Strumenti TitleSmart per una gestione sostenibile delle acque urbane
La crescita della popolazione, i cambiamenti nello stile di vita, l’invecchiamento delle infrastrutture e l’aumento della complessità dei sistemi rappresentano alcune delle sfide che i gestori delle risorse idriche urbane si trovano a dover affrontare. Questa situazione è inasprita dai cambiamenti climatici, che possono comportare scarsità idrica o riduzione della qualità dell’acqua, oltre a una maggiore quantità di eventi meteorologici estremi con conseguente aumento delle acque meteoriche o delle isole di calore. Per rispondere a questo problema, gli operatori hanno bisogno di sistemi digitali intelligenti dotati di dati migliori e devono al contempo soddisfare le aspettative per quanto concerne la responsabilità e il miglioramento del coinvolgimento pubblico. «Politiche quali la direttiva quadro sulle acque dell’UE stanno esortando le autorità a implementare piani di gestione idrica, molti dei quali fanno affidamento su pratiche di contabilizzazione dell’acqua basate sul monitoraggio in tempo reale, un metodo che spesso non è previsto», afferma Chrysi Laspidou, coordinatrice di Water4Cities. Questo progetto sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie ha contribuito a elaborare una metodologia per la gestione delle acque meteoriche e del sistema di approvvigionamento idrico basandosi su strumenti di monitoraggio al di là dello stato dell’arte potenziati dalla visualizzazione di componenti critici e indicatori chiave di prestazione (ICP). «Ottimizzando le prestazioni della rete con importanti dati operativi, i nostri prototipi forniscono valore agli utenti finali promuovendo allo stesso tempo una gestione idrica urbana sostenibile», sintetizza Laspidou, docente presso l’Università della Tessaglia, che ha ospitato il progetto.
I prototipi per la visualizzazione e la gestione dei dati
Il fulcro della soluzione di Water4Cities è rappresentato da una piattaforma per la raccolta dei dati ricavati dai sensori, l’analisi basata sugli algoritmi e la visualizzazione degli utenti finali. «Il sistema è di tipo plug and play ed è compatibile con altri sistemi meteorologici, per la fatturazione dell’acqua e per l’elaborazione di dati su flusso e pressione», spiega Laspidou. Water4Cities ha sviluppato due prototipi pilota: uno per la gestione delle acque meteoriche a Lubiana, in Slovenia, e un altro per la gestione dell’approvvigionamento idrico urbano a Sciato, in Grecia. A Lubiana, il software di supporto alle decisioni ha consentito di visualizzare diversi luoghi e le relative caratteristiche basandosi su dati aperti, come ad esempio quelli associati alle stazioni pluviometriche. L’elaborazione algoritmica di questi dati e/o di dati storici può pertanto generare modelli in grado di prevedere la probabilità relativa ai livelli delle acque freatiche o alle quantità di precipitazioni in diversi scenari. Il sistema è persino in grado di compensare l’eventuale mancanza di dati provenienti dai sensori. Ad esempio, un algoritmo ha la capacità di dedurre i livelli di acque freatiche, una variabile di difficile misurazione, a partire da altri dati ampiamente disponibili, come le precipitazioni. «Abbiamo ricevuto un riscontro positivo dalla valutazione condotta da LUZ, un’impresa slovena di urbanistica, in cui sono state intervistate dieci rappresentanti del mondo accademico e di quello industriale», afferma Laspidou. Il prototipo di Sciato, Polis Wizz, è stato co-progettato dall’Università della Tessaglia e da alcuni utenti finali, tra cui l’azienda di servizi idrici DEYASK (sito web in greco). I dati sono stati raccolti da sensori preesistenti, oltre che da altri che sono stati introdotti dal progetto, che hanno registrato la pressione e la velocità di flusso, il consumo presso diverse famiglie e la conducibilità, la profondità e la temperatura delle acque freatiche. I dati sono stati combinati con informazioni di tipo socio-economico, sul consumo storico di acqua e sulle infrastrutture. Gli algoritmi e le funzionalità di visualizzazione forniscono quindi ICP per l’intero sistema, tra cui costi, perdite, consumo energetico e fuoriuscite, garantendo un dettaglio con una precisione a livello di quartiere e a frequenza oraria. «Una rete ben mantenuta dura più a lungo e consente di risparmiare denaro, permettendo di gestire in modo rapido i problemi previsti. Il consumatore trae vantaggio da una misurazione della qualità dell’acqua continuativa, mentre il pompaggio eccessivo e il sovrasfruttamento delle acque freatiche consentono di risparmiare energia, a beneficio dell’ambiente», spiega Laspidou. Le prestazioni della piattaforma sono state valutate nel corso della Conferenza internazionale sulla Gestione dell’ambiente, l’ingegneria, la pianificazione e l’economia (CEMEPE, International Conference on Environmental Management, Engineering, Planning and Economics) del 2021 da parte di utenti esperti e non, a rappresentanza del pubblico. «Il riscontro è stato positivo per quanto concerne fruibilità ed esperienza utente e la piattaforma è stata ritenuta ben progettata. Ciononostante, abbiamo anche accolto raccomandazioni per apportare miglioramenti», aggiunge Laspidou.
Pensiero sistemico
Per facilitare il trasferimento delle conoscenze, Water4Cities ha stabilito alcuni distaccamenti tra i partner, pubblicando per di più dei contenuti di formazione. Le risorse del progetto saranno disponibili ai ricercatori nei progetti di follow-up NAIADES e Circular City. Inoltre, la piattaforma Polis Wizz è stata presentata come potenziale candidata per la commercializzazione e sono attualmente in corso dialoghi tra il mondo accademico e quello industriale. L’Università della Tessaglia è impaziente di adottare Polis Wizz per effettuare attività di ricerca sulle migliori modalità per esplorare le sinergie e i compromessi esistenti all’interno dei sottosistemi urbani interconnessi.
Parole chiave
Water4Cities, contabilizzazione dell’acqua, qualità dell’acqua, energia, infrastrutture, algoritmo, scarsità di acqua, consumatore, acque freatiche, velocità di flusso, cambiamenti climatici, condizioni meteorologiche
