Storicamente, le reti di distribuzione dell’acqua potabile sono sempre state considerate infrastrutture passive. Tuttavia, recenti studi e campagne di monitoraggio hanno evidenziato come durante il processo di distribuzione, l’acqua interagisca attivamente con le condotte portando alla formazione di calcare e biofilm. Questo può provocare l’alterazione della qualità dell’acqua in rete, aumentando il rischio di contaminazione patogena e produzione di metaboliti tossici, deteriorando le proprietà organolettiche dell’acqua, con un impatto negativo sulla percezione dell’utente finale, e causando danni alle reti di distribuzione, dovuti a fenomeni di bio-corrosione e intasamento. La qualità dell’acqua è oggi solitamente monitorata all’interno degli impianti di trattamento o in pochi punti chiave posizionati lungo le reti di distribuzione, quasi sempre mediante analisi in laboratorio di parametri chimici e microbiologici. La presenza di biofilm e/o depositi inorganici è stimata per via indiretta, mediante il calcolo di indici surrogati, che spesso danno un riscontro solo approssimativo dello stato dell’acqua e dei rischi per l’infrastruttura. I gestori del servizio idrico utilizzano queste informazioni per pianificare gestione e manutenzione delle infrastrutture. Tuttavia, l’elevato livello di incertezza derivante da questo approccio al monitoraggio comporta l’adozione di pratiche fortemente precauzionali, come l’adozione di fattori di sicurezza nel dosaggio del disinfettante o azioni straordinarie di pulizia e/o di sostituzione, con conseguente spreco di risorse, alto impatto economico nei costi operativi e rischi e potenziali inconvenienti per gli utenti finali. Al fine di prevenire gli impatti negativi generati dall’alterazione della stabilità chimica e microbiologica dell’acqua potabile, è fondamentale promuovere sistemi di monitoraggio e controllo diffuso, in grado di fornire una fotografia in tempo reale del sistema, individuare potenziali sezioni a rischio e ottimizzare i processi di manutenzione e gestione. Il progetto Dirty Sensing, partito agli inizi del 2017, mira a trasformare le reti di distribuzione dell’acqua potabile in infrastrutture attive e intelligenti per il monitoraggio in tempo reale della stabilità, chimica e microbiologica, dell’acqua in rete. L’iniziativa è nata dalla collaborazione tra due gruppi di ricerca di ingegneri ambientali ed elettronici del Politecnico di Milano (POLIMI, www.polimi.it), con esperienza nel monitoraggio, trattamento e gestione dell’acqua potabile e nella progettazione e realizzazione di sensori miniaturizzati

Dirty sensing. Un progetto per il monitoraggio intelligente dell’acqua nelle reti di distribuzione

Antonelli M.;Carminati M.;Foschi J.;Di Mauro M.;Mezzera L.;Tizzoni M.;Turolla A.
2019

Abstract

Storicamente, le reti di distribuzione dell’acqua potabile sono sempre state considerate infrastrutture passive. Tuttavia, recenti studi e campagne di monitoraggio hanno evidenziato come durante il processo di distribuzione, l’acqua interagisca attivamente con le condotte portando alla formazione di calcare e biofilm. Questo può provocare l’alterazione della qualità dell’acqua in rete, aumentando il rischio di contaminazione patogena e produzione di metaboliti tossici, deteriorando le proprietà organolettiche dell’acqua, con un impatto negativo sulla percezione dell’utente finale, e causando danni alle reti di distribuzione, dovuti a fenomeni di bio-corrosione e intasamento. La qualità dell’acqua è oggi solitamente monitorata all’interno degli impianti di trattamento o in pochi punti chiave posizionati lungo le reti di distribuzione, quasi sempre mediante analisi in laboratorio di parametri chimici e microbiologici. La presenza di biofilm e/o depositi inorganici è stimata per via indiretta, mediante il calcolo di indici surrogati, che spesso danno un riscontro solo approssimativo dello stato dell’acqua e dei rischi per l’infrastruttura. I gestori del servizio idrico utilizzano queste informazioni per pianificare gestione e manutenzione delle infrastrutture. Tuttavia, l’elevato livello di incertezza derivante da questo approccio al monitoraggio comporta l’adozione di pratiche fortemente precauzionali, come l’adozione di fattori di sicurezza nel dosaggio del disinfettante o azioni straordinarie di pulizia e/o di sostituzione, con conseguente spreco di risorse, alto impatto economico nei costi operativi e rischi e potenziali inconvenienti per gli utenti finali. Al fine di prevenire gli impatti negativi generati dall’alterazione della stabilità chimica e microbiologica dell’acqua potabile, è fondamentale promuovere sistemi di monitoraggio e controllo diffuso, in grado di fornire una fotografia in tempo reale del sistema, individuare potenziali sezioni a rischio e ottimizzare i processi di manutenzione e gestione. Il progetto Dirty Sensing, partito agli inizi del 2017, mira a trasformare le reti di distribuzione dell’acqua potabile in infrastrutture attive e intelligenti per il monitoraggio in tempo reale della stabilità, chimica e microbiologica, dell’acqua in rete. L’iniziativa è nata dalla collaborazione tra due gruppi di ricerca di ingegneri ambientali ed elettronici del Politecnico di Milano (POLIMI, www.polimi.it), con esperienza nel monitoraggio, trattamento e gestione dell’acqua potabile e nella progettazione e realizzazione di sensori miniaturizzati
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