Obiettivi realizzativi

Il progetto è articolato in 4 obiettivi principali:

1)  Misura automatica outdoor, ovvero in corrispondenza dell’allaccio dell’utente alla rete acquedottistica, e indoor, ovvero a livello di singolo apparecchio sanitario, dei consumi idrici e trasferimento in tempo reale del dato su piattaforma cloud.



Esempio di misuratore indoor applicato ad un lavandino.

Fino ad ora i sistemi di misurazione dei consumi idrici nelle abitazioni si sono basati di solito sulla rilevazione casa per casa, fatta da operatori pagati dal gestore del servizio, che si recavano a fare la “lettura” manuale del contatore.
Con questo obiettivo si intende superare tale modalità con un monitoraggio in tempo reale dei consumi sia outdoor che indoor; infatti si intende anche sperimentare la possibilità, in uno o più edifici, di inserire dei contatori su ciascun apparecchio sanitario (es. lavandino, doccia, vasca, eccetera) per monitorare i singoli consumi diversificati per i vari usi. 
Il cuore di questa fase del progetto è rappresentato dal kit di monitoraggio a basso costo, di piccole dimensioni, facile da montare, in grado di acquisire i dati dei consumi idrici che provengono sia dal contatore che dai misuratori installati sui singoli apparecchi, e di trasmetterli alla piattaforma cloud. 
Attualmente sono in corso di progettazione e realizzazione laboratori di campo, non solo di abitazioni, ma anche grandi impianti sportivi. Per le abitazioni si sta collaborando con CADF - Acquedotto del Delta, che durante la primavera 2016 ha installato nelle 292 utenze di Gorino contatori di nuova generazione, che permettono la rilevazione in tempo reale del consumo idrico complessivo dell’edificio. Per gli impianti sportivi si sta collaborando con SO.GE.SE.
L’obiettivo generale è quello di fornire informazioni in tempo reale sui consumi, per rendere gli utenti più consapevoli delle proprie modalità di utilizzo dell’acqua, per consumare di meno e individuare le perdite intervenendo con tempestività.

Soggetti coinvolti:


Output del progetto: prototipo hardware di un kit di monitoraggio, dispositivo basato su una single-board computer Linux Embedded, installato presso alcune utenze, per l'acquisizione dei segnali provenienti dal misuratore di portata di nuova generazione posto a monte dell'utenza (monitoraggio outdoor) e dai misuratori di portata collocati presso ciascun punto di utilizzo dell'acqua (apparecchio sanitario) all'interno dell'edificio, e la trasmissione di tali dati a una piattaforma cloud.
Il dispositivo si interfaccerà con i misuratori di portata tramite comunicazione radio a bassa potenza e corto raggio, basata sul protocollo Open Source Wireless M-Bus. L'utilizzo prioritario di tecnologie Open Source contribuirà a ridurre i costi dei dispositivi e del sistema nel suo complesso, e faciliterà l'adozione di questo sistema di monitoraggio da parte delle imprese coinvolte nel progetto, e in termini più generali sul territorio regionale e nazionale.


2) Gestione ed elaborazione, tramite opportune applicazioni software, delle informazioni archiviate sulla piattaforma cloud al fine di trasferirle all’ente gestore, per consentire una gestione efficiente del sistema acquedottistico, e all’utente per renderlo più consapevole dei propri consumi e consentire di avere una bolletta più corretta e trasparente.



Esempio di kit di monitoraggio che trasmette i dati di consumo indoor e outdoor al cloud.

I contatori di nuova generazione (smart meter) installati invieranno le informazioni sul consumo al kit di ricezione interno alla casa, il cui software è stato sviluppato dai ricercatori dell’Università degli Studi di Ferrara. Le informazioni sul kit saranno poi trasmesse via internet ad un server nel cloud, dove avviene l’archiviazione dei dati e la loro elaborazione, identificando lacune ed eventuali errori, elaborando statistiche, comparazioni e valutazioni, per ottenere indicatori di consumo.
Da qui le informazioni sono accessibili:

  • al gestore del servizio idrico integrato per monitorare l’andamento dei consumi, le eventuali perdite nella rete idrica e avere un conteggio in tempo reale degli importi da fatturare ai clienti. La bolletta inviata a casa sarà basata sui consumi effettivi e non più su stime, risultando quindi più trasparente. Inoltre il gestore potrà analizzare i dati dei contatori, identificando eventuali mancanze e/o anomalie, valutando i consumi degli utenti su diverse scale temporali, e avendo così strumenti per la definizione del bilancio idrico del distretto e l’identificazione di eventuali perdite.
  • ai singoli utenti: attraverso dispositivi informatici ciascuno potrà controllare in tempo reale il proprio consumo. L’installazione di singoli misuratori sui vari apparecchi sanitari (es. doccia, lavandino, eccetera) consentirà di verificare il consumo di acqua in tempo reale dei singoli dispositivi, funzionando così come early warning per eventuali perdite interne all’utenza o per modalità non corrette di utilizzo. In generale, questo sistema permetterà a tutti gli utenti di diventare più consapevoli dei propri consumi di acqua in relazione alle proprie abitudini.

 

Imprese coinvolte:

 


Output del progetto:
Un software tool per l'elaborazione delle informazioni archiviate sulla piattaforma cloud e la loro trasformazione in dato utile:

  • per il gestore ai fini degli aspetti amministrativi (bolletta) e della valutazione tecnica del distretto (bilancio perdite);
  • per l’utente, per informarlo in tempo reale del proprio consumo, tramite visualizzazione delle informazioni su propri dispositivi informatici.

In particolare, il software dovrà essere in grado di:

  • identificare la presenza di dati errati o mancanti;
  • caratterizzare i valori medi dei consumi a diverse scale temporali (giornaliera, mensile, semestrale);
  • fornire previsioni sui futuri consumi, da utilizzarsi per scopi diversi, dall'informazione all'utente alla gestione amministrativa (bolletta);
  • identificare un andamento tipico del consumo dell'utente e segnalare eventuali scostamenti significativi da tale andamento, fornire allarmi e segnalazioni di possibili perdite nella rete idrica interna all'edificio e/o a valle del contatore;
  • fornire una visione comparativa dei consumi dell'utente rispetto a quelli della comunità in cui è inserito.

 


3) Caratterizzazione dei volumi disponibili nel tempo delle acque grigie e meteoriche e della loro raccolta e riutilizzo all’interno dell’edificio. In particolare si prevede:
- di realizzare una suite di strumenti software per ottimizzare i volumi dei sistemi di recupero, in ragione della domanda e delle condizioni meteo-climatiche e valutare l'effetto di laminazione del tetto verde,
- caratterizzare le strutture e stratificazioni ottimali dei tetti verdi.


Questo obiettivo intende realizzare una serie di strumenti software per la progettazione dei sistemi che consentono il recupero e il riuso delle acque meteoriche e grigie nell’edificio, per scopi non potabili (ad esempio WC, irrigazione del giardino).

Questi strumenti dovranno tener conto di numerose variabili:

  • i reali consumi degli utenti (vedi obiettivi 1 e 2) attraverso i contatori outdoor e indoor, anche per valutare la quantità di acqua grigia effettivamente prodotta e riutilizzabile;
  • la quantità di acqua piovana, in funzione dei dati storici pluviometrici per la località di interesse, e dell’estensione e tipologia delle superfici di captazione (coperture tradizionali impermeabili o ricoperte con ghiaia, tetti verdi, pavimentazioni permeabili, eccetera).

In particolare, le attività che verranno realizzate sono:

  • individuazione dei criteri di dimensionamento dei serbatoi per il recupero e il riuso delle acque grigie e meteoriche;
  • analisi e modellazione del comportamento idrologico delle coperture a verde degli edifici, ottimizzando la gestione delle acque meteoriche;
  • predisposizione di una suite di strumenti per dimensionare i serbatoi e i tetti verdi.

Esempio di sistemi di riciclo e recupero di acque grigie e meteoriche.

  

Gli strumenti di calcolo e i dimostratori, che verranno realizzati, consentiranno alle aziende di progettare serbatoi adeguati alle reali necessità degli utenti. Vi saranno quindi benefici nella gestione delle acque a scala urbana attraverso la riduzione sia dei consumi di acqua potabile, sia degli apporti ai sistemi fognari, limitando in tal modo anche gli sversamenti inquinanti verso i corsi d’acqua quando piove.

