La Commissione europea promuove l’uso delle tecnologie ICT nel settore idrico attraverso il finanziamento di progetti di ricerca e innovazione nell’ambito del Programma quadro Horizon 2020 e la definizione di una roadmap per identificare le esigenze di ricerca e innovazione nel settore. In questo contesto, il Cluster ICT4Water, in collaborazione con la DG CONNECT Smart Mobility & Living, ha presentato oggi, venerdì 1 Dicembre a Bruxelles,  ai rappresentanti di ONG, industrie operanti nel settore idrico, ricercatori, PMI, aziende ICT, il piano d’azione relativo alle tecnologie ICT e alla gestione delle risorse idriche. Il principale obiettivo del piano è quello di individuare attività, sfide, tempistiche e strumenti di attuazione per la creazione del mercato unico digitale per i servizi idrici, contribuendo così al raggiungimento degli obiettivi definiti dalla Urban Water Agenda 2030 (Vedi Focus di Novembre). In Europa non esiste una rete idrica intelligente completamente integrata: il settore idrico ha difficoltà a sviluppare tecnologie intelligenti a causa della frammentazione del settore, la lentezza nell’adozione di nuove tecnologie, l’assenza di sviluppo delle PMI e di una visione olistica per il settore. Per superare tali difficoltà, il Cluster ha pubblicato due tabelle di marcia relative alle tecnologie dell’informazione e comunicazione per la gestione del settore idrico, una nel 2015 ed una nel 2016, e che costituiscono le fondamenta su cui si poggia il piano d’azione futuro. Il presente documento si concentra sulla “Roadmap for Information and Communication Technologies for Water Management” del 2016, che ha aggiornato gli ambiti di intervento per lo sviluppo tecnologico del settore idrico.

Il Cluster ICT4Water rappresenta un hub per progetti di ricerca finanziati dall’UE su tecnologie ICT e gestione delle risorse idriche, il cui obiettivo è quello di aumentare l’efficienza water management e consentire una maggiore cooperazione tra gli operatori e gli utenti sviluppando prodotti e servizi innovativi basati su tecnologie dell’informazione e della comunicazione. Il cluster è composto da 10 progetti del 7° Programma Quadro e 10 progetti del Programma Horizon 2020 ed è collegato alle iniziative europee EIP Water, che sviluppa soluzioni innovative per affrontare le principali sfide idriche europee e globali, e Ctrl+Swan Action Group, dedicato allo sviluppo di sensori e tecnologie innovative da integrare e implementare nelle reti di distribuzione idrica.

Proposta di Roadmap

Sulla base delle informazioni fornite dai vari progetti, conclusi e in corso, e dell’esperienza acquisita, per creare un Mercato idrico intelligente, unico e digitale, il cluster ICT4Water raccomanda a tutti gli stakeholder del settore le seguenti azioni:

  1. Stabilire un gruppo di lavoro per identificare una serie iniziale di standard;
  2. Sviluppare un progetto per definire un modello standardizzato di simulazione dei dati che possa riprodurre la distribuzione e l’uso di acqua per facilitare la valutazione di tecnologie intelligenti e nuovi prodotti e servizi che superino le difficoltà attuali nel testare prove sul campo credibili.
  3. Sviluppare specifiche per l’interoperabilità e la condivisione dei dati tra diversi servizi e infrastrutture;
  4. Creare “Piattaforme per oggetti intelligenti connessi”, che integrino le generazioni future di dispositivi intelligenti (sensori) e tecnologie di rete.
  5. Sviluppare iniziative sulla proprietà dei dati e il loro libero flusso;
  6. Istituire uno standard paneuropeo sui sistemi di gestione delle acque;
  7. Sviluppare sistemi standardizzati per smart city e community al fine di garantire l’interoperabilità delle soluzioni, ossia la loro adattabilità alle nuove esigenze degli utenti e al cambiamento tecnologico. Un’attenzione particolare deve essere rivolta a migliorare il supporto decisionale, la gestione dell’acqua piovana, il coinvolgimento dei cittadini;
  8. Aumentare l’efficienza idrica nell’UE attraverso controlli idrici accurati, dettagliati e periodici;
  9. Sviluppare una nuova metodologia quadro per misurare l’impatto ambientale delle tecnologie ICT (compresa un’analisi costi/benefici per le imprese).

