Tecnologie moderne che favoriscono l'efficienza energetica nei sistemi di approvvigionamento idrico

Viviamo in un’epoca in cui il cambiamento climatico, la decarbonizzazione dell’economia e l’aumento dei prezzi dell’energia stanno trasformando ogni aspetto della nostra civiltà, compreso quello che fino a poco tempo fa era invisibile: la rete di distribuzione idrica. Sebbene le reti idriche siano solitamente associate all’acqua, in realtà consumano fino al 4% della produzione globale di elettricità. Questa sfida senza precedenti richiede l’applicazione di moderni strumenti digitali, l’automazione e le fonti di energia rinnovabile per diventare parte integrante di un sistema energetico sostenibile e a basse emissioni di carbonio.

La transizione energetica delle reti di approvvigionamento idrico nell’era digitale

Il cambiamento climatico sta intensificando i periodi di siccità e le tempeste, mentre la decarbonizzazione impone alle aziende l’obbligo di ridurre le emissioni di CO₂. A ciò si aggiungono l’impennata dei prezzi dell’energia e la pressione sull’efficienza delle infrastrutture. Le imprese di distribuzione idrica, sebbene passino inosservate nella vita quotidiana, rappresentano tra il 3% e il 4% del consumo globale di elettricità – principalmente per le pompe e gli impianti di trattamento delle acque. I modelli tradizionali basati su centrali elettriche centralizzate e ad alto consumo di combustibile stanno lentamente cedendo il passo a sistemi basati su fonti energetiche rinnovabili, micro-reti e magazzini energetici locali.

Allo stesso tempo, il settore dei servizi idrici sta diventando l’equivalente digitale dell’industria: grazie all’automazione, all’analisi dei dati basata sul cloud e alla tecnologia dei gemelli digitali per le reti idriche, gli operatori possono monitorare a distanza ogni metro di conduttura, ottimizzare il funzionamento delle pompe e ridurre al minimo le perdite d’acqua.

Come la tecnologia sta trasformando la gestione delle risorse idriche

L’implementazione di soluzioni basate sui Big Data, sull’intelligenza artificiale (IA) e sull’Internet delle cose (IoT) consente agli operatori dei sistemi idrici e fognari di raccogliere enormi quantità di dati provenienti da sensori di pressione, portata e qualità dell’acqua. Algoritmi predittivi rilevano anomalie nel funzionamento delle pompe e pianificano gli interventi di manutenzione, riducendo al minimo le perdite, mentre valvole di riduzione della pressione intelligenti ottimizzano la pressione in tutta la rete. L’analisi di queste informazioni tramite algoritmi di intelligenza artificiale può ridurre il consumo energetico fino al 30% su una scala che abbraccia l’intera rete di approvvigionamento idrico.

Una rappresentazione digitale della rete, o «gemello digitale», consente la regolazione dinamica dei parametri di funzionamento di pompe e valvole. Le implementazioni basate sul rapporto di Idrica «Water Technology Trends 2024» dimostrano che il monitoraggio intelligente in tempo reale permette di rilevare le perdite non appena si verificano e riduce della metà i tempi di riparazione. Inoltre, il gemello digitale consente agli operatori di simulare vari scenari di emergenza e di valutare l’efficacia delle strategie di gestione della rete prima di attuare eventuali modifiche. Ciò permette loro non solo di rispondere più rapidamente agli incidenti in corso, ma anche di ottimizzare i programmi di manutenzione, con conseguente riduzione dei costi operativi e un prolungamento della durata di vita delle infrastrutture.

L’automazione dei comandi consente inoltre di bilanciare il consumo energetico attraverso l’integrazione con micro-reti alimentate da fonti rinnovabili: pannelli fotovoltaici, turbine eoliche e impianti a biogas supportano gli impianti di trattamento delle acque nel funzionare a emissioni zero.

Normative e fondi che guidano la transizione

La direttiva (UE) 2023/1791 del Parlamento europeo e del Consiglio, la cosiddetta «EED», ha introdotto obiettivi vincolanti per una riduzione della domanda finale di energia dell’11,7% entro il 2030. Di conseguenza, impone agli Stati membri l’obbligo di raggiungere un risparmio energetico annuo dell’1,9% a partire dal 2028, dando priorità al settore pubblico e alle famiglie vulnerabili.

