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Nei precedenti due articoli a tema “idrico” abbiamo definito gli aspetti da monitorare con attenzione e su cui agire per garantire un futuro in cui l'approvvigionamento idrico sia sufficiente per la popolazione mondiale e siamo arrivati a scoprire come Sensoworks possa rivoluzionare la gestione degli impianti sotto svariati punti di vista e, soprattutto, in maniera sostenibile.
Una svolta sostenibile nella gestione del sistema idrico globale non è infatti solo possibile ma, a ben vedere, crediamo sia obbligatoria.
La scarsità d’acqua, insieme ai cambiamenti climatici, costituisce già oggi un problema grave per diversi stati del mondo. All’aumento di un grado della temperatura terrestre corrisponde, infatti, dati alla mano, una riduzione del 20% della disponibilità delle risorse idriche. Ciò significa che, in assenza di misure decise
e risolutive, già tra meno di 10 anni la disponibilità di acqua a livello globale potrebbe ridursi del 40% rispetto ad oggi.
Urge sviluppare adeguate misure finalizzate ad agevolare la transizione dal modello di economia lineare, attualmente prevalente, verso un modello di economia circolare in grado di valorizzare un uso efficiente delle risorse, in particolare dell’acqua. Non solo riutilizzo irriguo dell’acqua, ma recupero sostenibile delle risorse materiali ed energetiche contenute nelle acque reflue, contribuendo a ridurre le emissioni di gas serra e i consumi energetici dei depuratori.
Gestire la risorsa idrica in ottica circolare richiede interventi nelle diverse fasi del ciclo:
Per riutilizzare sapientemente le acque reflue bisogna porre attenzione a due aspetti fondamentali:
Risultano infine di fondamentale importanza anche i processi di trattamento e le modalità di smaltimento e riutilizzo previste per i fanghi di depurazione, che vanno definiti in relazione alle loro caratteristiche e dell’ambito territoriale di riferimento. Il fosforo ad esempio è una materia prima critica per l’Europa in ragione della dipendenza quasi totale dalle importazioni da Paesi extra europei e del bassissimo tasso di riciclo da prodotti a fine vita.
Il servizio idrico ha avviato negli ultimi anni il suo percorso di digital transformation. Tuttavia, l’adozione di tecnologie digitali è ancora in uno stadio iniziale e, perché possa esprimere appieno l’ampio potenziale di benefici che ne possono derivare, andrebbe sostenuta con azioni concrete su più fronti: normativo, regolatorio e finanziario. Il connubio tra digitalizzazione e Servizio Idrico Integrato è destinato a rafforzarsi sempre più.
Le tecnologie digitali stanno trasformando molti aspetti del mondo in cui viviamo, dalle industrie, alle città, alla quotidianità. La digital transformation rientra tra le grandi forme di disruption, tendenze evolutive globali destinate a cambiare il modo
di fare le cose, a rivoluzionare i settori industriali, ivi incluso il servizio idrico integrato. Il concetto di “Industria 4.0” inteso come “approccio strategico all’integrazione di sistemi di controllo avanzati basati su Internet che permettono alle persone e alle macchine di connettersi in qualsiasi momento, ovunque, con chiunque e qualsiasi cosa in un unico sistema complesso” è stato introdotto per la prima volta in Germania nel 2011 e declinato dalla German Water Partnership (GWP) per il servizio idrico integrato con il termine “Water 4.0”.
Le tecnologie ICT (innovation and communication technologies) sono un elemento chiave per migliorare la gestione delle risorse idriche, permettendo di sviluppare sistemi intelligenti di monitoraggio, gestione e misura, di conoscenza a supporto delle decisioni e anche una maggiore consapevolezza dei consumi e del valore dell’acqua.
Nell’ambito dei processi interni e delle infrastrutture, il ricorso a tecnologie digitali ruota attorno all’utilizzo di dati per ottimizzare i processi decisionali, efficientare la gestione del servizio e migliorarne la qualità. Ciò viene reso possibile dalle c.d. “Cyber infrastrutture", ossia sistemi di raccolta dati - sensori e strumentazioni - e di conservazione, elaborazione e visualizzazione degli stessi (smart water network, IoT, tecniche di data-science, augmented intelligence, blockchain) che permettono di prendere decisioni più consapevoli in tempo reale.
Ecco, vi abbiamo appena spiegato cosa fa la piattaforma Sensoworks.
