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Digital Twinning per le reti idriche: una soluzione per la siccità estiva?

Digital twinning: un rubinetto d'acqua
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L’arrivo delle prime ondate di calore, a giugno, riaccende puntualmente i riflettori su una delle ferite più gravi e paradossali del nostro territorio: la fragilità delle infrastrutture idriche. L’adozione di tecnologie avanzate basate sul digital twinning non è una semplice opzione di ammodernamento, bensì una possibile difesa per evitare il razionamento e garantire la continuità di servizi essenziali.

Tradizionalmente, la gestione degli acquedotti si è basata su logiche puramente reattive. Si è intervenuti soltanto a danno subìto, quando una tubazione esplodeva e rompeva l’asfalto. Il digital twinning permette di scardinare questa dinamica, proponendo una gestione intelligente delle reti idriche attraverso la creazione di un clone virtuale perfetto della rete fisica.

Il gemello digitale, alimentato in tempo reale da flussi di dati attendibili e costanti, si rivela insuperabile per implementare efficaci strategie contro la siccità estiva. In Italia si perde mediamente il 42% dell’acqua immessa in rete, ma l’impiego di gemelli digitali e il monitoraggio delle perdite d’acqua attraverso l’AI è in grado di individuare i punti critici, riducendo le perdite occulte.

Il paradosso di giugno: la popolazione dei borghi decuplica ma l’acqua finisce

Il mese di giugno apre l’estate e segna l’inizio dell’afflusso turistico. La bella stagione è un volano economico vitale per il Paese. Tuttavia, esercita una pressione antropica insostenibile sulle infrastrutture dei piccoli comuni, costieri come collinari. Molti di questi centri, storicamente caratterizzati da poche migliaia di residenti stabili, vedono decuplicare i propri abitanti, in pochi giorni, a causa dell’insediamento nelle seconde case e dell’entrata in funzione delle strutture ricettive.

Questo picco demografico improvviso innesca il fenomeno denominato stress idrico turistico. Si tratta di un cortocircuito infrastrutturale in cui reti nate per servire un bacino di un migliaio di utenze, o poco più, si trovano a dover distribuire contemporaneamente acqua a oltre diecimila persone.

La conseguenza diretta di questo sovraccarico è il collasso pressorio della rete. I picchi di prelievo, concentrati nelle prime ore del mattino, alla sveglia, e in serata, quando si rientra, provocano cali di pressione drastici, lasciando i quartieri più alti o periferici completamente all’asciutto. Questa dinamica mette a rischio lo sviluppo di un turismo sostenibile nei borghi, necessario a mantenere tali località popolate, attive e in salute, poiché la carenza d’acqua mina naturalmente l’attrattività di un territorio. Senza strumenti predittivi in grado di anticipare la domanda, i gestori locali sono costretti a ricorrere a misure d’emergenza, come chiusure notturne programmate o richiesta di autobotti.

Si tratta però soltanto di soluzioni tampone, che non risolvono il problema strutturale della dispersione idrica.

Che cos’è il digital twinning idrico

Un gemello digitale della rete acquedottistica non è una semplice mappa statica, o una rappresentazione tridimensionale. Parliamo proprio di un ecosistema informatico, dinamico e basato sulla modellazione idraulica digitale ad altissima precisione.

Integrazione di sensori IoT e dati storici di consumo

La realizzazione di un gemello virtuale poggia sull’installazione capillare di sensori Internet of Things, o IoT, posizionati nei punti nevralgici della rete fisica. Si tratta di rilevatori di pressione, statici e dinamici, misuratori di portata elettromagnetici e microfoni acustici intelligenti i quali registrano costantemente le vibrazioni interne delle condotte, inviando dati, in tempo reale, a un software centrale.

Il sistema accoppia le informazioni ricevute con le serie storiche dei consumi passati. Monitorando le variazioni di pressione, e le micro-anomalie sonore, il digital twin esegue migliaia di simulazioni idrauliche al secondo. Questo calcolo continuo consente di localizzare, con una precisione davvero millimetrica, i cedimenti strutturali in corso d’opera. Ciò significa che può intercettare le perdite occulte con molta rapidità, prima che si manifestino in superficie e provochino disagi e interruzione del servizio.