I finanziamenti dell’UE svolgono un ruolo fondamentale nella modernizzazione delle imprese di distribuzione idrica polacche, in particolare nei settori della digitalizzazione e dell’efficienza energetica delle reti di approvvigionamento idrico. Il Meccanismo per la ripresa e la resilienza, uno dei pilastri del programma NextGenerationEU, sostiene la trasformazione digitale degli operatori del settore idrico e fognario finanziando investimenti in sistemi di monitoraggio intelligenti, automazione dei processi e implementazione di gemelli digitali. Allo stesso tempo, i Fondi di coesione e il programma LIFE si concentrano sulla modernizzazione degli impianti di trattamento delle acque e delle reti di distribuzione, consentendo l’implementazione di soluzioni rispettose dell’ambiente quali tecnologie di filtrazione ad alta efficienza energetica, sistemi di recupero dell’acqua e infrastrutture che riducono le perdite di trasmissione.

In Polonia, nel 2025 è stato lanciato il programma «Cyber-Secure Water Supply». Si tratta di un’iniziativa governativa volta a migliorare la sicurezza informatica nelle imprese di distribuzione idrica polacche. Il programma viene attuato nell’ambito del Piano nazionale di ripresa e resilienza ed è cofinanziato dall’Unione europea. L’obiettivo del programma è proteggere le infrastrutture di approvvigionamento idrico dagli attacchi informatici, compresi i sistemi di tecnologia operativa (OT). Il programma è aperto alle imprese di distribuzione idrica, alle società di servizi pubblici e agli enti locali che rientrano nel sistema nazionale di sicurezza informatica.

Dalla tecnologia all’implementazione: Apator come partner delle autorità locali e delle aziende municipalizzate

Da anni Apator sviluppa soluzioni per la lettura remota dei contatori e il controllo dei servizi pubblici. La serie Ultrimis di contatori acqua a ultrasuoni è costituita da dispositivi privi di parti mobili, resistenti alla contaminazione e alle interferenze magnetiche, che operano sull’intero measuring range R800. Grazie alla comunicazione elettronica (NFC, LoRaWAN, Wireless M-Bus) e al grado di protezione IP68, possono essere installati in qualsiasi posizione senza la necessità di ulteriori tratti di tubazione rettilinei.

Il contatore acqua a ultrasuoni Ultrimis, prodotto in Polonia e di alta qualità, offre:

• Numerose soluzioni progettuali e tecnologiche brevettate;

• Quello che è probabilmente il contatore acqua a ultrasuoni più leggero e più piccolo disponibile sul mercato;

• Stabilità di misurazione indipendentemente dalla contaminazione dei componenti del sistema di misurazione durante il funzionamento.

I contatori acqua a ultrasuoni vengono utilizzati per misurare la portata e il volume d’acqua a temperature fino a 50 °C o 70 °C attraverso un sistema chiuso a piena portata, con una massima pressione di esercizio fino a 16 bar (PN16), in particolare laddove è richiesta una misurazione precisa del consumo idrico e vengono applicate moderne tecnologie di comunicazione, tra cui NFC e un sistema di lettura wireless. I contatori d’acqua hanno caratteristiche di un display elettronico (IP68); possono essere installati in qualsiasi posizione di funzionamento (H; V; H/V) e non richiedono l’uso di tratti di tubazione rettilinei U0D0, né di un filtro o di una valvola di ritegno.

Esempio di implementazione – Acquedotto di Słupsk

L’Azienda idrica di Słupsk, insieme ai fornitori locali di energie rinnovabili, ha istituito il Cluster bioenergetico di Słupsk, che integra un impianto di biogas, parchi fotovoltaici e una turbina eolica. Apator ha fornito un sistema informatico avanzato che raccoglie e visualizza i dati provenienti da contatori elettrici, misuratori di portata e sensori di pressione, consentendo:

• il monitoraggio in tempo reale delle reti di teleriscaldamento e di elettricita',

• la generazione automatica di report sulla produzione energetica e sui risparmi di CO₂,

• Rapida individuazione dei guasti e ottimizzazione del programma degli interventi di assistenza.

Il progetto di investimento ha consentito di ridurre i costi energetici, garantire la sicurezza dell’approvvigionamento e aumentare in modo tangibile la quota delle FER nel mix energetico della città.

Conclusioni

Gli acquedotti del futuro sono sistemi digitali, economicamente efficienti e sostenibili. La loro efficienza energetica non è una moda passeggera, ma una necessità, sia dal punto di vista economico che ambientale. Le tecnologie abilitanti come i Big Data, l’intelligenza artificiale (AI), l’Internet delle cose (IoT) e i Digital Twins sono già disponibili, e la chiave sta nella loro implementazione e nelle competenze necessarie. La Polonia vanta leader locali, come Apator, pronti a sostenere le autorità locali e le aziende municipalizzate nella loro trasformazione digitale. Grazie a ciò, la trasformazione non deve necessariamente essere una questione di un futuro lontano, ma può diventare una realtà quotidiana per le autorità locali, le aziende municipalizzate e i residenti, che beneficeranno di servizi idrici affidabili, accessibili ed ecologici.