Qualità dell’acqua e perdite idriche: cosa e come fare per difendere le Infrastrutture Critiche utilizzando le infrastrutture di telecontrollo e SCADA?
A volte mi chiedono: “E gli acquedotti? sono Infrastrutture Critiche?”
Secondo la direttiva 2008/114/CE approvata dall’unione europea si definisce infrastruttura critica un elemento, un sistema o parte di questo ubicato negli Stati membri che è essenziale per il mantenimento delle funzioni vitali della società, della salute, della sicurezza e del benessere economico e sociale dei cittadini ed il cui danneggiamento o la cui distruzione avrebbe un impatto significativo in uno Stato membro a causa dell’impossibilità di mantenere tali funzioni.
Le Infrastrutture Critiche (IC) possono essere danneggiate, distrutte o manomesse a causa di atti deliberati di terrorismo, calamità naturali, negligenza, incidenti, pirateria informatica, attività criminose e comportamenti dolosi.
Per tutelare la vita e i beni dei cittadini dell’UE dai rischi legati al terrorismo, alle calamità naturali e agli incidenti, bisogna fare in modo che gli eventuali danni alle infrastrutture critiche o la loro manomissione siano, nella misura del possibile, di breve durata, poco frequenti, gestibili, geograficamente isolati e il meno nocivi possibile per il benessere degli Stati membri, dei loro cittadini e dell’unione Europea.
Acquedotti e Acqua (erogazione di acqua potabile; controllo della qualità dell’acqua; gestione e controllo della quantità d’acqua) rientrano nelle Infrastrutture Critiche?
WATER SAFETY PLAN E WATER LEAKAGE MANAGEMENT: COME ESSERE CONFORMI?
Ci sono due temi che attualmente sono sul tavolo dei manager degli acquedotti non solo italiani ed europei, ma anche a livello globale: Water Safety Plan e Water Leakage Management.
Entrambi riguardano la conformità a regolamentazioni che mirano ad un miglioramento del “prodotto/servizio” da loro offerto ed hanno impatti diretti su alcuni aspetti che sono vitali per chi conduce un acquedotto:
- la Qualità dell’acqua,
- l’efficienza degli impianti per garantire continuità di servizio
- la riduzione delle perdite
- ottimizzazione dei costi di erogazione.
Da un lato l’Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO) ha introdotto oltre un decennio fa il modello dei Water Safety Plans (Piani di Sicurezza dell’Acqua, PSA) come il mezzo più efficace per garantire sistematicamente la sicurezza di un sistema idropotabile, la Qualità delle acque fornite e la protezione della salute di consumatori/utenti/cittadini.
Da un altro lato, la Direzione Ambiente della Commissione Europea ha pubblicato nel 2015 il documento “Buone pratiche per la gestione delle perdite idriche”: un riferimento tecnico e normativo aggiornato per la gestione delle perdite per tutti i gestori ed i regolatori europei.
WATER SAFETY PLAN E PSA (PIANO DI SICUREZZA DELL’ACQUA DESTINATA AL CONSUMO UMANO)
A gennaio 2016, Il Gruppo CAP (www.gruppocap. it, monoutility dell’acqua che garantisce il servizio idrico integrato in un bacino di 2 milioni di abitanti in Lombardia, e che sta adottando, tra le prime aziende in Italia, il Water Safety Plan sul proprio sistema acquedottistico), ha organizzato a Milano un incontro/convegno di grande risonanza ed affluenza per affrontare il tema della qualità dell’acqua e della corretta gestione dei sistemi idrici.
Il Water Safety Plan è divenuto parte integrante della legislazione europea con la direttiva 2015/1787 che modifica gli allegati II e III della direttiva 98/83/CE del Consiglio concernente la qualità delle acque destinate al consumo umano, e concede due anni di tempo ai singoli Stati per adeguarsi alla nuova normativa.
Sostanzialmente ridefinisce il modello del controllo dell’acqua potabile, basato fino ad ora sulla sorveglianza di segmenti circoscritti del sistema-acquedotto (prelievo-trattamento- distribuzione) e sul monitoraggio a campione dell’acqua distribuita in rete, trasformandolo in un sistema globale di gestione del rischio esteso all’intera filiera idrica dalla captazione al punto di utenza finale.
