Perdita d'acqua: come usare la fibra ottica per rilevare e limitare gli sprechi nelle reti idriche

Spreco d'acqua: nel 2020 perdita da 41 m³ al giorno

Nel 2020, si è registrata una perdita di 41 m³ al giorno per ogni chilometro di rete idrica nei capoluoghi di provincia e città metropolitane, rappresentando il 36,2% dell'acqua immessa nella rete (rispetto al 37,3% del 2018). Il consumo medio pro capite nelle reti di distribuzione dei capoluoghi di provincia e città metropolitane ammonta a 236 litri di acqua al giorno. In undici comuni capoluogo di provincia e città metropolitane, tutti situati nel Mezzogiorno, sono state implementate misure di razionamento per la distribuzione dell'acqua.

Nel corso del 2021, l'86,0% delle famiglie ha espresso soddisfazione per il servizio idrico, mentre il 65,9% delle persone di 14 anni e più si è mostrato attento nell'evitare sprechi d'acqua.

In Italia, dati ISTAT del 2022 (in allegato in fondo all'articolo) indicano che ancora oltre un terzo dell'acqua immessa nella rete di distribuzione nazionale viene dispersa. Di conseguenza, il monitoraggio diffuso e l'efficace manutenzione dell'infrastruttura idrica sono diventate due azioni strategiche e urgenti.

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Spreco di acqua nelle reti idriche: lo studio che usa la fibra ottica per rilevare le deformazioni

Il Politecnico di Milano sta conducendo una sperimentazione innovativa utilizzando la fibra ottica come soluzione per affrontare il problema dello spreco di acqua nelle reti idriche. Questo problema è oggetto di studio pubblicato sulla rivista internazionale "Sensors".

Lo studio, condotto da un team composto da Manuel Bertulessi, Daniele Fabrizio Bignami, Ilaria Boschini, Marina Longoni, Giovanni Menduni e Jacopo Morosi.

La ricerca si concentra sull'impiego di sensori basati sulla tecnologia Stimulated Brillouin Scattering (SBS), distribuiti su fibra ottica, per il monitoraggio delle condotte idriche su lunghe distanze. La tecnologia utilizzata si basa sulla comune fibra ottica utilizzata per le telecomunicazioni, nota per portare internet nelle nostre case, ma è in grado di misurare con precisione deformazioni fino al centesimo di millimetro.

I ricercatori del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale hanno condotto la loro sperimentazione su tubazioni in Polietilene ad Alta Densità (HDPE), ampiamente utilizzate nella costruzione di impianti di distribuzione idrica.

Avvolgendo e fissando un cavo sensore in fibra ottica sulla superficie esterna dei tubi, hanno dimostrato la capacità di rilevare deformazioni legate ad anomalie di pressione lungo le condotte, inclusi i problemi causati dalle perdite d'acqua.

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Come Editore di Ingenio sono spesso invitato a moderare eventi riguardanti i temi del settore delle costruzioni. Di recente ne ho moderato uno dedicato alle infrastrutture al Politecnico di Torino. Ecco un mio commento.

Due fasi della sperimentazione: sensibilità layout sensoristico e anomalia di pressione per una perdita

La sperimentazione si è articolata in due fasi.

“Nella prima – spiegano i ricercatori- abbiamo valutato la sensibilità del layout sensoristico su una tubazione in HDPE sollecitata con pressione statica. Superata positivamente questa prima fase, ci si siamo quindi concentrati sul rilevamento dell’anomalia di pressione prodotta da una perdita in un circuito di tubazioni con acqua corrente. I risultati ottenuti hanno restituito complessivamente un riscontro positivo sull’uso dei DFOS, confermando la possibilità di identificare e localizzare perdite idriche anche molto contenute”.

In prospettiva, questa tecnologia in fase sperimentale sarà oggetto di ulteriore sviluppo, con l'obiettivo di arrivare alla produzione su scala industriale di tubi in HDPE che possano essere definiti "intelligenti" di natura. In questo processo, i sensori distribuiti in fibra ottica (DFOS) saranno integrati direttamente nella superficie della condotta durante il processo di estrusione.

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