Una conoscenza immediata del proprio sistema di reti e impianti grazie a misurazioni dettagliate, monitoraggi continui su processi e infrastrutture coinvolte, automatizzazione dei processi e interventi da remoto.
Sensoworks offre un ausilio innovativo e unico nella prevenzione di interruzioni di servizio e nel rilevamento delle perdite idriche. Una conoscenza effettiva delle condizioni fisiche e di funzionamento delle reti e dei sistemi permette inoltre di orientare la spesa per investimenti verso le reali priorità, pianificare accuratamente gli interventi anche a medio-lungo termine, ottimizzare le manutenzioni basandosi sulla conoscenza dello stato delle reti più che sulla loro vita utile.
Data la natura di servizio in monopolio che caratterizza il servizio idrico, il rapporto con l’utente diviene un asset strategico fondamentale al fine di trasmettere il ruolo e le ricadute del proprio operato sul territorio di riferimento.
La digitalizzazione nei rapporti con l’utente offre un’occasione unica per creare un coinvolgimento maggiore, fatto di comunicazione trasparente e immediata, semplificando l’espletamento di pratiche amministrative end to end.
Gli avvisi di disservizi, di interruzioni e di ripristini programmati, ma anche informazioni su cantieri aperti e lavori avviati possono essere comunicati in tempo reale, al pari degli esiti conseguenti a eventi imprevedibili. I servizi online e aree utenti web personali possono agevolare la gestione della fornitura tramite procedure autogestite dall’utente, invio di autoletture e reclami, attivazione di pratiche e servizi quali la bolletta web o prenotazioni di appuntamenti, nonché rendere maggiormente consapevoli gli utenti dei propri consumi e della qualità dell’acqua di rubinetto (proprietà organolettiche e sua salubrità), rassicurando sul consumo di una risorsa ambientalmente preferibile.
In un colpo solo questo rapporto privilegiato ha effetti benefici sull’organizzazione interna dell’Azienda Idrica, semplificando i processi amministrativi e di gestione dell’utenza, e dall’altra permette un uso più consapevole dell’acqua pubblica, facendo risparmiare l’intera società rispetto al minor utilizzo di acqua in bottiglia con i relativi minori impatti sull’ambiente.
Se sei interessato a una panoramica completa sul concetto di INFRASTRUTTURA IDRICA 4.0 puoi scaricare il nostro White Paper cliccando qui o contattare Eleonora – Head of Sales in Sensoworks.
Il ruolo dei big data e dell’iot nell’ottimizzazione delle risorse, la gestione degli sprechi, l’analisi predittiva e la soddisfazione del consumatore.
Nel precedente articolo abbiamo visto quali siano i quattro gli asset da parametrare e su cui agire per garantire un futuro in cui l'approvvigionamento idrico sia sufficiente per la popolazione mondiale e, dopo aver identificato nelle perdite d’acqua degli impianti il problema prioritario, abbiamo introdotto la soluzione proposta da Sensoworks.
É ora il caso di fare una breve overview sul ruolo della tecnologia per l’efficientamento della filiera idrica, per poi scoprire come Sensoworks stravolge, ottimizzandolo, il modo di gestire le infrastrutture.
Come già argomentato nell’articolo precedente, Infrastrutture obsolete unitamente all’inefficienza del sistema idrico rendono necessario un investimento massivo in tecnologia per migliorare il servizio.
La Community Valore Acqua ha individuato quattro pilastri per l’efficientamento del settore idrico:
I primi tre punti, imprescindibili, sono macro-scelte a livello industriale su cui qualsiasi amministrazione saggia dovrà convergere nel brevissimo periodo, senza se e senza ma. Il quarto punto, con lo stesso fattore di urgenza, è quello in cui la soluzione di Sensoworks trova ampio spazio pratico di intervento, vediamo come.
La gestione delle reti idriche sparse sul territorio è complessa. Molti dei componenti del sistema fisico delle reti non sono facilmente accessibili, come ad esempio i sensori di pressione o di flusso. É quindi di vitale importanza la convergenza tra IT (Information Technology) e OT (Operation Technology).
La sola convergenza tra IT e OT però non è sufficiente, ed è per questo che entrano in gioco le tecnologie abilitanti come mobility, connectivity e IoT. Le soluzioni di modellazione idraulica, e la loro digitalizzazione, consentono ad esempio una simulazione accurata delle prestazioni nei punti chiave della rete. Le tecniche di sensori virtuali permettono di calcolare flussi e pressioni laddove non è possibile inserire sensori reali.