Anche per quanto riguarda le coperture a verde pensile, si intende migliorarne la struttura e i criteri di dimensionamento. Presso la sede di via Terracini della Scuola di Ingegneria e Architettura dell’Università di Bologna si trova un tetto verde sperimentale di circa 130 mq, dotato di stazione meteo e strumenti per la misura dei deflussi (runoff). Si esaminerà quindi l’efficacia della copertura verde, ricostruendone il comportamento idrologico e la capacità di ritenzione idrica.

 

Imprese coinvolte:

 

Output del progetto:

Suite di strumenti di calcolo per il dimensionamento dei serbatoi di accumulo e per la caratterizzazione della risposta idrologica delle coperture a verde.

In particolare si utilizzeranno:

  • il tetto verde in scala reale;
  • la costruzione di dimostratori con materiali ed essenze vegetali differenti;
  • la creazione di curve di domanda idrica basate sui consumi realmente misurati;
  • l'utilizzo di serie storiche pluviometriche reali.

Sarà così possibile creare una suite di software per il dimensionamento e la valutazione dell'impatto idraulico e ambientale delle tecnologie per la mitigazione degli eventi climatici e per il recupero e riuso delle acque meteoriche e/o grigie in ambito urbano.

I software, calibrati e validati sulla base dei risultati delle attività di laboratorio, verranno messi a disposizione delle aziende e rappresenteranno un valore aggiunto che le imprese potranno utilizzare al loro interno o fornire all'utente finale ed ai progettisti. L'obiettivo primario è quindi fornire di strumenti per una progettazione più avanzata, riducendo così i costi derivanti dall'installazione di impianti sovradimensionati o inefficienti. Inoltre la creazione di dimostratori in laboratorio di coperture verdi permetterà non solo di valutarne l'efficacia, ma consentirà anche alle imprese coinvolte di replicarli in scala reale per la loro produzione.


4) Caratterizzazione della sostenibilità delle azioni proposte tramite la valutazione del loro impatto sul metabolismo urbano e tramite analisi LCA sviluppata passando dal livello di edificio al livello urbano. Si prevede di predisporre una suite di strumenti software in grado di calcolare vari indicatori e di renderli fruibili all’utente e al gestore del servizio idrico.


obiettivo 4
Esempio di piattaforma on line per la visualizzazione degli indicatori di sostenibilità idrica.

Questo obiettivo prevede la realizzazione di software per fornire una valutazione quantitativa, multi-parametrica e multi-scala della sostenibilità economico-ambientale dei sistemi idrici urbani, per i singoli utenti e per i gestori.

Si intende innanzitutto individuare una serie di indicatori di sostenibilità, che consentano agli utenti di valutare il proprio impatto sotto diversi profili: economico, energetico, ambientale e prestazionale.

Utilizzando tecniche di “metabolismo urbano” e un approccio “LCA – Life Cycle Assessment”, verranno definiti degli indicatori per misurare la sostenibilità a livello locale e di distretto, e produrre una maggior consapevolezza dei consumi idrici.

Questi indicatori saranno resi disponibili attraverso strumenti informatici per gli utenti e per le aziende di gestione del servizio idrico integrato. Il singolo utente potrà così ottenere una valutazione di sostenibilità ambientale ed economica delle proprie scelte, dei comportamenti e anche degli interventi di miglioramento che vuole realizzare.

Il software infatti consentirà di comparare la sostenibilità delle condizioni di consumo con o senza il riuso di acqua grigia e meteorica, valutando interventi sugli edifici orientati al risparmio di acqua potabile.

 

Impresa coinvolta:

 

Output del progetto:

Suite di strumenti software di supporto alle decisioni per gli stakeholder, i cittadini e il gestore della rete acquedottistica; tali strumenti quantificheranno, mediante le tecniche di “metabolismo urbano” e “Analisi LCA (Life Cycle Assessment)”, la sostenibilità dell'uso delle risorse idriche a diverse scale di aggregazione.

In particolare, tale suite di software contribuirà al miglioramento della filiera di produzione, distribuzione e utilizzo dell'acqua, influendo sulla fase di formazione del consumo e favorendo il risparmio idrico. Diminuiranno così anche i prelievi dall'ambiente, con conseguenti benefici anche in termini di riduzione del volume di acqua reflua e meteorica da depurare e smaltire.

Le valutazioni di sostenibilità terranno conto anche dei fattori di pressione globale, come quelli derivanti dal cambiamento climatico e dall'incremento della popolazione.


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