WATER INNOVATION SUMMIT 2023 | Montagnoli
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Il documento discute le tecnologie idriche per affrontare il cambiamento climatico e migliorare la gestione delle risorse, sottolineando l'importanza di decisioni legislative basate su dati oggettivi. Viene presentata una metodologia innovativa di mappatura idrica e la realizzazione di un monitoraggio continuo della qualità dell'acqua per prevenire contaminazioni. Si evidenziano anche soluzioni innovative israeliane per migliorare l'efficienza e la sostenibilità delle infrastrutture idriche.
WATER INNOVATION SUMMIT 2023 | Montagnoli
- 1. Ing. Tullio Montagnoli Amministratore Delegato A2A Ciclo Idrico TECNOLOGIE PER AFFRONTARE IL CAMBIAMENTO CLIMATICO E TRASFERIMENTO TECNOLOGICO CON ISRAELE
- 2. • rappresenta una condizione imprescindibile per uno sviluppo armonico e sostenibile della nostra società in vista degli scenari di cambiamento clima5co a6esi; • perme6e di sfru6are in maniera coscienziosa e ogge9va le risorse nel rispe6o della loro disponibilità e tramite una conoscenza approfondita; • incen5va nuovi s5moli per pra5che d’uso consapevoli (agricole, industriali ecc.) • richiede al Legislatore di ado6are decisioni basate su da5 ogge9vi che migliorano la qualità delle nostre vite nel rispe6o degli equilibri naturali; • Spinge verso le pra5che di riuso della risorsa. Gestire la risorsa Acqua Guardare la filiera estesa per scelte oggettive
- 3. Mappa di classificazione delle acque sotterranee che mostra la suddivisione della Danimarca in aree di estrazione delle acque sotterranee di particolare valore, valore e meno valore nel 2001 Rif. SKYTEM, emergo, Università degli Studi di Milano Gestione globale della risorsa idrica La mappatura delle disponibilità idriche in Danimarca La mappatura 3D della distribuzione del cuneo salino in Belgio
- 4. • Metodologia altamente innova5va ma già matura; • Impareggiabile rapporto cos5/benefici per la cara6erizzazione stra5grafica a scala di bacino idrografico; • Res5tuisce la resis5vità 3D del so6osuolo ricavata dalla risposta dei materiali al segnale ele6romagne5co indo6o; • Metodologia completamente non invasiva, con nessun rischio per la salute; • Perme6e di costruire modelli geologici di elevato de6aglio dalla superficie fino a circa 400 m di profondità; • Metodo non ada6o ai centri urbani e alle aree densamente antropizzate. Conceptual diagram of the AEM Ricostruzione del sottosuolo Airborne Electromagnetics Method (AEM)
- 5. Ricostruzione del sottosuolo I risultati del progetto 2021
- 6. Interpretazione geologica basata principalmente su dati elettromagnetici • Sezione geologica in un'area completamente coperta da da5 ele6romagne5ci E W Chiese R. DOI DOI Ricostruzione del sottosuolo L’interpretazione geologica
- 7. • Strato impermeabile a profondità crescente da N a S (0-300 m); • Lente locale di depositi glaciali al di sopra dello strato impermeabile; • Zona W: alternanza di depositi fluviali grossolani (100 m di spessore) e fini (150 m di spessore); • Zona E: alternanza di depositi glaciali grossolani e fini per i primi 300 m di profondità. 10 Km Ricostruzione del sottosuolo Modello geologico 3D
- 8. • individuazione di nuovi serbatoi d’acqua dolce, anche molto profondi; • individuazione aree idonee allo stoccaggio superficiale d’acqua; • individuazione aree idonee alla ricarica ar5ficiale degli acquiferi; • individuazione della vulnerabilità degli acquiferi alla contaminazione antropica: mappatura delle risorse idriche e degli stra5 di confinamento; • studio dell’ingressione salina nel so6osuolo e definizione di interven5 di mi5gazione sia a breve che a lungo termine; • contributo alla definizione di de6aglio degli acquiferi nell’ambito dei processi di aggiornamento dei Piani Regionali; • contributo indispensabile alla redazione della nuova cartografia geologica di pianura proge6o CARG. Ricostruzione del sottosuolo Utilizzi in ambito geologico ed idrogeologico
