Smart Water Solutions: strategie per la salvaguardia della risorsa idrica

13/03/2024 - Le Smart Water Solutions sono tecnologie che permettono di conseguire vantaggi immediati e tangibili sull’uso e lo spreco dell’acqua.
 
La gestione della risorsa idrica è una questione globale e non locale. Ma, solo partendo da un’analisi e uno studio localizzato e perseguendo strade risolutive come le smart water solutions è possibile impattare positivamente su larga scala.
 

Smart water solutions, com’è la situazione per l’acqua in Italia?

Guardando la situazione in Italia la gestione della risorsa idrica “fa acqua da tutte le parti”.
 

• Perdite eccessive. Le perdite rappresentano uno dei principali problemi per una gestione efficiente e sostenibile dei sistemi di approvvigionamento idrico e, benché molti gestori del servizio idrico abbiano avviato iniziative per garantire una maggiore capacità di misurazione dei consumi, la quantità di acqua dispersa in rete continua a rappresentare un volume cospicuo, quantificabile in 157 litri al giorno per abitante. Stimando un consumo pro capite pari alla media nazionale, il volume di acqua disperso nel 2020 soddisferebbe le esigenze idriche di oltre 43 milioni di persone per un intero anno. In riferimento all’acqua prelevata dalle fonti di approvvigionamento, le perdite idriche totali in distribuzione rappresentano una quota pari al 37,2% ⁽¹⁾.

 

• Consumi eccessivi. L’Italia si conferma, ormai da più di un ventennio, al primo posto tra i Paesi Ue per la quantità, in valore assoluto, di acqua dolce complessivamente prelevata per uso potabile da corpi idrici superficiali o sotterranei. Il prelievo giornaliero è di 25,1 milioni di metri cubi, pari a 422 litri per abitante ⁽¹⁾.

 
A queste criticità si aggiungono minacce naturali come alluvioni, terremoti, frane e soprattutto siccità.
 
Secondo dati ISPRA, la disponibilità idrica nazionale continua a calare e fa registrare, nel 2022, un valore medio che supera di poco i 221 mm (corrispondenti a un volume totale di 67 km3) e una riduzione di oltre il 51% rispetto alla media riferita al periodo 1951-2022, toccando così il minimo storico.
 

Verso nuovi paradigmi per la gestione dell’acqua

Come contrastare le minacce che accerchiano il sistema di approvvigionamento idrico? L’adozione di misure restrittive nell’erogazione idrica, come il razionamento dell’acqua, non può essere una soluzione efficace nel lungo periodo.
 
I problemi di qualità dell’acqua per il consumo umano, i sempre più frequenti episodi di riduzione della portata delle fonti di approvvigionamento, a causa del cambiamento climatico, che rendono insufficiente la disponibilità della risorsa idrica in alcune aree del territorio, possono essere superati solo promuovendo nuovi modelli e strumenti di gestione della risorsa idrica.
 
Da una parte troviamo la strategia del Circular Water che si fonda sulla salvaguardia della risorsa idrica attraverso il recupero delle acque meteoriche, evitando il prelievo di nuova acqua, e che punta a rimetterla in circolo attraverso la diffusione di processi di depurazione delle acque reflue urbane.
 
Dall’altra le Smart Water Solutions di cui parleremo nel dettaglio nei paragrafi successivi.
 

Smart Water Solutions: strategie attuative

L’inefficienza del sistema idrico è dovuta a problemi tecnologici come i malfunzionamenti dei componenti ma anche a problemi contestuali quali l’obsolescenza delle opere, i default strutturali, i blackout elettrici e gli errori di sistema.
 
Vediamo come le Smart Water Solutions possono contribuire all’ammodernamento impiantistico e all’ottimizzazione delle infrastrutture e delle tecnologie di gestione della rete per la riduzione delle perdite.
 

• Smart water metering e i sensori IoT. I contatori intelligenti permettono di monitorare e ridurre i consumi, riescono a fornire una risposta concreta ottimizzando le prestazioni e rendendo il sistema idrico più efficiente.