Algoritmi predittivi per il bilanciamento dei carichi

La forza del sistema di digital twinning risiede nella sua componente predittiva, guidata da algoritmi di intelligenza artificiale. L’AI non si limita a registrare l’esistente, ma si spinge fino ad anticipare la domanda idrica delle successive 24 o 48 ore, integrando variabili esogene verosimili, quali i dati delle prenotazioni alberghiere trasmessi dalle piattaforme turistiche locali, le previsioni meteo orarie e/o i trend storici dei flussi.

Sapendo in anticipo che alle ore 19:00 di un determinato giorno si verificherà un picco di prelievo simultaneo, il gemello digitale regola automaticamente, e in modo predittivo, la velocità delle pompe di sollevamento e l’apertura delle valvole di regolazione nei serbatoi di accumulo.

Questo bilanciamento dinamico previene l’insorgere di sovrapressioni notturne, che rappresentano la causa principale delle rotture dei tubi vecchi, oltre a e scongiurare i cali di pressione diurni.

Implementazione e scalabilità: dai grandi gestori ai piccoli comuni

La transizione verso la digitalizzazione del sottosuolo idrico richiede un quadro di investimenti programmato, che tenga conto della frammentazione gestionale del territorio italiano. Nel nostro Paese abbiamo un grave problema di infrastrutture: la rete idrica è vecchia, fragile e presenta numerose perdite, che portano allo spreco di oltre il 40% dell’acqua potabile disponibile. Una riconversione integrale al digital twinning ci darebbe modo di intervenire prontamente e tempestivamente.

Gli scenari aggiornati relativi alle dispersioni acquedottistiche e ai consumi idrici della popolazione italiana sono consultabili pubblicamente. È sufficiente consultare il Report Risorse Idriche di ISTAT, un dossier statistico dettagliato che fotografa annualmente lo stato di salute delle nostre infrastrutture idriche, evidenziando le aree geografiche che necessitano di interventi urgenti di digitalizzazione, allo scopo di contrastare gli effetti strutturali dei periodi siccitosi o di sovraffollamento.

Il ruolo del PNRR nella digitalizzazione idrica

Nel corso dell’estate 2026, i fondi PNRR di cui abbiamo potuto beneficiare negli ultimi anni, in seguito alla crisi pandemica, si esauriranno. Non potremo più contare su queste ingenti risorse economiche e dovremo finanziare con altri crediti l’opera di digitalizzazione idrica. In questo periodo che si va a concludere, comunque, i bandi del Piano di Ripresa e Resilienza hanno contribuito a lanciare operazioni e progetti pilota che andavano in questa direzione.

I bandi per la riduzione delle perdite

I finanziamenti europei del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza, gestiti attraverso le linee dedicate del Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica, hanno rappresentato il principale motore economico di questa trasformazione.

I bandi legati al Fondo Idrico e attivati dal Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti mirano specificamente al finanziamento di progetti di distrettualizzazione e digitalizzazione delle reti idriche. L’adozione del digital twinning viene considerata una soluzione tecnologica altamente qualificata e prioritaria nei criteri di valutazione delle commissioni ministeriali per l’assegnazione dei fondi, poiché garantisce risultati misurabili in termini di risparmio idrico immediato.

Accesso ai fondi per le amministrazioni locali

Le grandi multiutility distribuite lungo il territorio nazionale dispongono internamente delle risorse burocratiche per aggiudicarsi i fondi. I piccoli Comuni, però, incontrano spesso ostacoli legati alla mancanza di personale tecnico specializzato. Per superare questo limite, il meccanismo di accesso incentiva l’aggregazione dei territori in consorzi, o partenariati, guidati dai gestori d’ambito. Questo modello consente anche ai piccoli borghi di beneficiare delle economie di scala, integrando le proprie reti frammentate all’interno di un unico grande gemello digitale territoriale, comprendente la riproduzione delle infrastrutture di più comuni.

Strategie di implementazione per diverse dimensioni

Appurata la possibilità di accedere ai bandi europei, finché ve ne saranno, sia per attori dalle dimensioni rilevanti sia per municipi di dimensioni contenute, vediamo quali strategie di implementazione di digitalizzazione idrica possono essere preferite da grandi gestori e piccoli comuni.