Per rendere le reti idriche resilienti, efficienti e sostenibili è fondamentale che la gestione, il monitoraggio e il controllo siano automatizzati anche in remoto.
L’obiettivo è quello di rispondere in tempo reale alle richieste d’acqua e, di garantire la sicurezza degli impianti e della stessa acqua erogata, passando a un servizio basato su sistemi predittivi invece che reattivi: per efficientare servono dati, per gestirli, analizzarli e restituirli in maniera comprensibile servono software e servizi digitali.
Le perdite d'acqua da tubazioni idriche in pressione sono molto delicate: oltre a causare danni economici derivanti dallo spreco di acqua, rischiano di provocare conseguenze ben più serie e pericolose, tra cui infiltrazioni, frane, allagamenti o cedimenti del terreno.
Gli operatori e le multiutility hanno quindi deciso di puntare decisamente sulla manutenzione predittiva. L’obiettivo è di individuare i punti dell’infrastruttura dove è più probabile una rottura della rete: in questo modo è possibile intervenire con la sostituzione della condotta a rischio prima che il danno si verifichi, anche grazie all’utilizzo di algoritmi di intelligenza artificiale.
Ma cosa fa effettivamente Sensoworks nella sua applicazione alle infrastrutture idriche?
Individua i tratti di rete con maggior probabilità di rottura. Analizza il piping idrico con gestione prioritaria degli asset più critici, con conseguente diminuzione delle perdite idriche e incremento di efficienza nella gestione.
Sviluppa un modello di rete con algoritmi di AI, alimentato da dati real time dal campo, che vada a ottimizzare la pressione di rete e per ridurre perdite e consumo energetico per il pompaggio.
Prioritizza gli interventi di manutenzione e pianificazione degli operatori e dei percorsi in funzione del rischio associato mediante algoritmi di geo-routing.
Crea smart alarm ed integra eventuali smart meter per aumentare efficienza e tempestività di intervento, riuscendo ad intervenire preventivamente rispetto a un potenziale guasto o derive dei misuratori.
Interviene tramite revamping e digitalizzazione degli asset per l’adozione delle normative europee, ad esempio Water Safety Plan e nuove disposizioni provenienti da ARERA (e.g. decreto n.76 luglio 2020).
Sensoworks fornisce quindi le tecnologie più avanzate per monitorare, predire e controllare dati complessi e provenienti da diverse fonti in tempo reale, anche nell’idrico!
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Forse non tutti sanno che il Tamigi fu dichiarato biologicamente morto nel 1957. Infatti, il famoso fiume londinese è stato una fogna a cielo aperto per secoli, causando diverse epidemie di colera fino a che il governo non decise di intervenire a metà dell’800 - specialmente dopo un evento in particolare, il Great Stink.
Fu solo negli anni '60 che progetti di ricostruzione per la ripresa di una Londra distrutta dalle bombe hanno migliorato la precedente rete fognaria, sanificando le acque e portando il fiume a nuova vita. Ad oggi, passanti possono persino ammirare il ritorno delle foche vituline a Richmond Lock.
Più recentemente, tuttavia, nel 2018, la crescente popolazione della capitale britannica pone una nuova minaccia al sistema fognario attuale. Le autorità hanno mille difficoltà nello stare al passo con la gestione quotidiana delle acque fognarie.
Se abbiamo imparato qualcosa dalla storia del Tamigi, allora dovremmo per lo meno sapere che la gestione delle fogne e delle acque è di elevatissima importanza per il benessere delle città e della popolazione.
Monitorare e gestire infrastrutture critiche come la rete fognaria sono attività solitamente portate avanti caso senza la necessaria periodicità e approfondita analisi. Inoltre questo tipo di manutenzione ha due grossi limiti: viene ignorato qualsiasi evento accaduto nell’intervallo temporale fra due interventi di manutenzione e viene riparato solo il problema o il danno accaduto precedentemente, senza la possibilità di prevedere una manutenzione futura ed evitare quindi danni successivi.
Inoltre, interventi periodici di massa hanno un peso non trascurabile sul budget annuale, sia per le singole aziende che per i contribuenti - che pagano questo costo in bollette più salate o in tasse più pesanti.
In secondo luogo, urbanizzazione e uso eccessivo delle infrastrutture sono elementi critici in questo specifico settore delle infrastrutture civili. Una scarsa gestione della rete fognaria può avere effetti disastrosi sulla salute della popolazione e sull’ambiente, arrecando danni che possono essere risolti solo in anni.
