L’acqua potabile è una risorsa essenziale per la vita, ma scarseggia sempre più. Nella rete idrica italiana, se ne disperde ogni giorno moltissima. Abbiamo un problema cronico di spreco e inefficienza. Il 42% dell’oro bianco resta vittima di perdite d’acqua. Queste trasformano le nostre condotte in un colabrodo nazionale. Affrontare questa emergenza non è più solo una questione ambientale, bensì una necessità economica e strategica.
Una possibile soluzione al problema delle perdite d’acqua risiede nella digitalizzazione e nel monitoraggio predittivo della rete. Non è indispensabile sostituire interamente le tubature italiane, in un processo che sarebbe lento e dispendioso. L’Italia ha accelerato l’adozione di nuove tecnologie e concesso appositi fondi. Innovazioni quali satelliti, droni, sensori acustici e robot permettono oggi di passare da una ricerca lenta e reattiva a un monitoraggio su larga scala, in tempo reale. L’integrazione di questi dati è il cuore delle Smart Water Grid, le reti idriche intelligenti che utility come Gruppo CAP e Acquedotto Pugliese stanno già implementando.
In futuro, si farà probabilmente uso del cosiddetto Digital Twin, ovvero il gemello digitale della rete. Grazie a questa tecnologia, sarà possibile orientarsi verso una gestione ottimale della risorsa.
Il PNRR come acceleratore: i fondi per la digitalizzazione della rete idrica
Il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (noto come PNRR), risposta europea alla crisi dovuta al COVID-19, ha riconosciuto tra le priorità, per l’Italia, l’urgenza della crisi idrica. Sono state destinate risorse ingenti alla risoluzione del problema delle perdite d’acqua. Com’è noto, questi fondi sono in esaurimento. Che cosa è stato fatto nei mesi coperti dal finanziamento, e/o cosa si sta mettendo a punto per l’immediato futuro?
L’investimento 4.2 della missione Rivoluzione Verde
Il Piano Nazionale ha destinato centinaia di milioni di euro specificamente per l’ammodernamento e la digitalizzazione delle reti idriche (Missione 2 del PNRR, denominata Rivoluzione Verde e transizione ecologica, investimento numero 4.2) con l’obiettivo esplicito di ridurre le perdite d’acqua nella rete di distribuzione e aumentare l’efficienza della gestione. Questo finanziamento sblocca investimenti che le singole utility non avrebbero potuto sostenere in tempi brevi, imponendo al contempo un salto di qualità tecnologico. Si pone dunque come una vera e propria manna per l’intero settore.
Dalla distrettualizzazione ai sensori: cosa finanziano i bandi
I bandi del PNRR hanno finanziato, e finanzieranno ancora per alcuni mesi, interventi ritenuti prioritari che costituiscono la base di una Smart Water Grid, o rete idrica intelligente e tecnologica. In questo ambito, sono stati definiti, e si stanno integrando, alcuni elementi e dispositivi chiave:
- distrettualizzazione. Per una maggiore semplicità d’intervento, è stata stabilita la suddivisione della rete in piccoli settori, idraulicamente isolati e monitorati;
- smart metering o introduzione di contatori intelligenti. L’installazione di dispositivi digitali attraverso i quali è possibile la misurazione dei consumi in tempo reale aiuta a calcolare, con grande precisione, l’ammontare delle perdite d’acqua in ogni distretto;
- sistemi di monitoraggio avanzato. L’acquisto e l’implementazione di sensori di pressione, portata e qualità dell’acqua, lungo tutta l’infrastruttura, assisterà l’uomo nella custodia e nella manutenzione delle tubature.
Il colabrodo nazionale: perché perdiamo quasi la metà della nostra acqua
Per decenni, la ricerca delle perdite d’acqua è stata un processo costoso, lento e spesso casuale. Ciò spiega bene come mai la situazione italiana sia tanto deficitaria e, francamente, inaccettabile in un’epoca nella quale abbiamo contezza del vero valore della risorsa idrica. Le cause di questa inefficienza sono purtoppo strutturali, lungo la penisola.
L’età delle infrastrutture: una rete che invecchia
La causa principale dell’alto tasso di dispersione è l’anzianità delle infrastrutture italiane. Come documentato dal Blue Book di Utilitatis e Utilitalia, oltre che dalle rilevazioni ISTAT, oltre il 60% della rete idrica, nel nostro Paese, ha più di 30 anni. Il 25% ha superato i 50 anni. Le tubature in ghisa, o anche quelle in cemento-amianto, installate in un’epoca nella quale la risorsa idrica era considerata – a torto – illimitata, sono oggi soggette a rotture, fessurazioni e corrosioni diffuse.
I limiti della ricerca tradizionale delle perdite d’acqua: il geofono
Tradizionalmente, la ricerca delle perdite d’acqua si basava su metodologie molto più semplici e laboriose, come l’uso del geofono. L’operatore specializzato doveva percorrere, metro dopo metro, le condotte, ascoltando il rumore della perdita nel terreno per scovare ogni punto debole della rete. Questo metodo era naturalmente estremamente lento, e tutt’altro che scalabile, su una rete lunga migliaia di chilometri. Oltre a dimostrarsi inefficace in aree ad alto rumore ambientale era completamente inutile, laddove la tubatura fosse stata posta a metri di profondità.
Il principale problema legato a questa verifica, comunque, resta il fatto che essa è esclusivamente reattiva, dunque capace di individuare la perdita solo dopo la sua manifestazione, e non predittiva. Di fatto, comporta necessariamente lo spreco di una quantità considerevole di acqua potabile.
La caccia alle perdite d’acqua 4.0: un approccio integrato
In tempi recenti, le nuove tecnologie hanno trasformato la ricerca delle perdite d’acqua in una vera e propria scienza, molto più precisa di metodi risibili come quello del geofono. I dati necessari vengono oggi integrati ed elaborati da fonti diverse, che abbiamo riunito in un pratico specchietto:
| Tecnologia | Funzione | Vantaggio |
| Satelliti | Analisi del terreno tramite radar (SAR), il quale rileva le variazioni di umidità e le anomalie termiche superficiali. | Monitoraggio macro su vastissima scala e copertura di zone remote e/o non accessibili. |
| Droni | Uso di termocamere ad alta risoluzione, necessarie a individuare le differenze di temperatura causate dalla dispersione idrica nel sottosuolo. | Monitoraggio semi-macro: veloce e a basso costo. Si dimostra particolarmente utile in aree agricole o poco urbanizzate. |
| Sensori Acustici | Dispositivi installati direttamente sulle condotte, i quali registrano il rumore di una perdita e lo triangolano attraverso il GPS. | Precisione chirurgica (entro 1-2 metri), necessaria alla localizzazione esatta del punto di rottura. |
| Pipeguard Robot noti come PIG | Robot ispettivi che viaggiano all’interno dei tubi, mappando le condizioni interne e rilevando le fessure. Per riuscirci, si servono spesso di ultrasuoni o sonde a pressione. | Eseguono un’ispezione interna in tempo reale, la quale si rivela impareggiable, per efficacia, in condotte di grosso diametro. |
Il vero valore di questa caccia 4.0, come viene chiamata a causa delle tecnologie di cui si serve, risiede nella piattaforma software che integra dati satellitari (macro), acustici (micro) e di portata. La combinazione di queste tre dimensioni crea un’unica mappa dell’intelligenza di rete. Questo permette di correlare la variazione di pressione con il rumore anomalo e l’umidità superficiale. In questa maniera, si isola la posizione della perdita con un’efficacia che, nel recente passato, era impensabile.
Casi virtuosi in Italia: dove la tecnologia sta già facendo la differenza
Esistono utility italiane che stanno già guidando la trasformazione, dimostrando che l’efficienza idrica è raggiungibile. Le due meglio attrezzate, e frequentemente prese a modello, sono il gruppo milanese CAP e Acquedotto Pugliese.
