati sviluppati originali algoritmi basati sull’accoppiamento di tecniche di simulazione idraulica, anche con approccio pressure driven, di algoritmi evolutivi, quali algoritmi genetici e algoritmi delle formiche, e di tecniche di partizionamento dei grafi.
In particolare, nell’ambito del tema delle Smart Water Network, sono in corso di sviluppo ricerche per la definizione di metodologie, criteri ed algoritmi, mutuati dalla Complex Network Theory, per una migliore comprensione delle relazioni tra topologia, resilienza e robustezza delle reti idriche, al fine di migliorarne la progettazione, la gestione e il partizionamento in distretti.
Inoltre, nell’ambito della gestione ottimale delle reti acquedottistiche, sono state sviluppate tecniche di identificazione della legge di domanda e di perdita, di distribuzione spazio-temporale della domanda, ed è stato realizzato un sito pilota dove sono state condotte attività sperimentali per la calibrazione dei modelli e la validazione delle tecniche proposte.
Con riferimento al terzo argomento, la ricerca è stata indirizzata allo sviluppo di tecniche di modellazione idrodinamica delle falde e di sistemi permeabili, quali barriere idrauliche e barriere permeabili reattive, per lo studio della bonifica di siti contaminati con tecnologie innovative.
Le pubblicazioni riguardano inoltre studi sulla distribuzione spaziale delle serie di pioggia oraria e sperimentazioni di laboratorio sugli effetti della vegetazione sul campo di moto marino.
Con riferimento al terzo tema, la ricerca ha investigato le opportunità ingegneristiche offerte dalla realizzazione di barriere permeabili reattive da inserire all’interno di falde superficiali e sotterranee, per la bonifica degli acquiferi contaminati da discariche di rifiuti mediante tecniche in situ. Sono stati analizzati gli effetti dell’interazione tra terreni e materiali con diversa permeabilità al fine di sviluppare sistemi, quali barriere permeabili e array di pozzi permeabili, ottimali per minimizzare i costi di realizzazione e massimizzare l’efficacia della bonifica.
La ricerca ha pertanto proposto tecniche alternative alla tradizionale tecnica ex situ del pump and treat, confrontandone vantaggi e svantaggi tecnologici ed economici. La modellazione delle falde è stata effettuata con terreni saturi eterogenei ed anisotropi, utilizzando conducibilità idrauliche variabili nello spazio e nel tempo e approcci bidimensionali e tridimensionali. Lo studio è stato condotto partendo dai dati piezometrici e di contaminazione di un sito reale che ospita diverse discariche di rifiuti in Campania.
Elenco principali pubblicazioni
Books
DI NARDO A., Di Natale M., Di Mauro A.: Water Supply Network District Metering. Theory and Case Study. 01/2012: pages 1-100; Springer.
DI NARDO A., Bortone I., Musmarra D.: Studio del sito contaminato di Masseria del Pozzo-Schiavi nel comune di Giugliano in Campania. Considerazioni quantitative sull’efficacia della tecnologia pump and treat. 01/2010: pages 0-136; ABBIABBè EDIZIONI, ISBN: 8890210818.
DI NARDO A., Di Natale F., Iacomino A., Iervolino M., Musmarra D.: Le falde sotterranee nel territorio giuglianese. Uno studio qualitativo. 01/2009: pages 0-120; ABBIABBè EDIZIONI, ISBN: 8890210834.
Book Chapters
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Sanneh J., Di Mauro A., Venticinque S., Santonastaso G. F., Di Nardo A., Wang Y., Lee J. (2022). Water demand forecasting | time series data. In: Embracing Analytics in the Drinking Water Industry, eds. J. Lee and J. Keck, IWA Publishing.
Di Mauro A., Santonastaso G. F., Venticinque S., Di Nardo A. (2022). Open Datasets and IoT Sensors for Residential Water Demand Monitoring at the End-Use Level: A Pilot Study Site in Naples, Italy. In: Resilient Water Management Strategies in Urban Settings, IWA Publishing.
Di Nardo A., Bortone I., Chianese S., Di Natale M., Erto A., Musmarra D., Santonastaso G. F. (2017). Water Supply Network Partitioning Based On Weighted Spectral Clustering. In: Complex Networks & Their Applications, Springer International Publishing.
Armando Di Nardo, Michele Di Natale, Carlo Giudicianni, Roberto Greco, Giovanni Francesco Santonastaso: Water Supply Network Partitioning Based On Weighted Spectral Clustering. Complex Networks & Their Applications V, 11/2016: pages 797-807; ISBN: 978-3-319-50900-6, DOI:10.1007/978-3-319-50901-3_63.
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Journal Publications
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Di Nardo A., Di Natale M., Greco R., Santonastaso G. F.: Sull’utilizzo dell’entropia e della resilienza come indici delle prestazioni di una rete idrica. Atti del XXXII Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche; 01/2010.
Di Nardo A., Di Natale M., Santonastaso G. F.: Una metodologia euristica per la distrettualizzazione di una rete di distribuzione idrica. Atti del XXXII Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche; 01/2010.
Di Nardo A., Di Natale M., Ciarmiello M.: Graph Theory As A Tool For Design Of District-Metered Water Supply Networks. Proceedings of 33rd IAHR 2009 Congress; 01/2009.
Di Nardo A., Di Natale M., Gisonni C., Iervolino M., Musmarra D.: Distrettualizzazione della rete idrica del quartiere di Monterusciello 2 in Pozzuoli: il progetto europeo Hydranet e la realizzazione del sito pilota. Atti del Terzo seminario su “La ricerca delle perdite e la gestione delle reti di acquedotto”; 01/2008.
A. Cavallo, A. Di Nardo, M. Di Natale: A fuzzy decision support system for an hydraulic application. Fuzzy Systems Conference, FUZZ-IEEE 2007; DOI:10.1109/FUZZY.2007.4295458.
Cascetta F., Di Nardo A., Di Natale M., Gisonni C., Greco R.: Una metodologia per la distrettualizzazione di una rete idrica di distribuzione: il caso di Villaricca (NA). Atti del Secondo seminario su “La ricerca delle perdite e la gestione delle reti di acquedotto”; 01/2006.
Cavallo A., Di Nardo A., Di Natale M.: Strategie ottime di decisione fuzzy per la gestione di serbatoi idrici. Atti del XXIX Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche; 01/2004.
Cavallo A., Di Nardo A., Di Natale M.: La gestione di un serbatoio artificiale mediante una strategia di controllo fuzzy. Atti del XXVIII Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche; 01/2002.
Tesi di dottorato
Di Nardo, A., Strategie ottime fuzzy di decisione e controllo per la gestione automatica di un invaso artificiale in condizioni ordinarie e di siccità, Aversa, 2004.
La lista delle pubblicazioni aggiornata è disponibile ai seguenti link: