Investimenti privati in un programma di monitoraggio delle perdite per far fronte alla scarsità d'acqua a Lisbona, Portogallo

È probabile che Lisbona debba affrontare una diminuzione delle precipitazioni annuali e un aumento della frequenza e della durata dei periodi di siccità, con proiezioni per temperature minime e massime che puntano verso un aumento per la fine del secolo di circa 3 ° C, come anticipato dagli scenari climatici regionalizzati sviluppati dalprogetto ADAPTACLIMA-EPAL finanziato da EPAL (Empresa Portuguesa das Águas Livres) e implementato dal gruppo di ricerca CCIAM (Climate Change Impacts, Adaptation and Mitigation Research Group) dell'Università di Lisbona. A causa del suo clima subtropicale-mediterraneo, la città sperimenta generalmente inverni brevi e miti ed estati calde. Il Portogallo ha subito gravi siccità in passato. La siccità rappresenta un rischio per la salute umana poiché, combinata con le alte temperature, può causare disidratazione.  È quindi fondamentale che la città presti attenzione all'efficienza del suo sistema di approvvigionamento idrico.

Ridurre le perdite dalla rete di distribuzione idrica e la quantità di "acqua senza entrate" può contribuire in modo significativo alla capacità di Lisbona di far fronte alle future siccità aumentando l'efficienza dell'uso dell'acqua della città. L'acqua non a reddito rappresenta la differenza tra il volume totale di acqua in ingresso e il consumo fatturato autorizzato, vale a dire l'acqua persa / trapelata nel sistema di approvvigionamento idrico. Durante gli anni '90 il livello annuo delle acque non redditizie a Lisbona era in media tra il 25% e il 30%, circa 40.000.000 metri cubi. Un ulteriore fattore di stress sul sistema di distribuzione dell'acqua è stata la crescente domanda di acqua potabile a causa della crescita della popolazione urbana. La rete fornisce acqua a circa 350.000 clienti domestici e commerciali nel centro della città e a circa 2.500.000 persone (dati 2016) nell'area della Grande Lisbona (laregione che circonda Lisbona, che comprende i comuni situati sulla riva settentrionale dell'ampia foce del fiume Tago (Tejo)).

Una delle principali sfide da affrontare per far fronte all'aumento del rischio di siccità consiste pertanto nel mantenere quanto più bassa possibile la quota di acqua non destinata alle entrate della rete di approvvigionamento idrico della città. 

La città di Lisbona ha cercato di trovare un modo per ridurre il volume di acqua perso a causa di perdite, noto anche come acqua non redditizia. La principale fonte di questo problema è legata ai guasti nelle condutture dovuti all'invecchiamento dell'infrastruttura. EPAL dispone internamente di tecnici specializzati per effettuare le riparazioni necessarie. La difficoltà, tuttavia, sta nell'individuare e localizzare le faglie in quanto la rete è diffusa e per lo più sotterranea. Se un tecnico ha bisogno di cercare la perdita all'interno di un'area di 1 metro quadrato o 1.000 metri quadrati può fare un'enorme differenza. EPAL ha quindi deciso di sviluppare il programma di monitoraggio WONE attraverso il quale le perdite d'acqua potrebbero essere identificate più rapidamente e localizzate in modo più preciso. Il suo obiettivo iniziale era quello di realizzare una riduzione dell'acqua non redditizia dal 25% a un livello inferiore al 15%, per fornire un approvvigionamento idrico sostenibile a lungo termine migliorando l'efficienza e l'efficacia quotidiane. I risultati raggiunti sono stati ancora migliori, raggiungendo una riduzione dell'acqua non redditizia a circa l'8,5% nel 2015.

Gli obiettivi di questo Progetto sono conformi al Programma Nazionale per l'Uso Efficiente dell'Acqua (PNUEA) approvato con la Risoluzione nazionale 113/2005, coordinata dal Laboratorio Nazionale di Ingegneria Civile. Questo programma mira a contribuire a un nuovo approccio per affrontare le questioni idriche in Portogallo in un quadro di sviluppo sostenibile.

L'iniziativa rafforza il conseguimento di due importanti obiettivi di sviluppo sostenibile: l'OSS 11 "Città e comunità sostenibili" che rafforza la sostenibilità della città e delle sue comunità e l'OSS 13 "Azione per il clima" attraverso la riduzione del consumo energetico (minori emissioni di gas a effetto serra).

Per affrontare le perdite d'acqua, EPAL ha deciso di sviluppare il programma di rilevamento delle perdite d'acqua WONE. Il programma si basa su un sistema di monitoraggio in grado di individuare e localizzare eventuali perdite d'acqua nella rete di distribuzione. Il sistema di monitoraggio consente di confrontare i dati previsti sull'utilizzo dell'acqua con l'utilizzo dell'acqua in tempo reale. Questo confronto è effettuato da un software che è stato appositamente sviluppato per il programma. Quando viene rilevata una discrepanza tra i due set di dati, avvisa il team di monitoraggio che c'è una potenziale perdita nel sistema. La posizione della perdita è identificata rintracciando il contatore dell'acqua che ha fornito i dati che hanno mostrato una deviazione. Dopo aver identificato la posizione della perdita, vengono inviati tecnici specializzati, noti come meccanismi di rilevamento delle perdite, per eseguire un rilevamento delle perdite sul campo e riparare il problema. Il programma ha comportato una riduzione dell'acqua non redditizia dal 23,5% nel 2005 a circa l'8,5% nel 2015 (sitowebEPAL),con un risparmio cumulativo di circa 135 milioni di m3 dal 2005.

Il sistema di monitoraggio WONE si basa su una suddivisione di Lisbona in zone idriche definite tenendo conto del numero di abitanti, note anche come zone con misurazione distrettuale (DMA). Ogni zona è composta da 3.000 a 5.000 clienti e funziona come un'area di misurazione strategica. In ogni zona la pressione dell'acqua viene monitorata in continuo attraverso un sistema passivo con allarmi attivi. Il software WONE conduce una valutazione continua delle prestazioni dei DMA combinando i dati di diversi database e calcola gli indicatori di prestazione per controllare l'acqua non redditizia.

Il progetto è stato sviluppato come progetto interno di R&D. È iniziato inizialmente come progetto pilota in un numero selezionato di zone "semplici". Sulla base dei risultati di questo progetto pilota, il programma è stato ulteriormente perfezionato e ampliato a un numero maggiore di zone. Nel primo anno di sviluppo sono state incluse nel programma 20 zone. Negli anni successivi il programma è stato ampliato con 30-40 zone all'anno. Entro il 2016, il sistema sarà operativo in tutte le 158 zone. Accanto al contatore dell'acqua in queste zone, i clienti possono essere forniti con contatori d'acqua aggiuntivi attraverso il programma su richiesta. Questi contatori dell'acqua "privati" hanno permesso a EPAL di acquisire ulteriori informazioni sul consumo idrico dei propri clienti, sulla base delle quali l'azienda può ora fornire ulteriori servizi di consulenza. Questi servizi possono includere il rilevamento in loco di perdite o la consulenza ai clienti per migliorare l'efficienza dell'approvvigionamento idrico.

Oltre al monitoraggio del programma WONE,EPAL ha attuato una serie di misure per preparare il sistema a far fronte alle riduzioni della qualità dell'acqua associate a periodi di siccità più intensi e al deflusso dei contaminanti, a temperature più elevate e alla riduzione del flusso medio annuo, previsti dagli scenari di cambiamento climatico. Ad esempio, le azioni hanno incluso la ristrutturazione dell'impianto di trattamento delle acque di Vale da Pedra, per adattare i processi di trattamento, al fine di rispondere a una gamma più ampia di variazioni della qualità dell'acqua.

Il programma WONE è stato sviluppato e continua ad essere gestito da Empresa Portuguesa das Águas Livres (EPAL), che è la più antica società di servizi idrici in Portogallo. EPAL è il principale gestore della rete di distribuzione idrica del paese ed è una società statale interamente di proprietà della holding pubblica nazionale Áquas de Portugal (AdP) dal 1993. EPAL è responsabile della gestione delle attività di distribuzione dell'acqua e della manutenzione delle reti di distribuzione.

Il team di monitoraggio del software WONE svolge un ruolo chiave nella sua applicazione di successo. Questo team è stato creato reclutando 4 laureati. Ogni tecnico di rilevamento perdite ha ricevuto una formazione specializzata interna e sul campo (che comprendeva 2 settimane di formazione sul posto di lavoro con aziende straniere). Tutte le conoscenze successive sono state sviluppate sul posto di lavoro. La coerenza del team ha contribuito al successo dell'accumulo di una vasta base di conoscenze interne sul monitoraggio dell'efficienza idrica nei 10 anni in cui il programma è stato in esecuzione. A tale riguardo, i processi e le competenze interni rafforzati di EPAL hanno consentito all'impresa di stabilire una serie di indicatori critici dei cambiamenti climatici e di monitorarli periodicamente in una prospettiva di vulnerabilità del sistema.