Ciò significa che le aziende non hanno altra scelta se non di allocare gran parte del proprio budget su attività di controllo piuttosto che sul miglioramento delle proprie operazioni, rallentando lo sviluppo e il progresso dell'intera infrastruttura, in questo caso fognaria.
Noi possiamo predire cosa avverrà in futuro. La nostra piattaforma si concentra sulla possibilità di implementare manutenzione predittiva nelle infrastrutture civili per anticipare qualsiasi problema prima che questo si verifichi.
Attraverso un sistema distribuito di sensori appositamente installati in punti strategici dell’infrastruttura, la piattaforma IoT di Sensoworks raccoglie tutti i dati necessari ancora grezzi e incomprensibili e lo traduce in informazioni leggibili e indicizzate su dashboard appositamente create. Ciò permette sia alla piattaforma IoT di Sensoworks sia ai gestori e ai supervisori di capire cosa è stato, e cosa ne sarà dell’infrastruttura monitorata e di intervenire tempestivamente se necessario.
Nel caso di tunnel e tubi di reti fognarie, Sensoworks ha progettato una soluzione basata su sensori costituiti da cavi in fibra ottica lunghi fino a 50 chilometri. Per il monitoraggio di reti fognarie i sensori che impieghiamo sfruttano lo scattering di Brillouin lungo tutta la fibra ottica.
Un cambio nella frequenza di Brillouin segnala alla piattaforma un cambio nella temperatura e/o nella tensione meccanica. Ogni cavo è progettato per reagire a entrambi i fenomeni.
I progetti di Sensoworks funzionano con sistemi di “loop chiuso” per raggiungere risultati migliori in termini di risoluzione spaziale. La differenza fra “loop chiuso” e “loop aperto” dipende dall’uso della radiazione della luce: “trasmessa” nel primo caso e “riflessa” nel secondo.
Grazie a Sensoworks, le reti fognarie sono monitorate costantemente (24h al giorno, 365 giorni all’anno) per più di 37km di tubi. La piattaforma è sempre alla ricerca di deformazioni, controlla costantemente i livelli d’acqua, la velocità e la portata e controlla potenziali anomalie dovute a infestazioni parassitarie.
Questo sistema non è limitato solo alle reti fognarie. La piattaforma IoT di Sensoworks è progettata per essere altamente scalabile ed adattabile ai diversi sistemi infrastrutturali. Sensori applicabili in questo modo possono essere installati su tubi dell’acqua e del gas (per quest’ultimo, Sensoworks utilizza un Sistema Acustico Distribuito ad alta frequenza ad alta precisione per le fughe di gas) per monitorare il sistema di riscaldamento o la fornitura d’acqua.
In questo modo le autorità di gestione possono eseguire meno interventi ma con maggiore precisione, contenere sia potenziali malfunzionamenti che i costi di manutenzione - sia costi operazionali che quelli per il dislocamento del personale.
Inoltre, le cause per i malfunzionamenti di strutture sotterranee possono essere complesse da comprendere e solo attraverso interventi costosi si può avere una valutazione delle ragioni di guasti e malfunzionamenti. La dashboard della piattaforma di Sensoworks, invece, riporta informazioni chiare, con soglie e limiti configurabili per notificarti in tempo reale il caso in cui un qualsiasi valore superi i limiti di sicurezza. E sapere cosa sta succedendo e dove.
La missione di Sensoworks è di fornire soluzioni che possano migliorare la vita quotidiana delle persone. Le infrastrutture, oggi, ne sono parte integrante: le nostre vite sarebbero molto più difficili senza il sistema infrastrutturale di strade, ponti, tunnel, reti fognarie, e così via.
L’urbanizzazione e l’evoluzione dei nostri stili di vita deve essere accompagnato da un costante miglioramento della tecnologia e dei sistemi in uso, a maggior ragione se confrontato con un numero crescente di persone che fanno uso delle infrastrutture civili.
Sensoworks crede nel potenziale della tecnologia a servizio delle persone. Il monitoraggio delle infrastrutture e dei servizi cittadini è il modo in cui vogliamo restituire valore alla comunità, e prevedendo cosa avverrà vogliamo dare a tutti il potere di un’infrastruttura più forte e sicura.
Contattaci per avere i informazioni a riguardo e richiedi una demo personalizzata.