- 9. • mappatura delle aree potenzialmente susce9bili al fenomeno di liquefazione in caso di sisma; • definizione della profondità del bedrock sismico necessaria per analisi di risposta sismica locale; • mappatura delle aree in frana, zone di subsidenza; • supporto alla proge6azione di grandi opere, impian5 e infrastru6ure di rilevanza strategica; • stabilità di stru6ure in terra (argini fluviali, rileva5, dighe, opere di regimazione e difesa idraulica); • esplorazioni a scopi geotermici; • col5vazione di cave onshore e offshore; • difesa dei litorali. Ricostruzione del sottosuolo Applicazioni in ambito ingegneristico
- 10. • Sostanze indesiderate nelle tubazioni (es. ferro) • Distacco di biofilm o introduzione di materiale esterno: spesso dovuti a manutenzione degli acquedotti o inversione dei flussi • Concentrazioni elevate di disinfettante (es. cloro) • Contaminazione batteriologica Quota di famiglie che non si fida a bere acqua di rubinetto (ISTAT, 2021) Problemi comuni della rete idrica 28,4% Liceali bresciani che non si fidano dell’acqua del rubinetto (ACS, Survey su un campione di classi) 70% Garantire, prevenendo, la qualità dell’acqua
- 11. • A"uato nei pun, di immissione dell’acqua nella rete, ma carente lungo la rete di distribuzione Il monitoraggio oggi Il mancato monitoraggio 30 gg CAMPIONAMENTO Mensile con tempi di risposta di 15gg 3.583 KM RETE Gestita da A2A Ciclo Idrico 4.387 PRELIEVI Annuali sui punti rete A2A nel 2021 • Ritardo nell’identificazione dell’entità del problema e delle modalità di diffusione • Mancata ottimizzazione degli interventi di interruzione e/ o limitazione del servizio per ripristino di anomalie • Danno di immagine per mancata tutela salute dei consumatori Il mancato monitoraggio Il monitoraggio
- 12. • I de"agli della sperimentazione in programma Sperimentazione • Fase 1-2: Validazione della tecnologia in laboratorio utilizzando vasche di acqua contenenti sostanze contaminanti (CrVI, Cl2, Fe, Al) a diversi livelli di concentrazione (range 30 - 700µg/L). • Fase 3 (Potenziale): Test in campo successivo presso una sorgente che in caso di pioggia mostra un aumento di alluminio. Eventuale scale up Monitoraggio capillare della qualità dell’acqua nelle fontane pubbliche dei 33 distretti di Brescia, per la rilevazione in real-time di cambiamenti nella composizione dell’acqua potabile Circa 330 sensori per monitorare tutta la rete di Brescia Sonde classiche Sonda Aquaring 37k€, gruppo di 4-5 sonde < 1 k€ Fee mensile < 50 € Il monitoraggio in continuo - watersight
- 13. • I vantaggi della soluzione di Watersight Valutazione del rischio Avvio di una procedura di monitoraggio continua su tutti i punti rete degli acquedotti di A2A, con valutazione del rischio di diffusione di eventuali contaminanti Contenimento impatto mediatico Grazie alla più rapida identificazione e tracciamento delle contaminazioni anche a disposizione dell’utente finale Riduzione costi interruzione del servizio Grazie a un intervento mirato sul tratto di rete interessato Modellizzazione della rete Tramite il monitoraggio in real-time sarà possibile determinare una prima mappa puntuale di distribuzione dei flussi Minore impatto ambientale Grazie all’aumento della fiducia da parte dei consumatori si prevede una riduzione del consumo di plastica
- 14. Misura instabile Misura con risultato positivo Il calo significativo della curva blu indica una buona risposta del dispositivo al contaminante. Tuttavia, gran parte delle sessioni di misura hanno rilevato un segnale rumoroso o instabile dovuto alla presenza di sporco sul sensore e/o ad una velocità del flusso instabile. Prima fase di Test del dispositivo • Tes,ng di Aquaring presso la sede di Brescia - Lamarmora Sessione 659 – Cl2 40 µg/L Il fornitore ha analizzato i risultati ed ha fornito un report con considerazioni e raccomandazioni per le successive fasi di test: Ø Trainare l’algoritmo con acqua non contaminata per più tempo Ø Prestare maggior attenzione alla pulizia del dispositivo ed a garantire un flusso costante durante tutta la sessione di misura. Esito positivo Esito positivo - da approfondire Esito negativo Totale sessioni 5 4 3 12 Misura con segnale positivo – da approfondire Sessione 722 – Cl2 160 µg/L Sessione 714 – Cr VI 30 µg/L