 

• Digital Water. I servizi idrici digitali sono un concetto di App di ingegneria che restituiscono rapidamente risultati per differenti attività tecniche (progettazione, attività di campo, gestione di asset, ecc.). Le Digital Water cambieranno la futura gestione delle reti di distribuzione idrica. Rientrano nei servizi idrici digitali:

 

• La modellazione idraulica avanzata che permette di creare un sistema gemello a quello reale e di riprodurre il comportamento delle reti di approvvigionamento idrico, inoltre, l'integrazione con il GIS consente di georeferenziare qualsiasi componente del sistema idraulico.
• La manutenzione predittiva che consente di ottenere degli insight in merito agli interventi da eseguire sulla rete e di creare una priorità in funzione degli impatti attesi.
• GIS and Location intelligence. L’utilizzo di una piattaforma innovativa come il GIS consente di condividere in tempo reale, anche su dispositivi mobili, le attività di rilievo delle reti secondarie e degli allacci idrici. Nel GIS si possono rilevare ed informatizzare dati come il diametro e materiale delle tubazioni primarie e delle diramazioni secondarie, codificare e georeferenziare le saracinesche di presa (che controllano la portata), geolocalizzare i punti di erogazione e i misuratori.
• Nuove tecniche di rilievo. Il laser scanner 3d o la tecnologia drone, consento di effettuare e condividere un rilievo in tempo reale, e inoltre di integrare le informazioni relative a tali asset nel GIS. Un tale rilievo offre elevati standard di sicurezza, ridotti tempi di realizzazione dell'attività, immediata reperibilità dei dati e un’ampia attività di post processing grazie alla mole dei dati raccolti. In ultimo, le nuove tecniche di rilievo consentono la ricostruzione 2D dei manufatti rendendo disponibili nuvole di punti utilizzabili anche per eventuali successive elaborazioni progettuali in ambiente BIM.

 

Come è possibile realizzare tutto questo?

Possono sembrare idee e soluzioni ambiziose, ma nella realtà sono fattibili grazie alle diverse normative sulla tutela dell’acqua e alle cospicue risorse provenienti dai programmi di finanziamento.
 
La salvaguardia delle risorse idriche e la gestione efficace, efficiente e sostenibile dei servizi idrici rientrano tra gli obiettivi del Piano nazionale di ripresa e resilienza (PNRR), che destina 900 milioni agli interventi per ridurre le perdite di acqua potabile. Per lo stesso scopo, altri 480 milioni arrivano anche dal programma React-EU.
 
Tali risorse si aggiungono agli altri stanziamenti del Pnrr e a quelli definiti con la recente Legge di Bilancio (400 milioni) e all’anticipazione del Fondi Sviluppo e Coesione 2021-2027 (442 milioni).
 
Complessivamente, saranno allocati nei prossimi anni circa 2,7 miliardi di euro per la riqualificazione e il rafforzamento delle infrastrutture idriche nazionali, un investimento senza precedenti, necessario anche per fronteggiare la crisi climatica.
 

Un esempio virtuoso sull’uso di smart water solutions

Un esempio virtuoso è dato dallo Smart Water Management, il progetto dell’acquedotto pugliese (AQP) per la trasformazione digitale di tutta l’infrastruttura. AQP ha partecipato al bando emanato dal Ministero delle infrastrutture e della mobilità sostenibile, che ha messo a disposizione un finanziamento legato al programma React-EU per ridurre le dispersioni di acqua e migliorare la qualità del servizio erogato ai cittadini
 
In sintesi, il progetto consiste nella realizzazione, attraverso le smart water solutions, di un “gemello digitale” quale replica virtuale della rete di Acquedotto Pugliese. Il digital twin consentirà in tempo reale uno scambio di dati, raccolti dai sensori posti sull’elemento fisico e inviati alla replica virtuale, ma anche di conoscere istante per istante il funzionamento dell’infrastruttura in tutti i punti indipendentemente dalla presenza o meno di un sensore. 
 

Note:
⁽¹⁾ Istat, Report del 21 marzo 2023 "Le statistiche dell'Istat sull'acqua | anni 2020-2022"