Il WSP consentirà agli acquedotti che ne adottano il modello, una volta implementato, di decidere insieme alle ASL e alle altre autorità competenti, sulla base di una valutazione dei rischi, quali parametri monitorare in relazione ai rischi realmente presenti sul territorio e accuratamente analizzati.
Diventa infatti possibile, scegliere di aumentare o ridurre la frequenza dei campionamenti nelle zone di approvvigionamento, nonché estendere la lista di sostanze da monitorare in caso di preoccupazioni per la salute pubblica, anche coinvolgendo attivamente stakeholders delle Comunità locali.
La flessibilità nel monitoraggio dei parametri e nella frequenza di campionamento è inquadrata in una serie di requisiti da rispettare, per assicurare la protezione della salute dei cittadini. Ciò consentirà di ridurre drasticamente le possibilità di contaminazione delle acque captate e di attenuare o rimuovere la presenza di fattori di rischio chimico e microbiologico attraverso trattamenti delle acque adeguatamente progettati, eseguiti e controllati e, infine, di prevenire eventuali contaminazioni in fase di stoccaggio e distribuzione dell’acqua fino al punto di consegna.
In pratica, per ogni sistema acquedottistico verranno valutati i possibili pericoli che possono compromettere la sicurezza dell’acqua in ogni fase della sua presenza nell’ambiente naturale, captazione, trattamento e distribuzione fino al rubinetto, stimandone il rischio e il possibile impatto sulla salute e, soprattutto, ridefinendo le misure per evitare pericoli.
Il risultato è un sistema sotto controllo ed una elevata qualità dell’acqua fornita nel tempo, garantita da evidenze misurabili. un lavoro multidisciplinare e poliedrico, definito nel documento pubblicato dall’Istituto Superiore di Sanità nel Rapporto ISTISAn 14/21 dal titolo “Linea guida per la valutazione e gestione del rischio nella filiera della acque destinate al consumo umano secondo il modello del Water Security Plan”. Il riferimento è anche alla Direttiva Europea 98/83 denominata “Drinking Water Directive”, oggetto di ulteriori aggiornamenti ad ottobre 2015, con l’introduzione di richieste per un monitoraggio efficiente dell’acqua per preservare la salute pubblica.
BUONE PRATICHE PER LA GESTIONE DELLE PERDITE IDRICHE (WATER LEAKAGE MANAGEMENT)
La Direzione Ambiente della Commissione Europea ha pubblicato nel 2015 il documento “Buone pratiche per la gestione delle perdite idriche”: un riferimento tecnico e normativo aggiornato per la gestione delle perdite per tutti i gestori ed i regolatori europei.
Il documento “Eu Reference document Good Practices on Leakage Management WFD CIS WG PoM – Main Report” dice testualmente: “Le autorità di gestione delle acque e dei servizi idrici in Europa devono affrontare la sfida (oltre ad avere la responsabilità) di trovare un equilibrio tra l’efficienza delle reti di distribuzione dell’acqua utilizzando le nostre risorse idriche naturali, e l’efficienza nell’uso delle nostre risorse umane, naturali finanziarie e di altro. Questo equilibrio è di fondamentale importanza nel contribuire al raggiungimento degli obiettivi ambientali della direttiva quadro sulle acque (WFD). L’acqua, come una preziosa risorsa naturale, deve essere gestito in maniera sostenibile, e lo spreco di questa risorsa deve essere sempre ridotto al minimo. Le perdite eccessive e il consumo eccessivo, soprattutto nelle aree di carenza idrica e siccità, hanno un diretto impatto negativo – non solo sugli obiettivi ambientali della direttiva quadro sulle acque, e sulla corretta applicazione del principio del recupero dei costi – ma anche sui cittadini dell’uE e settori economici come l’agricoltura, il turismo, l’industria, l’energia e i trasporti.”
L’esperto internazionale Marco Fantozzi afferma: “Le perdite sono un problema molto complesso da gestire, che per essere affrontato in modo efficace ed economico, richiede l’adozione di un insieme continuo di azioni appropriate e coordinate.
