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Per trovare le perdite d’acqua negli acquedotti italiani si usa la tecnologia

perdite idriche
Immagine da Depositphotos

Come contenere perdite e sprechi, per una maggiore sostenibilità della gestione dei sistemi idrici italiani, attraverso sistemi avanzati di intelligenza artificiale e tecnologia.

In Italia viene disperso il 42 percento dell’acqua immessa quotidianamente negli acquedotti, che per il 60 percento è in funzione da più di 40 anni, mentre uno su quattro supera i 50 anni di vita.

Sono dati dell’Osservatorio Valore Acqua per l’Italia. Per contrastare questa criticità infrastrutturale delle perdite d’acqua, nel Pnrr sono stati previsti dei finanziamenti per nuove tecnologie e risorse in grado di risolvere il problema.

Ariele Zanfei e Andrea Menapace, ricercatori del Laboratorio di Termofluidodinamica della Libera Università di Bolzano al Noi Techpark, hanno recentemente pubblicato un paper (Novel approach for burst detection in water distribution systems based on graph neural networks) sulla rivista scientifica Sustainable Cities and Societies, in cui illustrano le possibilità che l’applicazione delle più avanzate tecniche di Intelligenza Artificiale offre per contenere perdite e sprechi, nell’ottica di una maggiore sostenibilità della gestione dei sistemi idrici.

L’innovazione proposta dai ricercatori di UniBz consiste nello sviluppo di un modello basato sui graph neural network, in cui i modelli di reti neurali vengono ulteriormente arricchiti dalla presenza delle strutture a grafo, che permettono una conoscenza spaziale degli acquedotti, necessaria per l’individuazione delle anomalie.

I dati di pressione e portata delle tubature del sistema idrico vengono sfruttati per individuare più velocemente e con aumentata precisione eventi anomali che possono indicare un guasto o una perdita.

L’algoritmo creato nel Laboratorio di Termofluidodinamica può avere anche altri utili impieghi. Può essere, per esempio, addestrato per stimare i consumi e la domanda di acqua: una caratteristica che consente ai gestori di ottimizzare il pompaggio di acqua nella rete per la produzione di energia idroelettrica.

Identificare le perdite idriche su grandi reti

L’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Irea-Cnr) e la startup innovativa Flyted hanno siglato un accordo triennale finalizzato allo studio e sperimentazione sul campo di soluzioni che permettano di identificare in modo efficace, efficiente e scalabile le perdite idriche su reti di grandi dimensioni, con particolare riferimento agli impianti interrati di trasporto acqua sotto la gestione degli acquedotti.

La messa a fattor comune delle competenze di queste due realtà permetterà di raggiungere avanzamenti tecnologici e trovare nuove soluzioni per monitorare lo stato e le perdite delle infrastrutture idriche, anche se sotterranee e di grandi dimensioni.

I dati sulle condutture saranno raccolti grazie all’impiego di droni sia multirotore che ad ala fissa, mentre il monitoraggio nelle aree cittadine avverrà attraverso strumenti di terra.

La collaborazione durerà tre anni e prevede lo sviluppo di piattaforme comuni, la conduzione di test sul campo e l’elaborazione di procedure specifiche.

Pipecare, startup nata nel 2017 con fatturato annuo di un milione di euro, propone soluzioni innovative per il monitoraggio delle reti idriche, l’individuazione delle perdite e la loro riparazione con tecnologie senza scavi.

Pipecare è concessionaria esclusiva per l’Italia di alcune tecnologie israeliane d’avanguardia. La prima è Talr (Trenchless Automated Leakage Repair), che permette di riparare senza scavare perdite multiple e distribuite lungo sezioni di tubazioni fino a circa 500 metri, senza doverle localizzare puntualmente, ottenendo una riduzione massiva delle perdite in tempi rapidi.

La tecnologia brevettata a livello internazionale (con riparazioni efficaci della durata di almeno 15 anni) si basa sull’utilizzo di un composto a base vegetale-alimentare, detto Pig-Train, che sigilla istantaneamente tutti i punti di perdita lungo la tubazione in pressione.

Il Pig-Train viene inserito ed estratto attraverso punti di innesto quali idranti, bocchette antincendio o tubi a T verticali e attraversa la tubazione spinto dall’acqua di rete.

Un altro aspetto fondamentale è il monitoraggio delle perdite e qui intervengono le altre tecnologie offerte da Pipecare, come Aqs-Sys di Aquarius Spectrum per la localizzazione delle perdite e il loro monitoraggio in continuo, per poterne valutare costantemente la loro comparsa, l’intensità, l’evoluzione nel tempo e l’efficacia delle riparazioni effettuate.

Il sistema Aqs-Sys è una soluzione basata su una rete di sensori acustici fissi che rilevano in continuo il rumore proveniente dalle condotte idriche di qualunque dimensione e materiale.

Un’altra tecnologia è quella denominata Wlm-System, che utilizza misuratori di tipo multi-parametrico per la misura simultanea di portata, pressione, rumore e, opzionalmente, della temperatura dell’acqua.

La Wlm-System è dotata di una piattaforma software (Aqualys) che sfrutta le capacità di algoritmi con intelligenza artificiale per l’analisi dei dati provenienti dai sensori e l’individuazione di situazioni critiche.

Tra le capacità di analisi degli algoritmi di Aqualys c’è la pre-localizzazione dell’insorgere delle perdite a livello di distretto. I misuratori Wlm-System sono di tipo a inserzione ed è possibile installarli su condotte in pressione senza interrompere il servizio idrico.

Diverse le tecnologie in campo in Italia tra idee innovative e Pnrr, dunque, per ridurre lo spreco d’acqua e riparare gli impianti in vista di una vantaggiosa tutela dell’ambiente e delle risorse idriche.

Crediti immagine: Depositphotos

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