Acquedotto 4.0, Hera investe sull’intelligenza artificiale per prevenire le rotture della rete idrica
La manutenzione dell’acquedotto cambia pelle e si lancia nel futuro: grazie a una collaborazione con l’Università di Bologna e Rezatec, Hera sta infatti testando un algoritmo che individua i punti della rete a maggior rischio di rottura, per pianificare di conseguenza le sostituzioni mirate delle condotte. Dopo una prima sperimentazione nei comuni di Santarcangelo di Romagna, Riccione e Cattolica, nel 2021 il progetto si estenderà anche nel territorio di Forlì-Cesena, coinvolgendo complessivamente 2.800 km di rete
Lungo un acquedotto, non tutte le perdite sono uguali. Le migliori, ad esempio, sono quelle che non si verificano. Per scongiurare una perdita, però, c’è solo una cosa da fare: sostituire la condotta prima che questa si rompa. Come fare, allora, per sapere dove questo accadrà?
Se lo è chiesto il Gruppo Hera, secondo operatore nazionale del servizio idrico integrato, che nel solo territorio emiliano-romagnolo gestisce 27 mila chilometri di acquedotto, su cui investimenti e interventi di rinnovo devono essere pianificati in modo sempre più mirato, anche per limitare l’impatto dei cantieri su viabilità e cittadinanza. La sostituzione di soli 100 metri d’acquedotto, infatti, comporta almeno 15 giorni di lavoro.
La soluzione sembra arrivare, per così dire, “dal futuro”, grazie a un algoritmo di intelligenza artificiale che Hera sta testando per individuare i punti in cui è più probabile una rottura della rete idrica, al fine di concentrare – proprio lì dove serve di più - le proprie attività di manutenzione.
La forza dei risultati già acquisiti: con Hera perdite sotto la media nazionale
Nel territorio servito dal Gruppo, del resto, non siamo affatto all’anno zero. L’ulteriore passo in avanti intrapreso con questo progetto pilota, più precisamente, si aggiunge a un articolato programma di ricerca attiva delle perdite, per il quale Hera integra da tempo metodologie di tipo tradizionale con tecnologie all’avanguardia, come i satelliti e i raggi cosmici. Sul contenimento delle perdite - proprio per questo - la multiutility si attesta già oggi fra le migliori realtà nazionali: mentre gli acquedotti italiani perdono ogni giorno una media di 24 metri cubi di acqua per chilometro di rete, il territorio emiliano-romagnolo servito da Hera evidenzia infatti una realtà radicalmente diversa, capace di limitare le perdite giornaliere a 9,1 metri cubi di acqua per chilometro. Negli ultimi tre anni, in particolare, le sole attività di ricerca attiva hanno permesso al Gruppo di individuare 2.700 perdite occulte, riparando le quali sono stati recuperati circa 7 milioni di metri cubi di risorsa idrica. Ancora più significativi alla luce dei cambiamenti climatici in atto, questi importanti risultati sono resi possibili dagli oltre 100 milioni di euro che il Gruppo investe ogni anno nel comparto idrico, dei quali ben 30 milioni sono destinati al rinnovo delle condotte.
Dall’analisi di laboratorio al lavoro sul campo: il viaggio nel futuro parte dalla Romagna
Migliorarsi ulteriormente, quindi, non era affatto facile e per farlo non restava che insistere, ancora una volta, sull’innovazione. Di qui l’idea del Gruppo Hera di puntare per la propria capillare rete idrica sulla cosiddetta “manutenzione predittiva”, attraverso un percorso durante il quale Hera ha coinvolto prima l’Università di Bologna e, poi, Rezatec, realtà aziendale attiva nel campo Data Analytics e dell’intelligenza artificiale. Grazie a un algoritmo di intelligenza artificiale, l’obiettivo è individuare i punti dove è più probabile che la rete si rompa, per prevenire le rotture attraverso una manutenzione programmata. Dopo una prima sperimentazione che ha interessato 500 chilometri di rete della provincia di Rimini nei comuni di Santarcangelo di Romagna, Riccione e Cattolica, l’algoritmo ha già dato buoni esiti, permettendo di circoscrivere la porzione di acquedotto sulla quale si sono poi effettivamente verificate la maggior parte delle perdite. Ecco perché nel 2021 il progetto sarà ulteriormente esteso, arrivando ad abbracciare ben 2.800 chilometri di rete, comprensivi non soltanto del riminese ma anche di un tratto di acquedotto dell’area di Forlì-Cesena.
E non è tutto: analizzando con l’Università di Bologna i fattori che aumentano il rischio di rottura, è stato possibile aggiornare le linee guida che orientano la scelta del materiale per i rinnovi delle condotte. L’obiettivo è quello di individuare la soluzione specifica che a fronte del contesto in cui avviene la posa, del tipo di terreno e della temperatura ambientale, minimizzi il rischio di rottura.
Come funziona l’algoritmo? Metodo e storia di una sperimentazione che elabora tante informazioni diverse
Ma come è possibile? In che modo l’algoritmo riesce a restituire previsioni che dalle prime evidenze sembrano tanto affidabili? Tutto è partito dallo studio e dall’analisi dei fattori che possono determinare la rottura di una condotta: da quelli endogeni (età, materiale e diametro della condotta) a quelli esogeni (temperatura, tipo di suolo, livello di profondità della falda, radici presenti nel terreno e cedimenti dello stesso). Elaborando queste informazioni assieme ai dati sulle perdite effettivamente verificatesi nel 2016 e nel 2017, Rezatec ha sviluppato un algoritmo “a pesi dinamici”, con cui ha provato a “indovinare” dove si erano verificate le perdite nel 2018 (già registrate da Hera), ottenendo risultati confortanti che hanno convinto la multiutility a proseguire nella sperimentazione. Nel 2020, in particolare, l’algoritmo ha permesso di individuare il 35% della rete santarcangiolese su cui si è verificato il 69% delle rotture, ed è stato proprio questo risultato a suggerire l’opportunità di rilanciare il progetto anche nel 2021, ampliando la quota di acquedotto interessato.
La ricetta di un approccio integrato: ricerca delle perdite, gestione della pressione e manutenzione predittiva
Queste iniziative arricchiscono l’approccio integrato con cui Hera sta efficacemente affrontando la sfida del contenimento delle perdite idriche, combinando la ricerca attiva delle stesse – che ha uno dei suoi punti di forza principali nella distrettualizzazione delle reti, una gestione adattiva della pressione dell’acqua erogata che risponda in maniera sensibile e performante alle variazioni della domanda idrica e, appunto, la manutenzione predittiva della rete acquedottistica. In questo contesto, ulteriori efficienze sono attese sul fronte della telelettura dei contatori, funzionale non solo alla fatturazione ma anche a un controllo puntuale, e in tempo reale, dei consumi massimi e minimi delle diverse utenze, indispensabile per regolare in modo intelligente la pressione dell’acqua erogata e per individuare tempestivamente eventuali anomalie.