Smart Water Metering a Gavi: telelettura e ricerca efficace delle perdite per una rete idrica efficiente


Guido Grosso – Gestione Acqua SpA
Marcello Marino – Unidata SpA

 
Gestione Acqua SpA ha elaborato un progetto pilota per la telelettura estesa di tutte le utenze di un Comune tra quelli gestiti. Dopo attente valutazioni la scelta è ricaduta su:

  • Comune di Gavi, con un parco contatori di circa 2800 utenze
  • Tecnologia LoRaWAN come soluzione migliore per flessibilità, raggiungibilità e sostenibilità economica nella gestione efficiente della rete, volta ad un bilancio idrico affidabile
La scelta del Comune di Gavi

Circa due anni e mezzo fa, di concerto con l’EGATO6 Alessandrino, Gestione Acqua SpA – azienda Piemontese che gestisce il Servizio Idrico Integrato di 70 comuni, principalmente in provincia di Alessandria – scelse di avviare un progetto pilota per la misurazione in telelettura di tutte le tipologie di utenze nel territorio del Comune di Gavi. La scelta del comune era motivata dalla rappresentatività del territorio circostante particolarmente impervio e sfidante: circa 2800 utenze (contatori) per poco più di 5000 abitanti, distribuiti su un territorio di 45 Km2 che presenta delle caratteristiche idrografiche severe con una elevata variabilità altimetrica e delle serie problematiche legate all’approvvigionamento idrico e alle perdite in rete.

L’obiettivo del progetto pilota

era quello di abilitare la telelettura efficace dei contatori, inclusi quelli domestici da ½”, per una successiva automatizzazione della fatturazione. L’obiettivo era anche quello di confermare la tecnologia LoRaWAN come ideale infrastruttura tecnologica per la valutazione di un bilancio idrico affidabile che consentisse una gestione efficiente della rete idrica.

Dopo alcuni test preliminari sul campo per verificare l’efficacia delle soluzioni proposte da diversi operatori, è stata scelta la soluzione che prevedeva l’installazione dei contatori idrici Itron dotati di modulo LoRaWAN e la realizzazione dell’infrastruttura di rete wireless LoRaWAN da parte di Unidata.

Secondo il più classico degli schemi architetturali della tecnologia LoRaWAN

I dati di misura dei consumi idrici vengono

  1. mandati dai contatori dell’acqua (mediante i relativi moduli di trasmissione radio LoRaWAN integrati)
  2. raccolti dai gateway della rete LoRaWAN realizzata per il gestore del servizio idrico
  3. inviati in cloud alla piattaforma di connettività UniOrchestra (Network Server) di Unidata che li gestisce e li rende fruibili al cliente finale tramite il software Temetra (Application Server) messo a disposizione da Itron

I circa 2800 contatori trasmetteranno le letture orarie due volte al giorno. Per alcuni grandi contatori di ingresso alla rete idrica si è resa necessaria, al fine di svolgere un corretto bilancio idrico, una strumentazione GPRS con una risoluzione di 15 minuti in modo da valutare l’acqua immessa in rete rispetto a quella prelevata in periferia.

Modello di business sostenibile

Come anticipato, l’infrastruttura di rete LoRaWAN è stata realizzata seguendo un modello di business sostenibile sia dal punto di vista ambientale che economico. I gateway chiamati a raccogliere i dati trasmessi dai contatori, infatti, sono stati installati su siti messi a disposizione dalla stessa Gestione Acqua (torrini, vasche di rilancio, ecc.) consentendo un ulteriore abbattimento dei costi della connettività.

Nella fase iniziale, che ha visto la sostituzione di circa il 40% dei contatori prevalentemente nel centro cittadino, i valori di raggiungibilità dei contatori erano incredibilmente alti: sono stati infatti anche superati valori del 96% di raggiungibilità giornaliera.

Oggi è stata completata l’installazione di oltre il 90% dei contatori sul totale dei circa 2800.

Molti contatori sono stati installati consapevolmente anche in zone dove il radio planning, in fase di progetto, indicava chiaramente come scoperte. Ovviamente questi ultimi non vengono “sentiti” dalla rete, quindi il valore di raggiungibilità giornaliera si è abbassato al 75%, mantenendo comunque molto alto il valore di raggiungibilità mensile che supera l’85%.

Se pensiamo che lo scorso settembre 2019 in ARERA sono stati presentati i risultati di alcune sperimentazioni realizzate con altre tecnologie ben più complesse e costose con raggiungibilità mensili tra il 40% e il 50%, possiamo dire senza dubbio alcuno che la tecnologia LoRaWAN applicata anche nelle zone più impervie è certamente la tecnologia ideale per lo Smart Water Metering.

La flessibilità della tecnologia LoRaWAN

La tecnologia LoRaWAN, peraltro, ha un ulteriore grande vantaggio: la flessibilità della rete. Si sta infatti studiando ad una densificazione della rete (ossia un aumento del numero dei gateway disposti sul territorio) che possa elevare ulteriormente i valori di raggiungibilità, sfruttando soluzioni puntuali sulle singole aree non coperte.

Tali soluzioni sarebbero impossibili da realizzare con altre tecnologie, come per esempio quella NB-IoT. E’ infatti difficile che un operatore telefonico tradizionale offra la possibilità di “avvicinare” la rete a dei contatori. Certamente la densificazione della rete è strettamente connessa ai necessari investimenti relativi all’acquisto, l’installazione e la gestione dei gateway, che diventano sempre meno giustificabili man mano che il numero dei dispositivi in più che vengono raggiunti si riduce con il procedere della densificazione.

Scenari differenti

Occorre tener presente, tuttavia, che nel tempo lo scenario potrebbe cambiare. Per esempio in presenza di applicazioni Smart City o di sub-metering. Entrambe utilizzano la tecnologia LoRaWAN e di fronte ad esse eventuali ulteriori densificazioni potrebbero essere economicamente giustificabili.

In ogni caso, i contatori residuali che non vengono raggiunti nemmeno una volta l’anno potranno essere letti in modalità walk-by. Si tratta di una modalità con cui il letturista si avvicina al contatore non rilevato dalla rete LoRaWAN. Questo sarebbe possibile in quanto è presente nel modulo radio del contatore anche la tecnologia Wireless M-Bus

Vale la pena sottolineare che il sistema ha superato a pieni voti anche le gravi condizioni derivanti dalle alluvioni. In particolare, delle due alluvioni che hanno colpito severamente il territorio di Gavi: una nell’ottobre e l’altra nel novembre 2019.

Con le operazioni connesse alla campagna di sostituzione massiva, è stato inoltre possibile rilevare:

  • allacci abusivi
  • palazzine completamente sprovviste di contatori
  • situazioni di anomali posizionamenti dei contatori.

Grazie a questo sistema, infine, si sono potuti segnalare consumi anomali di acqua ad alcuni utenti distratti, che avevano inavvertitamente lasciato aperti dei rubinetti.

I prossimi passi

Oltre al completamento della sostituzione di tutto il parco contatori di Gavi e all’eventuale densificazione della rete, il prossimo passo sarà: integrare il sistema di smart water metering a una rete idrica riorganizzata ed efficientata mediante software analitici dedicati. Il fine ultimo è quello di realizzare in maniera automatica i bilanci idrici per suggerire le azioni necessarie a fronteggiare perdite e inefficienze.

 

 


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