L’acqua intelligente può riparare l’approvvigionamento idrico interrotto della Gran Bretagna?

Anche se il Regno Unito ha un clima temperato, la gestione dell’acqua rimane una sfida significativa. Quest’anno è diventato uno dei più caldi e secchi mai registrati, ma anche il Regno Unito ha subito gravi inondazioni. Questi aspetti apparentemente diametrali della gestione dell’acqua devono essere conciliati per garantire la sicurezza idrica in futuro.

Pubblicata nel 2020, la National Water Strategy definisce le sfide che il Regno Unito deve affrontare per soddisfare il proprio fabbisogno idrico e come le infrastrutture dovranno evolversi. Nello specifico, saranno necessarie nuove tecnologie per conservare l’acqua dolce e risolvere questi problemi, in particolare con l’intensificarsi degli effetti del cambiamento climatico.

In precedenza sono state prese in considerazione proposte per la creazione di una rete idrica nazionale, basata sulla rete elettrica. Con questo sistema, abbondanti riserve d’acqua potrebbero essere trasportate tra le regioni del Regno Unito, in base alle necessità. Il fabbisogno energetico di questa rete, tuttavia, e gli effetti ambientali a catena potrebbero rappresentare delle sfide.

L’Università di Manchester ha preso in considerazione modi alternativi per trasferire l’acqua tra le regioni in scenari specifici, ma i costi e gli impatti ambientali rendono questa tecnologia in gran parte irrealizzabile. Anche la desalinizzazione – il processo di rimozione dei sali minerali nell’acqua – fa parte della strategia ma, ancora una volta, i costi ambientali con le emissioni spingono questa tecnologia oltre l’uso pratico.

Ci può essere del potenziale, tuttavia, in nuove tecnologie, come il filtro al grafene perforato di Lockheed Martin, che potrebbero rendere la desalinizzazione economicamente vantaggiosa. Anche i sistemi che producono acqua dolce dalle acque reflue dovranno espandersi. Forse le compagnie idriche possono anche rivolgersi alla NASA, che da decenni sviluppa sistemi di recupero delle acque reflue.

Usare l’IoT per rendere l’acqua più intelligente

Comprendere l’utilizzo dell’acqua è una componente cruciale di qualsiasi strategia idrica. In questo caso, l’Internet of Things (IoT) potrebbe essere la chiave per rapidi miglioramenti nell’identificazione delle perdite e nel monitoraggio del movimento e del consumo di acqua. Inoltre, le reti wireless intelligenti, che stanno entrando in uso pratico con il lancio del 5G, forniscono un ambiente di comunicazione su cui basare la tecnologia dell’acqua. Infatti, Ericsson prevede che entro il 2027 saranno disponibili cinque miliardi di dispositivi IoT.

L’industria dell’acqua ha molte strutture centralizzate che possono essere facilmente adattate con tecnologie di sensori come il controllo di supervisione e i sistemi di acquisizione dati (SCADA) per migliorarne l’efficienza. Tuttavia, la natura distribuita della rete idrica rappresenta una sfida più significativa.

Man mano che l’ambiente wireless si espande con la maturazione dell’IoT, tuttavia, la rete idrica più ampia potrebbe essere integrata nei sistemi di gestione esistenti per fornire approfondimenti end-to-end, più o meno allo stesso modo in cui i contatori intelligenti stanno trasformando il modo in cui viene consumata l’energia. Se l’acqua ottiene lo stesso status, molte tecnologie simili possono essere applicate al suo consumo e gestione.

L’impatto delle perdite sulle prestazioni complessive del sistema idrico non può essere sottovalutato, ed è uno dei problemi che affligge l’ecosistema idrico scricchiolante della Gran Bretagna. Ci sono esempi di tecnologia utilizzata in patria e all’estero che possono venire in soccorso. Sistemi come il Quatro Core LC-5000 di Fuji Tecom, ad esempio, possono individuare le perdite utilizzando il rilevamento del rumore. Il consumo d’acqua è monitorato in Arabia Saudita da IoTSens senza che i data logger irruppero nella rete idrica per installare i monitor, mentre CityTaps è una delle prime aziende a offrire un contatore dell’acqua prepagato.

