Solo le smart water grid possono salvare gli abitanti dei centri urbani dalla siccità provocata dal cambiamento climatico.
Mentre la popolazione concentrata nelle città aumenta e aumenta anche la loro esposizione alle conseguenze del cambiamento climatico, è importante chiedersi come garantire loro un approvvigionamento sostenibile delle risorse fondamentali. Tra queste c’è l’acqua, che oggi fluisce attraverso sistemi idrici obsoleti e che dovrà invece essere in grado di soccorrere in modo costante le persone anche durante le sempre più frequenti siccità. Perché ciò accada è importante evitare perdite e sprechi lungo la rete di distribuzione, ma anche comprendere meglio la domanda, per stabilire una tariffazione e un utilizzo equi. Ecco a cosa servono le smart water grid, reti idriche intelligenti che salveranno le città dalle siccità future.
Le TIC per la gestione delle acque
Negli ultimi anni, lo sviluppo delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione (TIC) e l’applicazione dell’analisi dei dati si sono rivelate essenziali per affrontare le sfide davanti alle quali sono poste le infrastrutture urbane. Anche il sistema idrico tradizionale sta perciò diventando intelligente, cioè più efficiente, sicuro e sostenibile. La tendenza, sempre nell’ottica di una riduzione degli sprechi e di una maggiore sostenibilità dei processi, è di riabilitare ed efficientare le strutture già esistenti piuttosto che di costruirne delle nuove. Per farlo è innanzitutto importante avere una chiara panoramica della domanda idrica a breve e lungo termine. In seguito è indispensabile dotare le reti di un sistema intelligente di monitoraggio, gestione e misurazione basato su sensori, apprendimento automatico e data analysis.
Cosa sono le smart water grid?
Uno smart water management mira quindi a rendere sostenibile e autosufficiente il sistema idrico a livello regionale o cittadino. Con questo approccio, la gestione dell’acqua contribuisce, oltre ad altri vantaggi chiave in termini di prestazioni, alla riduzione delle perdite, alla garanzia della qualità dell’acqua, al miglioramento dell’esperienza del cliente/cittadino e all’ottimizzazione operativa.
Le reti idriche intelligenti o smar water grid sono perciò infrastrutture idriche urbane potenziate attraverso una varietà di dispositivi interconnessi con la capacità di raccogliere e condividere dati sia con altri dispositivi che con data center. In genere ciò avviene attraverso l’uso dell’Internet of Things, grazie a dispositivi che hanno anche la capacità di prendere decisioni in modo centralizzato e/o decentralizzato, più o meno autonomo, e di eseguire azioni fisiche sulle infrastrutture idriche che portano ad un funzionamento e un controllo ottimali. Nel caso della gestione della distribuzione idrica, oltre agli obiettivi classici quali il controllo della pressione, della qualità e delle perdite, le reti idriche intelligenti cercano anche l’efficienza energetica ed esplorano i sistemi di riutilizzo dell’acqua.
Come funzionano?
Tradizionalmente, l’approvvigionamento idrico si concentra essenzialmente sul pompaggio di acqua ad alta pressione, sufficiente a raggiungere clienti lontani. Tuttavia, un sistema intelligente utilizza dati quasi in tempo reale, pompe a velocità variabile, valvole di controllo dinamico e contatori intelligenti per bilanciare la domanda, ridurre al minimo la sovrapressione nelle condutture obsolete e risparmiare acqua ed energia.
Tra le tecnologie informatiche avanzate utilizzate nelle smart water grid per il monitoraggio dei dati e per un’allocazione efficiente delle risorse ci sono:
- sensori che aiutano a prevenire e rilevare tempestivamente le perdite e qualunque altro malfunzionamento, ma anche a misurare la portata e la qualità dell’acqua
- sistemi di smart metering per la contabilizzazione idrica
- un sistema di informazione geografica (GIS) che fornisce una rappresentazione più chiara del sistema complessivo e dell’ubicazione delle risorse
- sistemi SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) per la raccolta delle letture storiche dei sensori e per controllare centralmente le risorse distribuite
Le reti idriche intelligenti possono perciò costituire la salvezza di infrastrutture degradate, che producono una fornitura irregolare, bassi livelli di soddisfazione dei clienti o scostamenti sostanziali delle bollette rispetto ai consumi reali.
L’implementazione di sistemi idrici intelligenti consente inoltre alle aziende di servizi pubblici di costruire un database completo per identificare le aree in cui si verificano perdite d’acqua o collegamenti illegali. I vantaggi sono economici, derivanti dal risparmio idrico ed energetico, sanitari, derivanti dal miglioramento della qualità dell’acqua e in generale sociali. Una fornitura costante di acqua è infatti indispensabile per condurre una vita sana e serena.
Il futuro delle smart water grid
Le smart water grid sono soltanto all’inizio del loro sviluppo e beneficeranno senza dubbio delle rapide evoluzioni delle TIC e dell’Internet of Things. Per loro si prevede un uso sempre maggiore dell’apprendimento automatico e dell’intelligenza artificiale, si applicheranno modelli di analisi e ricerca quasi in tempo reale e si migliorerà sempre più il posizionamento dei sensori, anche in reti di grandi dimensioni, per rilevare precocemente perdite, malfunzionamenti e contaminanti. Nell’immediato futuro del settore si stanno inoltre affacciando tecnologie dirompenti come i modelli blockchain e digital twin.
Anche l’Italia, dove le perdite d’acqua lungo il sistema di distribuzione possono raggiungere anche il 50% della portata totale, sta studiando l’integrazione di smart water grid. Sono già all’opera soluzioni di smart metering, ma perché la digitalizzazione possa esplicare tutto il suo potenziale è indispensabile favorire un ecosistema consapevole e collaborativo, con sinergie tra pubblico e privato, sviluppo di competenze mirate e attenzione ai consumi idrici.