La maggior parte delle perdite fisiche rimangono nascoste nel sottosuolo e non appaiono in superficie. Il volume delle perdite fisiche è una funzione del numero di perdite nella rete, della loro portata, e della loro vita, dall’insorgere della perdita alla riparazione. Gestire le perdite fisiche comporta il controllo di queste tre componenti.
La gestione sostenibile del livello di perdita richiede una conoscenza approfondita delle interazioni tra i molti fattori tecnici che influenzano il volume annuale di perdite, nonché di tutti i fattori chiave per ridurre con successo le perdite. Infatti la sequenza più adeguata delle attività di gestione delle perdite deve essere definita in modo specifico per ogni singola situazione in quanto non esiste una soluzione per tutti i casi.
Vi sono, tuttavia, alcune raccomandazioni generali basate sull’evidenza valide sia per i “policy makers” ed i regolatori economici e ambientali che per i gestori di reti idriche.
Queste raccomandazioni consentono di comprendere le principali dinamiche di fondo delle perdite e costituiscono la base per affrontare con successo la gestione delle perdite e la misura delle performance. Mentre l’efficace im plementazione della gestione delle perdite richiede azioni specifiche e mirate da definire caso per caso in base alle suddette raccomandazioni.”
MONITORAGGIO DELLE PRESSIONI NELLA RETE E QUALITÀ DELL’ACQUA
Le pressioni della rete, oltre ad impatti sulla qualità del servizio di erogazione, possono avere impatto diretto sulla Qualità dell’acqua.
Uno dei punti cardine nel modello da adottare per garantire omogeneità sia nella qualità che nella continuità di erogazione del servizio stà nel corretto monitoraggio dei punti di pressione nella rete di distribuzione dell’acquedotto tramite di una serie di sensori collegati al sistema di telecontrollo in grado di far confluire le informazioni sulle pressioni rilevate nei diversi punti della rete durante l’erogazione del servizio in via continuativa, in modo da poter costruire il modello di funzionamento nelle diverse fasce orarie della giornata e nelle diverse stagioni dell’anno, anche in considerazione di eventuali variazioni della popolazione, dei dati climatici, dell’andamento delle precipitazioni atmosferiche e dei parametri della Qualità dell’acqua.
Ci sono sul mercato appositi moduli/strumenti elettronici muniti di sensori ed in grado di trasmettere la misura, che sono stati appositamente studiati per permettere una raccolta puntuale di misure di pressione e Qualità dell’acqua, sono in grado di trasmettere i dati al sistema di telecontrollo (SCADA) utilizzando tecnologia GSM/GPRS disponibile ovunque ed a basso costo. In particolare alcuni moduli sono dotati di un sensore di pressione integrato oltre ad alcuni I/o ausiliari per ulteriori segnali in ingresso provenienti da altre sonde (pressioni, livelli, portata, temperatura, PH, Conducimetri, ecc.) ed eventuali uscite (per comandare motori, pompe, serrande, ecc.).
Consentono anche un datalogging, possono comunicare con altri moduli sulla stessa rete GSM/GPRS e con il centro del telecontrollo con collegamento diretto periodico ed a richiesta via APn e SMS; sono dotati di antenna integrata e possono essere collegati ad una antenna con alcuni metri di cavo per eventuale installazione in tombini a diversi metri di profondità, pur garantendo regolare trasmissione di dati: meglio quindi che l’alloggiamento del modulo sia conforme ad IP68 e ventilazione con tecnologia a membrana consentendo l’installazione in ambienti “difficili” senza alimentazione esterna e con batterie interne.
SISTEMI DI TELECONTROLLO, SCADA, HISTORIAN E TOOL ACCESSORI
I sistemi di Telecontrollo più efficienti e diffusi si basano spesso su consolidati prodotti software HMI/SCADA, alcuni dei quali assolutamente standard nelle applicazioni di telecontrollo di acquedotti a livello internazionale: vantano migliaia di installazioni in applicazioni da poche decine di punti monitorati a livello locale sino ad applicazioni con decine/centinaia di migliaia di dati raccolti in vaste aree geografiche.
