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Enabling the continuous monitoring of drinking water with an all-in-one sensor

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Un unico sensore si prefigge di garantire acqua potabile sicura

Il monitoraggio costante dell’acqua potabile si dimostra un problema critico per la salute pubblica. Una nuova tecnologia di sonda sviluppata da ricercatori finanziati dall’UE potrebbe contribuire ad assicurare l’approvvigionamento sicuro di acqua ai rubinetti in modo preciso ed economico.

Alimenti e Risorse naturali

Patogeni microbici, agenti inquinanti chimici e altri agenti pericolosi costituiscono gravi minacce per la salute che si annidano nelle forniture di acqua potabile. In effetti, l’OMS stima che l’80 % delle malattie sia trasmesso dall’acqua. «Tra le principali fonti di inquinamento dell’acqua dolce figurano lo scarico di acque reflue non trattate, il riversamento di effluenti industriali e il deflusso proveniente dai terreni agricoli», spiega il coordinatore del progetto CENSE, Franck Barrere, dell’azienda EFS, con sede in Francia. «I sistemi di approvvigionamento dell’acqua potabile risultano inoltre bersagli vulnerabili per azioni terroristiche.»

Le difficoltà legate alla misurazione del cloro

La direttiva europea sull’acqua potabile stabilisce che essa debba essere priva di qualunque microrganismo, parassita o sostanza che potrebbe potenzialmente compromettere la salute umana. Al fine di eliminare ogni tipo di minaccia potenziale per la salute, la gran parte delle acque disinfettate nel mondo occidentale contiene cloro. I livelli del cloro devono essere compresi tra 0,3 mg/l e 1,0 mg/l, affinché rimuova efficacemente agenti inquinanti senza nuocere alla salute umana. Tuttavia, può essere difficile garantire che tali livelli siano rispettati senza l’esecuzione continua e precisa di misurazioni lungo l’intera rete di distribuzione. «Quando, durante un workshop tenutosi nel 2010, abbiamo domandato ai fornitori idrici di elencare i problemi principali correlati al monitoraggio dell’acqua potabile, la risposta fornita in prevalenza riguardava l’esigenza di risolvere il problema dei sensori del cloro», afferma Barrere. «Le reti di distribuzione presentano condizioni difficili per il funzionamento dei sensori. Le soluzioni esistenti, compresi i metodi colorimetrici e la tecnologia elettrochimica, non si dimostrano sempre adatte per l’uso nelle tubature. Abbiamo riscontrato la necessità di una soluzione precisa ed economica per ovviare a questo problema.»

Sensori per condizioni estreme

L’obiettivo del progetto CENSE consisteva nella realizzazione di una sonda in grado di misurare in continuazione i parametri idrici principali al fine di garantire la presenza di acqua di qualità e il corretto funzionamento delle reti di distribuzione. In particolare, Barrere e il suo gruppo intendevano creare una singola sonda che riuniva sei sensori di monitoraggio della qualità dell’acqua in un unico dispositivo per controllare parametri relativi a temperatura, torbidità, pressione, conduttività, portata e cloro. «Per raggiungere tale traguardo, il primo passo era abbattere gli ostacoli di carattere tecnologico», dichiara Barrere. «Per questo motivo, abbiamo prestato attenzione a conseguire un basso consumo energetico, la miniaturizzazione e la resistenza a condizioni estreme.» Successivamente, sono stati sperimentati e convalidati diversi sensori e componenti. Infine, si è proceduto con la progettazione e la produzione di un lotto di 15 sonde complete per prove in laboratorio e in loco, in collaborazione con società di distribuzione idrica. «Abbiamo inoltre condotto analisi di mercato in Francia, Europa e nel mondo per posizionare il nostro prodotto e individuare le esigenze di commercializzazione principali», aggiunge Barrere.

Garantire acqua potabile sicura

Barrere e il suo gruppo sono riusciti a convalidare il modello della sonda e a dimostrarne la capacità di funzionare e monitorare l’acqua in presenza di condizioni estreme. Le principali beneficiarie di questa tecnologia inedita saranno le reti di distribuzione dell’acqua potabile, che potranno installare le sonde nelle loro soluzioni di gestione idrica intelligente. «Ciò consentirà loro di monitorare costantemente la qualità dell’acqua e di ottimizzare la disinfezione avvalendosi di quantità corrette di cloro», sottolinea Barrere. «Così facendo, le comunità e i cittadini potranno beneficiare di un approvvigionamento di acqua potabile più sicuro.» Un altro aspetto importante è che le sonde potrebbero anche essere utilizzate per il rilevamento di perdite. Infatti, un buon 20 % dell’acqua potabile si perde lungo la catena di distribuzione, il che rappresenta un costo economico e ambientale notevole. L’individuazione precoce delle perdite permetterebbe l’esecuzione di riparazioni rapide ed efficienti, assicurando risparmi sui costi e un impiego più efficiente di una risorsa preziosa. I prossimi passi contemplano il perfezionamento del modello finale delle sonde e lo svolgimento di ulteriori prove. Attualmente, sono in corso di concessione tre brevetti e Barrere prevede che la commercializzazione avrà inizio prima della fine del 2023.

Parole chiave

CENSE, acqua, salute, cloro, sensori, microbico, agenti inquinanti, patogeni

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