Applicazioni dell’intelligenza artificiale e della manutenzione predittiva nel servizio idrico integrato
L’acqua è uno delle risorse naturali più presenti e tutelate tra i 17 obiettivi dell’Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile dell’ONU (SDG Goal 6 “Garantire a tutti la disponibilità e la gestione sostenibile dell’acqua e delle strutture igienico sanitarie” ; Goal 14 “Conservare e utilizzare in modo sostenibile gli oceani, i mari e le risorse marine per uno sviluppo sostenibile” e Goal 13 “Adottare misure urgenti per combattere il cambiamento climatico e le sue conseguenze”), sono tutti rivolti a preservare il bene più prezioso.
Nonostante questa riconosciuta centralità a livello globale, guardando al nostro Bel Paese restano drammaticamente elevate le perdite idriche nella rete di distribuzione nazionale: secondo l’ISTAT nel 2020 la dispersione idrica si è attestata intorno ai 3,4 miliardi di metri cubi, ovvero pari al 42,2% dell’acqua immessa in rete.
Il settore idrico nel PNRR
La salvaguardia delle risorse idriche e la gestione efficace, efficiente e sostenibile dei servizi idrici rientra anche tra gli obiettivi del Piano nazionale di ripresa e resilienza (PNRR) che, secondo il rapporto “Gli investimenti e le riforme Pnrr per le infrastrutture idriche”, destina alle risorse idriche circa 2,9 miliardi di euro, più un ulteriore miliardo di euro stanziato nel 2022 proveniente dal programma europeo REACT-EU e dal Fondo per lo Sviluppo e la Coesione (FSC) 2014-2020 e 2021-2027.
Più in dettaglio la componete 4, “Tutela del territorio e della risorsa idrica”, della missione 2, “Rivoluzione verde e transizione ecologica”, del PNRR, prevede due investimenti:
- Investimento 4.1: Investimenti in infrastrutture idriche primarie per la sicurezza dell’approvvigionamento idrico, a cui sono destinati 2 miliardi;
- Investimento 4.2: Riduzione delle perdite nelle reti di distribuzione dell’acqua, compresa la digitalizzazione e il monitoraggio delle reti a cui sono destinati 900 milioni.
Fattori che determinano l’usura delle condotte idriche
I fattori che possono determinare la rottura di una conduttura sono diversi, come la vetustà o il diametro della condotta, il materiale di cui è costituita, ma anche fattori esterni alla stessa quali la temperatura, il tipo di suolo ed i suoi eventuali cedimenti. Inoltre, come spiega Giuseppe Ciniero, Mipu Smart Cities Product Owner: «Generalmente, la pressione dell’acqua in rete viene gestita in base al tipico paradigma giorno-notte: una pressione di giorno, quando il consumo è maggiore, una pressione per la notte, quando invece la domanda è inferiore. Tuttavia, questo paradigma nasconde delle inefficienze: se si riuscisse a regolare la pressione dell’acqua in base alle esigenze di quello specifico momento si potrebbe ridurre drasticamente l’impatto sulle condutture, contribuendo così a diminuire il logoramento, le perdite e le rotture».
Il ruolo della manutenzione predittiva e della intelligenza artificiale nel settore idrico
Con l’aggravarsi della crisi climatica, l’alternanza tra inondazioni, spesso causate da “bombe d’acqua”, e periodi di siccità, rischiano di diventare endemici.
L’intelligenza artificiale può – e deve – inserirsi efficacemente e positivamente in questo scenario, con una serie di soluzioni volte, ad esempio, alla riduzione dell’impatto delle onde di piena sul territorio e alla massimizzazione dello sfruttamento della risorsa idrica.
Passando da una manutenzione a guasto (gestita cioè mediante interventi programmati a prescindere dal reale stato di degrado della rete e interventi non programmati necessari quando si verifica un guasto o una perdita imprevista) ad una manutenzione predittiva, sarà possibile intervenire prima che il guasto si verifichi, risparmiando così la preziosa risorsa idrica e riducendo al contempo perdite e costi.
Come spiega il dottor Ciniero l’implementazione di un sistema di manutenzione predittiva prevede diverse fasi riportate nell’immagine a seguire:
Come riportato sopra, un altro ambito in cui l’Intelligenza Artificiale può essere di aiuto è la gestione adattiva della pressione dell’acqua erogata, consentendo di rispondere in maniera adeguata alle variazioni della domanda. Per ottenere questi risultati però è essenziale avere a disposizione i dati.
Proprio in tale ottica, i fondi PNRR stanno incentivando la sostituzione dei tradizionali contatori con gli smart meter, che permettono la telelettura dei contatori, così da abilitare il controllo in tempo reale dei consumi massimi e minimi delle diverse utenze, un primo passo necessario per l’evoluzione verso un sistema di gestione del servizio idrico integrato sempre più smart e digitale.