Da diversi anni lo SCADA tipico nel telecontrollo viene affiancato da un potente “Data Historian” che raccoglie, archivia e distribuisce elevati volumi di dati, con performance ottimizzate: contestualizza i dati grezzi raccolti e li aggrega in isole di informazioni, consentendo analisi, report puntuali e bilanci idrici.
Oggi è normale che l’Historian fornisca anche client in tecnologia web, consentendo analisi dei “Big Data Analytics”, estrazione di dati attuali e storici per report ed il miglioramento continuo dei processi su ogni dispositivo di consultazione, anche Mobile (tipo tablet o smartphone).
Tool per il Report per Bilancio Idrico.
Utili per generare prospetti e tabulati per i gestori sono sicuramente i software per industrial reporting e analisi; sono facili da usare e senza programmazione, realizzati specifi catamente per i sistemi di controllo e telecontrollo. Si adattano perfettamente per realizzare report puntuali su Qualità dell’Acqua e per Bilanci Idrici.
Tool di notifica degli Allarmi.
Dovendo gestire 24H/24H una moltitudine di impianti distribuiti sul territorio con un numero ridotto di risorse di manutentori reperibili è necessario avere una puntuale notifica degli allarmi e delle situazioni critiche: ecco quindi la necessità di un software di notifica eventi ed allarmi real-time (anche su smartphone) che funzioni con il sistema di telecontrollo, con lo scopo di avvisare il personale in caso di condizioni anomale.
Gli operatori possono concentrarsi sui loro compiti, mentre i computer provvedono al monitoraggio puntuale di ogni impianto collegato al sistema di Telecontrollo.
SISTEMA INFORMATIVO MANUTENZIONE
La gestione di Asset, di interventi sulla rete e impianti, di manutentori e squadre di intervento sono aspetti, che se gestiti in modo oculato ed organizzato permettono sostanziosi recuperi di efficienza e risparmio di costi operativi. un sistema informativo di manutenzione ed Asset Management semplice e specifico per il mondo delle utility può essere installato e messo in funzione anche in tempi brevi e spesso ha dimostrato ritorni sull’investimento dell’ordine di pochi mesi in molti acquedotti.
MONITORAGGIO ED EFFICIENZA ENERGETICA
L’introduzione di un Energy Management System in una utility, fornisce un approccio sistematico che porta a efficienza, risparmi immediati e un permanente controllo dei costi di erogazione del servizio.
Il sistema informativo per la gestione dell’energia e dell’ambiente misura consumi e costi, li mette tra loro in correlazione e permette di calcolo in automatico di KPI (Indicatori di Performance) anche molto intuitivi (KW/m3 H2o trattata, €/m3, €/utenza servita, ecc.).
CONCLUSIONI
Il tema Qualità dell’acqua toccato dal Piano di Sicurezza dell’acqua per uso umano (PSA o Water Safety Plan) ha collegamenti diretti con quello toccato dalla gestione delle perdite (Water Leakage Management): non si può garantire continuità ed omogeneità nella erogazione e nella qualità dell’acqua erogata, senza un attento monitoraggio di tutti i parametri critici, pressioni di rete incluse.
SUGGERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Direttiva 2008/114/CE
http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2008:345:0075:0082:IT:PDF
Rapporto Istisan – Istituto Superiore Sanità – Linee guida per la valutazione e gestione del rischio nella filiera delle acque destinate al consumo umano secondo il modello dei Water Safety Plans
http://www.iss.it/publ/?lang=1&id=2844&tipo=5
The Eu Reference document “Good Practices on Leakage Management WFD CIS WG PoM”: http://www.eureau.org/images/pdf/Good_Practices_on_Leakage_Management_Main_Report_Final.pdf
http://www.vigilfuoco.it/allegati/biblioteca/Infrastrutture_critiche.pdf
http://www.gruppocap.it/attivita/ricerca-e-sviluppo/water-safety-plan
http://accadueo.com/programmaeventi/convegni/dettaglio-evento/5346.html?id=253
AIIC: www.infrastrutturecritiche.it
A cura di: Enzo M. Tieghi, Socio AIIC
