Prima del diluvio: l’aiuto della tecnologia per la resilienza idrica

• Dopo il ciclone mediterraneo in Sicilia, e i diluvi devastanti dell’estate 2021 in Germania, Belgio e Cina, è più importante che mai che i servizi idrici continuino il processo di rafforzamento dei loro sistemi in previsione di tragedie future.
• Quando eventi meteorologici considerati “straordinari” accadono a distanza di pochi mesi, è evidente che le tradizionali tecniche di gestione dei rischi non sono sufficienti.
• I servizi idrici devono passare al digitale, per meglio gestire le infrastrutture attuali in caso di calamità, ma anche per creare impianti più resilienti nel futuro.

Le improvvise inondazioni in Sicilia, Cina, Germania e Belgio quest’anno hanno presentato un conto salatissimo da pagare. Il cambiamento climatico sta innescando con una regolarità allarmante eventi meteorologici estremi. In che modo gli enti locali possono prepararsi?

Lamia Messari-Becker, docente di ingegneria civile presso l’Università di Siegen in Germania, ha detto a Deutsche Welle che le discussioni vaghe su come adattarsi ai potenziali impatti climatici non sono più sufficienti: “È arrivato il momento degli ingegneri. Abbiamo bisogno di idee reali e soluzioni reali”.

Per fortuna, studi di ingegneria sono già al lavoro in tutto il mondo. Grazie all’uso di strategie digitali di gestione dell’acqua, stanno migliorando le operazioni dei servizi per garantire una resilienza idrica e una sostenibilità maggiori.

Una combinazione di Building Information Modeling (BIM) e tecnologia cloud supporta il rinnovamento di impianti obsoleti e migliora la gestione delle infrastrutture idriche municipali, dal Brasile a Bordeaux. Le risorse esistenti vengono ottimizzate e sono costruiti nuovi impianti con un occhio agli eventi meteorologici estremi e al rafforzamento delle misure di contenimento delle acque reflue.

Un flusso costante di dati

All’interno di Veolia Water Technologies, una divisione del gigante mondiale per la gestione di acqua, rifiuti ed energia Veolia, gli sviluppatori dell’azienda sono al lavoro su nuovi modi per preparare le città all’inevitabile. Applicando tecnologie digitali e IoT insieme all’analisi predittiva, costruiscono tecniche di gestione della resilienza idrica, come la modellizzazione delle inondazioni, la progettazione di drenaggi sostenibili, la distribuzione di acqua pulita e l’ottimizzazione delle risorse.

Anche se la sostituzione di impianti idrici, vasche, serbatoi e tubazioni richiede anni, le soluzioni digitali di Veolia aiutano gli enti a migliorare la gestione del rischio già per le infrastrutture esistenti, pianificando nel contempo le reti idriche del futuro.

“Quando parliamo delle inondazioni nelle grandi città, in genere si presenta il problema della capacità volumetrica della rete”, spiega Elise Le Vaillant, direttrice dell’implementazione strategica di Veolia Water Technologies. “Ad un certo punto, durante una pioggia intensa e prolungata, la rete non è più in grado di smaltire altra acqua. Inoltre, l’acqua piovana può mescolarsi con i liquami fognari e sversare nelle strade, diffondendo batteri e provocando un rischio di malattie e infezioni”.

“Ero a Copenhagen, in Danimarca, durante le inondazioni di alcuni anni fa”, continua, “e alcuni sostenevano che servissero tubature più grandi per convogliare l’acqua in eccesso fuori città. Ma secondo altri si trattava di un evento che può capitare una volta ogni cento anni, quindi non valeva la pena modificare a tal punto il sistema idrico”.

Questo è un dibattito che deve essere sviluppato in molte città, continua ancora Le Vaillant, ma nel frattempo è possibile agire per rendere le infrastrutture esistenti più resilienti alle inondazioni, oltre che più sostenibili.

“Con le nostre soluzioni, per esempio, possiamo usare i dati delle previsioni meteo per conoscere in anticipo le aree in cui si concentreranno piogge abbondanti”, racconta Le Vaillant. “I sensori presenti nella rete possono dirci se le vasche in queste aree sono già piene o se strariperanno. La società di servizi pubblici può usare queste informazioni e intraprendere misure preventive prima di un’eventuale inondazione”.

Costruire reti idriche a prova di futuro

Veolia Water Technologies sviluppa le proprie soluzioni per la gestione dell’acqua. Secondo il responsabile per gli strumenti CAD e BIM di Veolia Sifdin Barkaoui, l’azienda utilizza le tecnologie BIM più performanti per creare e controllare modelli 3D, affidandosi in primo luogo alle soluzioni Autodesk come BIM 360, Revit, AutoCAD Plant 3D, Navisworks, Recap, e Inventor.