Poiché il comportamento dei consumatori è uno dei principali fattori di riduzione del consumo di acqua, insieme al software WONE, EPAL fornisce servizi di consulenza ai clienti che desiderano migliorare la propria efficienza idrica. Ad esempio, ha creato app e strumenti per l'autocontrollo dei consumatori, al fine di aumentare l'efficienza idrica delle famiglie (ad esempio l'app Waterbeep).

Ulteriori servizi di consulenza comprendevano la fornitura di un sistema di monitoraggio, l'individuazione di perdite in loco o la consulenza sull'efficienza idrica. Il miglioramento dell'efficienza idrica attraverso i cambiamenti nel comportamento dei consumatori ha un impatto limitato sul reddito annuo di EPAL, che dipende maggiormente dal costo fisso del servizio incluso in ciascuna bolletta dell'acqua. Ogni metro cubo di acqua venduto deve coprire i costi di preparazione e distribuzione, il che significa che la sua redditività è limitata. Una riduzione del consumo di acqua da parte dei clienti è quindi di interesse sia per il cliente che per EPAL.

Infine, EPAL ha promosso il progetto ADAPTACLIMA-EPAL, che è stato sostenuto scientificamente dal gruppo di ricerca CCIAM (Climate Change Impacts, Adaptation and Mitigation Research Group) dell'Università di Lisbona. Questo studio, finanziato interamente da EPAL, ha fornito all'azienda una strategia di adattamento per ridurre le vulnerabilità delle sue attività ai cambiamenti climatici. Il progetto si è concentrato sulle opzioni di adattamento per aumentare la resilienza dei sistemi EPAL contro i rischi associati ai cambiamenti climatici. Una delle opzioni presentate è stata la promozione di azioni per l'uso efficiente dell'acqua, che sostiene gli obiettivi del programma WONE. La proprietà dei dati e dei documenti del progetto di ricerca è stata trasferita a EPAL alla fine del progetto.

EPAL ha realizzato azioni pertinenti per sensibilizzare i cittadini sulle questioni dell'efficienza idrica e della gestione della domanda. Ad esempio, ha lanciato diverse campagne per promuovere un uso corretto e responsabile dell'acqua.

Le principali parti interessate del programma WONE sono i cittadini e le imprese private che sono clienti di EPAL e quindi beneficiano di possibili riduzioni delle bollette dell'acqua. In effetti, oltre alla manutenzione della rete di distribuzione idrica, il comportamento dei consumatori è uno dei principali fattori di riduzione del consumo idrico. Pertanto EPAL fornisce diversi servizi ai clienti che desiderano migliorare la loro efficienza idrica (vedi Soluzioni).

Sebbene il comune di Lisbona non sia stato direttamente coinvolto nel funzionamento del programma WONE, la città ha ricevuto consulenza da EPAL su come migliorare l'efficienza idrica e ha effettuato ingenti investimenti per realizzare tali miglioramenti. Poiché le attività del programma WONE si svolgono all'interno dell'area della città, la città funge anche da facilitatore per i lavori di costruzione che devono essere eseguiti in loco. Inoltre, il comune di Lisbona facilita qualsiasi comunicazione necessaria sul programma WONE tra EPAL, i cittadini e le aziende di Lisbona.

Il programma WONE ha dimostrato di avere successo nel migliorare la resilienza della rete di distribuzione dell'acqua, realizzando allo stesso tempo un business redditizio grazie a notevoli risparmi sui costi. Il programma WONE non dovrebbe quindi essere considerato solo un investimento nell'adattamento ai cambiamenti climatici. Offre anche un'opportunità molto interessante come investimento aziendale (co-beneficio economico) che ha fornito a EPAL un forte incentivo economico per garantire la resilienza a lungo termine della sua rete di distribuzione.

Il supporto del consiglio di amministrazione dell'azienda si è dimostrato un importante fattore di successo, così come il coinvolgimento di altre parti chiave dell'azienda, vale a dire le operazioni di rete, la manutenzione e le relazioni con i clienti. Queste operazioni mirano a promuovere un cambiamento di mentalità all'interno dell'azienda. Lo sviluppo del programma WONE ha ricevuto molto supporto all'interno dell'azienda fin dall'inizio.