Il modello Milano: la smart water grid di gruppo CAP
CAP è il gestore del servizio idrico integrato della Città metropolitana di Milano. La realtà è tra i precursori nell’adozione delle Smart Water Grid. Il loro progetto integra migliaia di sensori, da quelli di pressione a quelli acustici, con la modellazione idraulica. L’azienda sfrutta da tempo l’Intelligenza Artificiale. L’AI analizza flussi e pressioni, in tempo reale, per identificare le anomalie con ore, se non addirittura giorni, di anticipo rispetto alla rottura. Questa gestione predittiva permette di abbassare, selettivamente, la pressione, in alcune zone durante la notte, riducendo lo stress sulle tubature vecchie e prevenendo tutte le perdite d’acqua future.
La sfida del sud: il progetto contro le perdite d’acqua di Acquedotto Pugliese
Acquedotto Pugliese gestisce una delle reti più grandi e complesse d’Europa, in un territorio storicamente a forte stress idrico. L’azienda sta investendo, in modo massiccio, nella tecnologia. Il massimo sviluppo della loro strategia si deve ai fondi PNRR. Utilizzando la distrettualizzazione come primo strumento per isolare le aree problematiche, a queste latitudini hanno integrato sensori di monitoraggio e telecontrollo, agevolando un’efficace lotta contro il problema annoso delle perdite d’acqua, in un contesto dove ogni goccia conta, anche più che altrove.
Oltre il rilevamento: il futuro contro le perdite d’acqua è il digital twin
L’evoluzione finale delle smart water grid e il picco dell’attuale tecnologia è la creazione del gemello digitale.
Che cos’è un gemello digitale?
Il Digital Twin è così chiamato poiché rappresenta una copia virtuale, e dinamica, dell’infrastruttura fisica, aggiornata in tempo reale dai dati provenienti da ogni sensore installato lungo la rete. Non è una semplice mappatura 3D, sebbene possa ricordarla molto da vicino, bensì un modello vivo, con la funzione di replicare il comportamento idraulico della rete stessa.
Le applicazioni pratiche, dalla simulazione alla manutenzione predittiva
Gli scenari di gestione aperti dall’utilizzo di un digital twin sono rilevanti, secondo alcuni addirittura rivoluzionari, nell’ambito specifico di cui ci stiamo occupando.
- Permettendo ai gestori di portare a termine, in anticipo, la simulazione degli effetti di un guasto (come, ad esempio, la chiusura improvvisa di un tratto della condotta) o di una variazione di pressione improvvisa, prima che essa effettivamente avvenga, è possibile ottimizzare tutte le contromisure necessarie.
- L’intelligenza artificiale, operando sul gemello digitale, può prevedere, con alta probabilità, dove avverrà il prossimo guasto. Ci riesce in base all’età del tubo, alla pressione, e ai dati storici di rottura registrati. Questo consente di pianificare tutti gli interventi di manutenzione in modo predittivo, ovvero prima che si verifichi una perdita e occorra intervenire davvero.
- Il modello è in grado di calcolare la pressione minima necessaria, in ogni punto della rete, per garantire il servizio. Servendosi del digital twin è possibile portare a termine una vera ottimizzazione della pressione, allo scopo di ridurre lo stress sulle condotte e prevenire, in questo modo, le perdite d’acqua future.
La distrettualizzazione: dividere per governare
Le tecnologie di cui abbiamo scritto funzionano al meglio all’interno di una griglia distrettualizzata. Suddividere una grande rete idrica in tanti piccoli distretti, idraulicamente indipendenti, significa monitorarli più facilmente.
Il principio è davvero semplice: misurando l’acqua che entra e esce da ogni distretto durante la notte, quando i consumi dei cittadini sono minimi, i gestori possono capire immediatamente in quale area si concentra la perdita d’acqua non attribuibile e quantificarla. Invece di cercare un ago in un pagliaio di chilometri, come in passato, si sa subito dove sia la perdita, con un margine d’errore di pochi isolati. Questo permette di inviare le squadre di ricerca tecnologica e la loro strumentazione esclusivamente dove serva, trasformando un’operazione reattiva e dispersiva in una azione mirata ed efficace. È il primo passo per una gestione intelligente della risorsa.