- 15. Seconda fase di Test del dispositivo • Tes,ng di Aquaring presso la sede di Brescia – Lamarmora e prima installazione in campo Ulteriore fase di testing della tecnologia in laboratorio seguendo le raccomandazioni fornite dal fornitore. Al fine di replicare al meglio le condizioni reali, sono stati simulati vari scenari con contaminanti differenti e con una concentrazione crescente nel tempo. Esempio con contaminante introdotto ad intervalli costanti nel tempo In tutte le misure dopo l’aggiunta di contaminante si osserva un incremento del segnale, indice di una parziale copertura del sensore. Sperimentazione in corso: valutazione del dispositivo con un test in campo. La scelta è ricaduta su una sorgente che in caso di pioggia mostra un aumento di Alluminio. Esito positivo Esito positivo - da approfondire Totale sessioni 4 1 5 Sessione 1060 – CrVI 11 µg/L
- 16. • Cri,cità individuate e possibili implementazioni future • Ottimizzazione del setup sperimentale in laboratorio per replicare il più possibile una situazione reale. • Per ottenere risultati significativi in campo è necessario individuare punti della rete in cui si presenti una situazione critica con maggiore frequenza. • L’attuale modello della sonda necessita di essere associato ad un computer e non funziona in modalità standalone. Punti di attenzione • Sviluppo da parte della startup di un modello IoT che non necessiti di un computer, ma che allo stesso tempo conservi dimensioni ridotte. • Implementazione di una funzionalità di avviso in caso di superamento di una soglia d’allarme. • Sperimentazione del nuovo modello e valutazione monitoraggio capillare. • Modellizzazione puntuale della rete con valutazione del rischio di diffusione di contaminanti. Next step
- 17. Altre Water solutions analizzate • Soluzioni innovative dell’ecosistema Israeliano • Atmospheric water generator Water Quality Pipe maintenance e Leak Detection Water Operation Prodotti che rilevano rapidamente le contaminazioni nell'acqua potabile. Tecnologia per la generazione del cloro on-site e pulizia automatizzata. Sensore per analisi delle urine in tempo reale per diagnostica medica ad uso domestico e con possibilità di applicazione anche al campo idrico. Filtraggio e la purificazione dell’acqua riutilizzando filtri medici sterilizzati a fine vita. Sensore compatto per monitorare in real-time la qualità dell’acqua in rete. Monitoraggio costante rete idrica per individuare batteri sfruttando la spettroscopia a fluorescenza. Produzione di acqua potabile dall’aria sfruttando un ciclo frigorifero a compressione e scambiatore di calore a polimeri alimentari. Dispositivo in grado di estrarre l'umidità dall'aria mediante un ciclo di assorbimento e desorbimento sfruttando un innovativo sistema con essiccante liquido. Fibra ottica inserita nella rete idrica, per rivelare perdite e portare connettività in zone remote. Digitalizzazione dei processi di ispezione, monitoraggio, analisi attraverso l’utilizzo di droni e software IA. Monitoraggio continuo tramite noise loggers e strumenti di analisi in cloud. IA per lo studio dei consumi di energia e per la manutenzione predittiva delle condotte. Dispositivi IoT per il monitoraggio dell'infrastruttura della rete idrica e per manutenzione predittiva. Controllo dello stato dell'apparecchiatura mediante previsione dei guasti e Cyber Security. Risparmio energetico negli impianti idrici e g e s t i o n e d e l l e infrastrutture idriche con IA. TALR – Trencheless Automated Leackage Repair. Riparazione massiva senza scavo delle perdite.
- 18. Autorizzata DM 174 e brevettata, ripara perdite sulla tubazione e sugli allacci fino al contatore utente, senza scavo e fino a 400 mt in 1 solo giorno Tubazioni di qualsiasi materiale Allacci utente inclusi DN ≤200 mm Nel pieno rispetto dei principi DNSH TALR – Trenchless Automated Leackage Repair
- 19. AQS SYS – Monitoraggio in continuo delle perdite Sensori acustici fissi • Accelerometri o idrofoni • Comunicazione NB-IoT/ CAT-M. • Correlazione multi-spettrale. Monitoraggio in continuo delle perdite e delle tubazioni • Evoluzione nel tempo delle perdite ed efficacia delle riparazioni. Applicazione mobile e potente piattaforma in cloud con AI