Barkaoui indica un grande progetto nella regione parigina dove, durante la costruzione, sono stati usati Revit e BIM 360 come piattaforme di collaborazione principali. Al termine del progetto, il cliente ha richiesto un gemello digitale, per cui Veolia sta costruendo una struttura di dati openBIM che consenta la creazione del gemello e un trasferimento fluido al cliente dopo la costruzione.

Il modello sarà utilizzato per migliorare le operazioni di manutenzione, aumentare la sicurezza dei tecnici dell’impianto e ridurre al minimo i rischi operativi che potrebbero influenzare le prestazioni dell’impianto.

“Si tratta di un enorme miglioramento rispetto ai formati cartacei bidimensionali che si usano ancora in alcuni vecchi impianti”, continua Barkaoui. “Per esempio, il BIM consente di prevedere l’impatto di un guasto di una tubazione in pochi clic, evidenziando l’intera rete in 3D: questo facilita enormemente le decisioni”.

Utilizzare il BIM per migliorare la resilienza dell’impianto idrico

Veolia utilizza il BIM anche per aiutare gli enti a pianificare il futuro e a progettare nuovi impianti per la produzione di acqua potabile; e per il trattamento delle acque reflue, che siano in grado di sopportare gli sbalzi meteorologici adattandosi di conseguenza.

“Il BIM fornisce un migliore controllo sulla gestione e sui dati del progetto”, spiega Barkaoui. “Lo utilizziamo per fornire informazioni ai progettisti, selezionare i materiali e gestire il lavoro di assemblaggio e costruzione, per tutto il processo fino all’accettazione finale da parte del cliente”.

Una volta che un progetto è completato, Veolia raggruppa tutti i dati tecnici, geometrici, costruttivi e di progettazione accumulati dal nuovo impianto per creare un gemello digitale. Questo modello tridimensionale può poi essere usato per ottimizzare le operazioni giorno per giorno, in risposta alle condizioni correnti, e migliorare la gestione del rischio.

Veolia utilizza il BIM anche nei suoi progetti di riqualificazione e recupero delle infrastrutture idriche. Grazie alle tecnologie di scansione tridimensionale viene effettuato un rilievo della struttura esistente, localizzando esattamente i punti da migliorare.

Ottimizzare la resilienza delle infrastrutture attuali

L’Italia e altri Paesi del Mediterraneo devono prepararsi allo stress idrico man mano che le alte temperature rendono meno prevedibili le precipitazioni. La soluzione di gestione degli impianti Hubgrade di Veolia ottimizza la quantità di acqua trattata per l’irrigazione, con un riutilizzo completo del 60-70% per scopi agricoli: si tratta della percentuale più alta in Europa.

Il software sta aiutando l’impianto di trattamento delle acque reflue (WWTP) di Nosedo a Milano, il più grande della città, a ottimizzare le prestazioni giornaliere del processo in tempo reale. Mantiene la capacità della vasca in riserva in caso di eventi meteorologici estremi, aumentando la quantità di acqua bonificata a disposizione per l’agricoltura. Riduce anche l’impronta ambientale di Nosedo, consentendo all’impianto di operare con minore energia e ottimizzando il consumo di prodotti chimici per raggiungere gli standard di qualità dell’acqua.

“Non si acquista un impianto di trattamento delle acque reflue come si acquista uno smartphone”, spiega Le Vaillant. “Richiede tempo e una pianificazione approfondita, ma le cose stanno accelerando. La quantità di dati e intelligenza che possiamo fornire grazie a tecnologie come il BIM ci aiuta a rispondere ad alcune delle sfide di sostenibilità che le aziende di servizi stanno affrontando proprio adesso”.

Acqua, acqua ovunque

All’inizio della pandemia, l’unica avvertenza di salute pubblica sulla quale erano tutti d’accordo era l’importanza di lavarsi le mani. Questa tecnica semplice ma efficace è servita anche come duro promemoria di quanto sia vitale l’acqua per la salute pubblica e una società funzionante.

Le inondazioni e la potenziale contaminazione dei sistemi di acqua potabile sono solo due delle minacce che le aziende di servizi idrici europei devono fronteggiare. In tempi di meteo estremo e stress idrico, gli strumenti usati per gestire le infrastrutture idriche devono essere all’altezza del loro compito.

L’implementazione della resilienza e dell’adattabilità nei sistemi che raccolgono, trattano, immagazzinano e distribuiscono acqua deve essere affrontata adesso. Si prevede che questo sforzo costerà 1,9 trilioni di dollari entro il 2030. Una cosa è certa: il digitale giocherà un ruolo fondamentale.