L’acqua è la risorsa più strategica e vulnerabile del nostro pianeta. Attualmente la gestione idrica nelle nostre città si scontra con una duplice sfida: da un lato, infrastrutture spesso obsolete e gestite attraverso documentazioni analogiche o cartacee; dall’altro, la pressione crescente dei cambiamenti climatici, che si manifesta con siccità prolungate ed eventi meteorologici estremi. In molti contesti urbani, il cosiddetto “divario di osservabilità” delle reti sotterranee porta a tassi di perdita d’acqua (Non-Revenue Water – NRW) che in situazioni critiche possono sfiorare il 48%.
Oggi, tuttavia, ci troviamo alle soglie di una rivoluzione tecnologica. La transizione verso la digitalizzazione offre gli strumenti per trasformare la gestione dell’acqua da un servizio puramente “reattivo” – in cui si interviene solo a guasto avvenuto – a uno “scudo digitale” proattivo e salvavita.
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Dalla carta al modello 3D per la digitalizzazione delle reti idriche
Il primo passo per ottimizzare la distribuzione idrica ed evitare gli sprechi è la visibilità. L’innovazione tecnologica attuale punta a compiere una transizione radicale: passare da una base di partenza del tutto priva di una rappresentazione digitale (0%) a piattaforme 3D-GIS complete. Questo processo comporta la creazione di un “Digital Twin” (Gemello Digitale), ovvero una replica virtuale esatta dell’intera rete idrica, capace di monitorare l’acqua “dalla sorgente al rubinetto” (Source-to-Tap).
Non si tratta solo di elaborare una mappa tridimensionale dei tubi. Attraverso il concetto di “Digital Mirroring” (Specchiatura Digitale), è possibile creare sistemi non invasivi che non richiedono necessariamente scavi costosi per l’installazione di nuovi sensori fisici. Al contrario, si utilizzano i flussi di dati storici e in tempo reale già esistenti per addestrare algoritmi complessi, capaci di “vedere” lo stato della rete.
Satelliti e sensori virtuali per monitorare le infrastrutture sotterranee
Le frontiere della ricerca in questo settore integrano tecnologie fino a pochi anni fa impensabili per gli acquedotti. Le soluzioni più avanzate prevedono l’uso di dati satellitari (come la rete Copernicus e il programma Destination Earth – DestinE) per creare veri e propri “sensori virtuali”. Questi satelliti possono monitorare la saturazione del suolo e i micro-cedimenti del terreno, incrociando questi dati con la mappa delle tubature sotterranee per individuare le vulnerabilità strutturali prima che un tubo collassi.
Il cuore di questa rivoluzione è però l’Intelligenza Artificiale. Modelli standard di IA stanno lasciando il posto alle Reti Neurali Basate sulla Fisica (PINN – Physics-Informed Neural Networks). A differenza degli algoritmi tradizionali, le PINN rispettano le leggi della fluidodinamica (come le equazioni di Navier-Stokes), garantendo una precisione assoluta persino quando i dati fisici a disposizione sono scarsi o frammentari. Applicando inoltre tecnologie di intelligenza artificiale periferica (Edge-AI) direttamente sui nodi della rete, i sistemi possono raggiungere tempi di risposta inferiori a 200 millisecondi per rilevare autonomamente anomalie di pressione o variazioni di flusso microscopiche, i primissimi segnali di una perdita sotterranea. L’obiettivo di queste tecnologie è riuscire ad abbattere drasticamente gli sprechi idrici, portando le perdite strutturali ben al di sotto della soglia del 25%.
Resilienza climatica ed energetica nella gestione dell’acqua
Un’altra problematica cruciale nella gestione di un bene prezioso come l’acqua è la sua dipendenza dall’energia elettrica. In caso di blackout, gli sbalzi di pressione improvvisi (i cosiddetti “colpi d’ariete”) possono distruggere le tubature. Le nuove architetture digitali promuovono una “Co-progettazione idraulica-energetica”, analizzando i dati storici di consumi ed efficienza delle pompe per garantire stabilità di pressione persino durante i crolli della rete elettrica.
Inoltre, il cambiamento climatico impone di far dialogare ciò che accade in superficie con ciò che avviene sottoterra. L’integrazione di feed di dati sui pericoli meteorologici (Hazard Feed) permette di sincronizzare in tempo reale gli avvisi di alluvione con le logiche di protezione proattiva delle infrastrutture sotterranee.
La visione di Udine e il progetto AQUA-SHIELD
È proprio in questa complessa e affascinante cornice di innovazione che si inserisce la visione del Comune di Udine. L’amministrazione ha recentemente deliberato l’adesione, in qualità di sito europeo “Living Lab”, alla proposta di progetto AQUA-SHIELD, candidata ai fondi Horizon Europe. Che il progetto ottenga o meno il finanziamento europeo, questa candidatura traccia un percorso chiaro: la volontà di posizionare la città come leader europeo nella resilienza digitale.
Nel quadro concettuale di AQUA-SHIELD (coordinato dall’azienda finlandese Sterling Global Commerce e dall’Università di Aalto), Udine è stata individuata come sito d’eccellenza per testare la resilienza delle infrastrutture contro gli eventi meteorologici estremi, affrontando la gestione delle inondazioni e l’adattamento alle politiche climatiche (attraverso il modulo WP10).
Dati di rete, territorio e collaborazione locale
Per alimentare un simile sistema servono dati robusti ed affidabili, pertanto risulta strategica l’interazione col territorio su più piani. La visione progettuale prevede infatti l’impiego di matrici di dati tecnici che spaziano dalla cartografia GIS all’idraulica SCADA, fino all’energia. Sotto questo profilo, diventa fondamentale la collaborazione a livello locale con enti come il gestore idrico del Friuli CAFC spa, essenziale per la fornitura strutturata dei dati di rete, e l’integrazione con progetti innovativi che la città sta già implementando o esplorando, rivolti a rilevare gli eventi estremi con un servizio di allerta precoce orientato proprio agli avvisi di alluvione.
Digitalizzazione dell’infrastruttura idrica urbana come scelta ecologica
La digitalizzazione dell’infrastruttura idrica urbana non è un semplice aggiornamento informatico, ma una precisa scelta ecologica ed economica. Investire in intelligenza artificiale, modelli 3D e analisi satellitari significa trasformare le città in organismi intelligenti, in grado di proteggere l’acqua, l’oro blu, ridurre l’impatto ambientale ed energetico e assorbire gli urti dei cambiamenti climatici in atto. Progetti ambiziosi come la candidatura ad AQUA-SHIELD dimostrano che i comuni più lungimiranti stanno già tracciando la strada.
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