L’intelligenza artificiale per controllare le reti idriche
Mantenere sotto controllo le reti di distribuzione idrica in modo efficiente e continuo, per intervenire in caso di perdite e ridurre gli sprechi. Traguardo che si può raggiungere applicando le tecnologie più recenti e lavorando in stretto coordinamento con le imprese del settore. L’esempio è quello di una collaborazione nata da un’iniziativa didattica tra docenti del Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni-DET del Politecnico e le aziende Idrotek srl e Nabu – spinoff della stessa Idrotek attualmente incubata al Politecnico nell’ESA Business Incubation Center.
Il lavoro nasce da un incontro: da una parte l’esigenza dell’azienda di tenere sotto controllo le reti idriche, dall’altra quella dell’Ateneo di fornire agli studenti l’occasione di “provare in campo” quanto stanno apprendendo, proponendo soluzioni all’avanguardia. “L’attività – afferma infatti Fabio Dovis, docente al DET – si è svolta all’interno del corso Interdisciplinary Projects della laurea magistrale ICT for Smart Societies di cui sono titolare, che ha come obiettivo quello di insegnare agli studenti la gestione e la realizzazione di un progetto che a partire da requisiti e problemi del mondo reale, sviluppi una soluzione che sfrutti le tecnologie ICT”.
Il progetto, condotto in collaborazione con Idrotek e Nabu, ha creato una modalità di rilevazione delle perdite nei sistemi di distribuzione idrica attraverso l’uso di dati di pressione e flusso raccolti da una rete di sensori. È stata realizzata dagli studenti in collaborazione con l’azienda, una piattaforma basata sull’utilizzo di una scheda Arduino MKR NB 1500 collegata ad una serie di sensori di pressione e flusso. I dati raccolti sono stati quindi elaborati e analizzati utilizzando una 1D Autoencoder neural network (cioè una avanzata rete neurale che applica algoritmi di intelligenza artificiale), in grado di individuare valori anomali e sulla base di questi localizzare le perdite lungo la rete di distribuzione. I risultati sono poi resi disponibili anche con una interfaccia grafica accessibile sia da PC che da dispositivi mobili.
Dal punto di vista del Politecnico, il docente del DET che ha supervisionato il progetto, Guido Albertengo, commenta: “Ancora una volta il Politecnico attraverso i suoi studenti ha dimostrato come la formazione di eccellenza paghi e possa essere anche strumento efficace per il trasferimento tecnologico verso le imprese”.
“La collaborazione con il Politecnico di Torino ha dimostrato come l’unione tra mondo accademico e industriale possa portare a soluzioni tecnologiche avanzate e immediatamente applicabili – sottolinea Andrea Magnano, CEO e co-fondatore di Nabu – Per Nabu, il sistema di rilevazione delle perdite sviluppato rappresenta un significativo passo avanti nell’efficienza operativa e nella gestione delle risorse idriche. Questa tecnologia ci consente di monitorare e intervenire rapidamente sulle anomalie, riducendo gli sprechi d’acqua e i costi di manutenzione riducendo notevolmente l’utilizzo di hardware in campo, costoso da installare e complicato da mantenere”.
Mentre Fabio Capecelatro, Technology advisor di Idrotek, aggiunge: “Il corso Interdisciplinary Project sviluppa competenze utili per le aziende, perché accelera l'introduzione degli studenti in un ambiente lavorativo. Quest'anno l'adozione dell'IA per il rilevamento delle perdite ha confermato inoltre il livello di maturità di questa tecnologia e la sua facilità d'uso, ma anche il vasto spettro di conoscenze che il Master in ICT for Smart Societies promuove”.
L’applicazione di tecnologie avanzate, come reti di sensori e intelligenza artificiale, ha dimostrato significativi miglioramenti nel monitoraggio continuo dei dati di pressione e flusso. Il sistema permette di rilevare rapidamente danni nella rete idrica e facilita eventuali riparazioni, riducendo in maniera sostanziale gli sprechi d’acqua. E non solo, perché la tecnologia messa a punto è ready-to-use. Per capirne l’importanza, basta sapere che la poca manutenzione delle infrastrutture idriche porta a perdite significative, anche economiche. In Italia, ad esempio, fino al 40% dell’acqua viene sprecata per questi motivi, e in vari paesi europei la percentuale varia tra il 5% e il 60%.