Le azioni identificate dalla roadmap si concentreranno nei settori che presentano attualmente le lacune maggiori, impedendo di fatto lo sviluppo del settore:

Big Data

Il raggiungimento di un mercato unico digitale funzionale dipenderà dal libero flusso di dati, affrontando opportunamente questioni come la proprietà dei dati, la loro interoperabilità, usabilità e accesso. Oggi, grazie ai bassi prezzi dei dispositivi hardware e alla rapida adozione dell’Internet of Things tutte le organizzazioni hanno la possibilità di essere collegate costantemente ai loro clienti e partner. I sistemi idrici generano grandi quantità di dati che offrono un enorme potenziale conoscitivo per supportare in modo più intelligente i decision makers. In che modo le aziende possono beneficiare di questo flusso di informazioni? Come possono sfruttare i Big data  e generare nuove conoscenze in modo rapido e conveniente? Le difficoltà riguardano l’ottenimento del consenso e della partecipazione dei cittadini, i problemi di protezione dei dati, il costo della strumentazione per gli studi e l’assenza di una standardizzazione dei dati.

Dati sul consumo di acqua

Indurre cambiamenti sostenibili relativamente al consumo di acqua da parte dei singoli consumatori dipende dalla tempestività, accuratezza e localizzazione degli interventi forniti. Feedback in tempo reale offerti dal punto di consumo, nonché informazioni diagnostiche dopo l’evento di consumo specifico, richiede una conoscenza dettagliata su chi consuma acqua, quando e dove, cioè significa avere accesso a dati specifici per ogni apparecchio idrico. La sfida risiede quindi nello sviluppo di algoritmi in grado di disaggregare i dati e migliorare l’efficienza idrica.

Le infrastrutture dati

Le imprese, le comunità di ricerca e le autorità pubbliche devono ancora sfruttare a pieno il potenziale dei dati e del loro effetto trasformativo sui settori tradizionali e sul modo di condurre la ricerca. I dati forniti dalla ricerca pubblica non sono sempre accessibili, allo stesso modo i dati generati e/o raccolti nel settore idrico spesso non sono condivisi, e non sempre per ragioni commerciali. I motivi includono la mancanza di una struttura di incentivi e premi per la condivisione dei dati, di una chiara base giuridica, comprese le questioni sulla privacy, e la carenza di competenze nell’analisi dei dati. Inoltre le infrastrutture dati sono suddivise per settori scientifici ed economici, per paesi e per modelli di governance: di conseguenza le politiche di accesso per il networking, l’archiviazione dei dati e il calcolo sono diverse. Dati e infrastrutture informatiche disconnesse ostacolano quindi la ricerca scientifica e rallentano la libera circolazione della conoscenza.

Collegamento con le Smart Cities

Le città ospitano oltre il 70% della popolazione europea, consumano il 75% dell’energia globale ed emettono l’80% dei gas a effetto serra generati dall’attività umana. Sono anche i luoghi in cui si concentrano i problemi legati alla salute, alla coesione sociale e all’immigrazione da un lato, ma anche dove si concentrano gli investimenti, la produttività, i posti di lavoro e le persone con elevate competenze, e quindi rappresentano gli attori chiave nella fornitura di soluzioni a queste sfide. Le città hanno dichiarato la propria disponibilità a impegnarsi attivamente nel progettare e implementare strategie per una transizione verso un futuro sostenibile, low-carbon, a prova di clima ed efficiente in termini di risorse, in linea con le priorità  definite dall’UE. Una rete idrica intelligente non è semplicemente un sistema individuale che ottimizza l’efficienza della rete, bensì un mezzo per collegare insieme più sistemi all’interno di una rete e condividere i dati tra le piattaforme esistenti. Questo modo di concepire la rete di distribuzione dell’acqua come un insieme di sistemi che possono funzionare in modo indipendente ma che forniscono un alto grado di connettività e interoperabilità, ha cambiato il paradigma, portando al concetto di Smart City. La limitata disponibilità di acqua, di energia e di altre risorse, unitamente agli alti costi delle infrastrutture, richiedono un’analisi critica della relaziona tra acqua, rifiuti, energia, trasporti e tecnologie ICT. Esistono due passi necessari per rendere le nostre città più sostenibili:

  1. Le città possono imparare le une dalle altre, a condizione che rendano disponibili tali conoscenze e le condividano attivamente. Attraverso la cooperazione e l’applicazione delle migliori pratiche è possibile fare grandi progressi nel migliorare la loro sostenibilità;
  2. Date le continue sfide che le città si trovano a dover affrontare, le tecnologie esistenti potrebbero non essere più sufficienti. Pertanto, ci sarà sempre un ruolo per le nuove e innovative tecnologie.