“Il disboscamento acustico dei tubi dell’acqua è un’area in cui vedo molto potenziale per rivoluzionare il nostro approccio alle perdite”, dice Jack Lawton, responsabile della scienza dei dati presso Aiimi Professionista IT. “Ascoltando il suono delle perdite lungo i tubi in vari punti, è possibile triangolare la posizione esatta di una perdita, in alcuni casi con una precisione di un metro. L’abbiamo visto efficacemente implementato con il nostro cliente, Anglian Water, e c’è un crescente interesse anche altrove nel settore”.

Per molte aziende idriche, la digitalizzazione della gestione dei processi di rete è essenziale. Qui, la creazione di un gemello digitale sta guadagnando terreno in tutto il settore, poiché le società idriche vedono i vantaggi che i gemelli digitali portano ad altre attività. Il mirroring delle loro reti e dei sistemi di supporto in uno spazio digitale potrebbe aprire il potere che le tecnologie dei sensori IoT e l’apprendimento automatico potrebbero portare a tutte le aziende idriche.

Sarà necessaria una manciata di tecnologie, infatti, per rendere il sistema idrico del Regno Unito efficiente quanto necessario, afferma Joseph Tabita, responsabile dell’energia e delle materie prime, vicepresidente senior della società di consulenza per la trasformazione digitale Publicis Sapient. “Un ecosistema digitale migliorato è essenziale utilizzando l’intera gamma di tecnologie disponibili – dall’IoT ai robot all’apprendimento automatico – ci aiuterà a gestire un sistema idrico datato e complesso”.

Gestione e conservazione del patrimonio

L’acqua è un bene prezioso che spesso viene dato per scontato. Tuttavia, è necessario un approccio multiforme per garantire il mantenimento dell’approvvigionamento idrico, ma anche per un uso efficiente dell’acqua.

“Le azioni per gestire la domanda di acqua, come la riduzione dell’utilizzo e delle perdite, hanno un ruolo fondamentale da svolgere nel soddisfare le esigenze future”, conclude l’attuale Strategia nazionale per l’acqua. “Queste azioni possono essere attuate rapidamente, sono scalabili e spesso sono meno costose dell’aumento dell’approvvigionamento idrico attraverso le infrastrutture o dello spostamento dell’acqua dalle aree in eccedenza alle aree di bisogno”.

È già in atto un approccio più integrato alla gestione dell’acqua che utilizza la tecnologia alla base. Guidato da Northumbrian Water, il progetto Stream mira a utilizzare la condivisione di dati aperti tra tutte le principali società idriche per aiutarle a gestire l’acqua su scala nazionale. Il progetto ha la supervisione dell’Open Data Institute (ODI), che fornirà personalità degli utenti, architettura di progettazione tecnica e mappatura del più ampio ecosistema di dati sull’acqua nel Regno Unito.

“Conosciamo l’importanza di un approvvigionamento idrico pulito ed efficiente e crediamo fermamente nell’incoraggiare l’innovazione sia per risolvere i problemi che per migliorare i servizi al pubblico”, afferma l’amministratore delegato dell’ODI, Louise Burke.

Per Dom Couldwell, Head of Field Engineering EMEA presso DataStax, la raccolta e l’analisi dei dati è solo l’inizio. “La gestione dei sistemi di gestione dell’acqua del Regno Unito richiede l’elaborazione di enormi quantità di dati riguardanti la qualità, la distribuzione, la cattura e la domanda dell’acqua”, afferma Couldwell. “Questi dati vengono acquisiti da un’ampia varietà di fonti, in diversi formati e frequenze e quindi devono essere analizzati in tempo reale per reagire ai cambiamenti. Deve supportare più modelli di dati, dalle serie temporali agli eventi non strutturati. Dobbiamo organizzare quei dati e renderli utili per incrociare team funzionali con competenze diverse, casi d’uso e consentire loro di agire su quei dati in modo tempestivo”.

Ci sono una miriade di tecnologie che potrebbero essere utilizzate per risolvere molti dei problemi di gestione dell’acqua che le aziende trovano attualmente impegnative. Collegare diverse tecnologie, in particolare sensori avanzati, per creare un ecosistema digitale che può essere utilizzato per gestire l’acqua dall’estrazione al riciclaggio è il modo in cui ogni azienda idrica dovrebbe affrontare la propria trasformazione digitale per garantire una sicurezza idrica resiliente.