L’approccio dei grandi gestori al digital twinning

Nelle grandi aree metropolitane, dove chi presiede alla rete serve milioni di utenti, l’implementazione si focalizza sull’integrazione nativa del digital twin con le infrastrutture informatiche già presenti presso gli headquarters del gestore idrico. I sistemi di telecontrollo SCADA, architetture hardware e software che monitorano, supervisionano e controllano impianti industriali e infrastrutture complesse, assieme ai database cartografici GIS, acronimo di Geographic Information System, che mappano con precisione le tubature sotterranee, sono sistemi già attivi da tempo, i quali devono essere assorbiti dal gemello digitale.

La piattaforma avanzata di digital twinning unifica questi silos di dati separati, offrendo una cabina di regia unica e più semplice da usare, in grado di ottimizzare flussi complessi, dati e monitoraggi provenienti dalle tubature e/o dai grandi impianti di potabilizzazione.

Soluzioni modulari per piccoli comuni

Nei piccoli centri urbani non è necessario procedere a una digitalizzazione totale immediata. La quale correrebbe il rischio di risultare economicamente insostenibile per casse non ricche. L’implementazione può avvenire per fasi successive, attraverso soluzioni che possiamo definire light e architetture modulari.

Si inizia mappando e sensorizzando esclusivamente le aree critiche, o le condotte adduttrici principali soggette a frequenti guasti, secondo le segnalazioni del recente passato. Questo approccio a blocchi permette di ottenere benefici immediati. Attraverso investimenti iniziali ridotti sarà possibile contenere bene lo stress idrico estivo, espandendo la rete di sensori solo in un secondo momento, quando i fondi lo consentiranno e l’opinione pubblica, dopo l’esperienza estiva, avrà avuto modo di verificare come questo nuovo approccio possa migliorare la gestione di un bene tanto prezioso come l’acqua potabile.

I vantaggi per l’utente finale: bollette e trasparenza

Digitalizzare le reti sotterranee attraverso il twinning produce un impatto visibile e concreto sulla vita quotidiana e sulle tasche dei cittadini. Di seguito, riportiamo i benefici principali per il privato.

Smart metering e consumo consapevole

L’efficacia del gemello digitale aumenta quanto più il sistema di twinning può dialogare direttamente con gli smart meter, i contatori digitali di ultima generazione installati presso le singole utenze domestiche. Questi dispositivi trasmettono i dati di consumo orari al digital twin. Esso, incrociandoli con il modello di rete, è in grado di rilevare anomalie insolite a valle del contatore, avvisando tempestivamente l’utente privato, tramite un’app dedicata da attivare, in caso di perdite occulte nel giardino o nell’impianto di casa. Questo sistema è in grado di anticipare la brutta sorpresa di bollette esorbitanti a fine mese.

Riduzione dei disservizi

Senza la presenza di tecnologie digitali, nell’eventualità in cui si verifichi un guasto occulto, i tecnici possono impiegare giorni per localizzare il punto esatto della perdita. Dopotutto, devono procedere scavando alla cieca. Il digital twin riduce drasticamente il tempo medio della riparazione, localizzando la rottura in pochi minuti. Grazie al gemello digitale, le squadre di manutenzione intervengono a colpo sicuro, con scavi mirati. Questo modo di operare riduce la durata delle interruzioni idriche nei condomini e limita i disagi alla viabilità stradale.

Valore immobiliare e territoriale

Un comune che può certificare una stabilità idrica pressoché assoluta, esente da ordinanze di divieto o cali di pressione estivi, grazie alla messa in funzione del digital twinning, acquisisce un forte vantaggio competitivo, in termini di attrattività territoriale. Non si tratta di un aspetto da sottovalutare.

La sicurezza delle infrastrutture rappresenta un fattore rilevante per attirare nuovi investimenti commerciali. Può incentivare l’insediamento di residenti, anche alla ricerca di un luogo stimolante dal quale dedicarsi allo smart working, se parliamo di piccoli borghi tranquilli, e qualificare meglio l’offerta turistica, trasformando il comune in location più accogliente e meno afflitta da problematiche legate alle tubature idriche.

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Mattia Mezzetti

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