Il collegamento tra acqua – cibo – energia

Nel contesto della crescente scarsità di risorse naturali e materie prime, deve essere sviluppata un’attenta comprensione dei collegamenti e delle interdipendenze tra settori dell’acqua, del cibo e dell’energia insieme ai driver ambientali, economici, sociali e politici. Nel contesto dell’indagine sul nesso tra produzione di cibo e gestione delle risorse idriche, lo sviluppo di tecnologie ICT per valutare l’impatto delle attività agricole sulla superficie e sulle acque sotterranee (come gli effetti dell’irrigazione e la gestione dei concimi sulla superficie influiscono sulla qualità delle acque sotterranee) è stata percepita come una priorità tra i diversi soggetti interessati (ricerca, autorità idriche, aziende). Mentre nel contesto urbano sono già presenti diverse soluzioni disponibili sul mercato, le tecnologie ICT nel settore rurale sono ancora limitate e quindi rappresentano un’opportunità per un potenziale nuovo grande mercato.

Standardizzazione

La mancanza di dati standardizzati rappresenta uno degli aspetti cruciali su cui intervenire in quanto impedisce l’interoperabilità dei dati e tra diversi sistemi. Il fatto che molti problemi idrici siano di carattere transfrontaliero e la necessità di comprendere la terra come un sistema di processi che interagiscono tra loro, può portare alla definizione di standard nel settore che renderà i dati e gli strumenti interoperabili.

Mancanza di prove sul campo affidabili

Rispetto ad altri settori, le industrie idriche sono molto più restie all’utilizzo di nuove tecnologie, e questo perché l’acqua è di fondamentale importanza per una società civile e i tempi di fermo nella sua distribuzione non sono ammessi. In parallelo, le tecnologie di rilevamento e controllo stanno diventando più mature e vengono utilizzate in molti altri campi, dal trasporto all’agricoltura di precisione. Nonostante questa maturità c’è la riluttanza delle aziende idriche a dotarsi di queste tecnologie in quanto non sono state testate nel loro settore: tecnologie di rilevamento e controllo che utilizzano la telemetria moderna e le reti informatiche non sono state testate su reti idriche reali. La soluzione per uscire da questa situazione di “stallo tecnologico”, è quella di fornire finanziamenti per la costruzione di ambienti idrici di grandi dimensioni al fine di svolgere simulazioni per testare l’efficienza delle nuove tecnologie anche in settori delicati come quello della distribuzione idrica.

Le sfide di domani

Le nuove tecnologie intelligenti possono portare a una maggiore efficienza nella gestione e distribuzione dell’acqua e quindi ad una riduzione della domanda di energia. Nel contesto della creazione di un mercato unico, l’Europa si trova a dover affrontare le seguenti sfide:

  • Superamento dell’assenza di prove sul campo, creando un modello standardizzato di distribuzione ed uso dell’acqua;
  • Identificazione/adozione/sviluppo di standard in modo che le sinergie e il coordinamento tra le parti interessate possono essere migliorate e venga favorito lo scambio di dati tra altri settori coinvolti;
  • Identificazione dei requisiti di qualità (accuratezza, affidabilità, resilienza, ecc.);
  • Armonizzare le pratiche di monitoraggio dell’energia e dell’acqua per dimostrare agli utenti come il loro comportamento nell’uso dell’acqua influenza il loro consumo di energia;
  • Definire una governance “quadro”, condivisa e standardizzata.

Approfondimenti

Digital Agenda – ICT and water

European Cloud Initiative ­ Building a competitive data and knowledge economy in Europe

ICT4Water Cluster report on Recommendations for Standards and Standardisation in the European SMART Water Market

The Water­Energy­Food Nexus: A new approach in support of food security and sustainable agriculture

KINDRA Compendium of best practices for water, waste water, solid waste and climate adaptation

FREEWAT Evaluation of needs and priorities with software capability for water management issues