Durante il grande evento di siccità, verificatosi nel 2005, i consumatori di Lisbona non hanno subito conseguenze importanti a causa della resilienza della disponibilità di fonti d'acqua. L'estrema siccità del 2005 ha portato a una maggiore consapevolezza dei rischi connessi alla siccità. Ciò è illustrato dalla creazione di una commissione sulla siccità in seno al ministro dell'Ambiente e dell'azione per il clima subito dopo l'evento del 2005, che ha sottolineato l'importanza della cooperazione tra entità nazionali e tra Portogallo e Spagna.

Il programma WONE si concentra solo sul rilevamento delle perdite. Pertanto, i risultati dell'analisi dei dati devono essere ben in sintonia con le pratiche dei tecnici, che devono trovare soluzioni su misura per riparare la perdita effettiva. Questa traduzione dai dati all'azione richiede ancora un atto umano, il che significa che il suo successo dipende molto dalla conoscenza del team che lo gestisce. All'interno del programma WONE è stato realizzato un ambiente di lavoro piacevole che finora si è tradotto in un team operativo stabile.

La rete di distribuzione dell'acqua deve essere costantemente monitorata e migliorata. L'utilizzo del sistema di distribuzione dell'acqua significa che i suoi tubi saranno stoccati e alla fine dovranno essere sostituiti. La durata media della rete è compresa tra 50 e 60 anni. Il vantaggio del sistema WONE è che i problemi possono essere identificati in modo più efficiente, il che significa che la sostituzione della rete può effettivamente avvenire in fasi. Il rinnovo e la riparazione dei tubi dell'acqua è quindi un processo continuo. Il programma WONE lo rende gestibile concentrandosi sul fissaggio continuo di parti più piccole della rete, piuttosto che sostituirlo tutto in una volta.

Le prime prove di successo sono state raccolte nella prima area pilota in cui è stato testato il sistema. I risultati positivi hanno consentito di estendere il programma di monitoraggio all'intera città di Lisbona.

Oltre al sistema WONE, prodotti simili sono stati venduti ad altri organismi di gestione delle acque in Portogallo e all'estero, mostrando la facile applicazione di questo prodotto a casi simili. Esempi di questo sono: AQUAmatrix®, il sistema di gestione dei clienti per il settore idrico e waterbeep®, un servizio per controllare i consumi idrici per i clienti domestici e aziendali, aiutandoli a diventare più efficienti.

Può essere difficile per le città prendere l'iniziativa nella realizzazione di un programma di efficienza idrica in quanto il ruolo delle città si limita ad essere un facilitatore e cliente della società idrica. Per realizzare un programma di efficienza idrica è in primo luogo una decisione di investimento che deve essere presa dalla società idrica stessa. Altre città potrebbero stimolare questo tipo di sviluppo attraverso un approccio "dare l'esempio" migliorando la propria efficienza idrica. Possono anche sostenere la comunicazione tra un'azienda idrica e i cittadini promuovendo la consapevolezza del progetto tra i cittadini e fornendo opzioni pratiche di contatto.

Lo sviluppo iniziale del programma è stato finanziato attraverso risorse finanziarie interne di EPAL. L'utile sul capitale investito per le riparazioni delle perdite è stato altamente redditizio per l'impresa e potrebbe pertanto essere considerato un investimento in R&Amp;D. L'investimento totale per lo sviluppo del software è stato di circa € 1.000.000, così come un importo simile che è stato investito in sistemi di monitoraggio della rete all'interno della città. I costi operativi del programma ammontano a circa 500.000 euro all'anno.

Attraverso il programma la quantità di acqua non redditizia è diminuita dal 23,5% nel 2005 a circa l'8,5% nel 2015. Ciò ha portato a circa 68 milioni di euro di risparmi accumulati negli ultimi 10 anni. Il programma di efficienza idrica è quindi molto vantaggioso in termini di rapporto costi-benefici. EPAL ha quindi deciso di reinvestire i risparmi realizzati per ridurre ulteriormente l'impatto ambientale dell'impresa.

Le fuoriuscite possono riguardare sia i gasdotti «pubblici» sia i gasdotti «privati» di proprietà dei clienti. Nel primo caso significa che la perdita d'acqua è responsabile nei confronti di EPAL. L'azienda quindi risparmia direttamente i costi fissando la perdita. Nel caso di condotte private, i costi risparmiati riparando la perdita sono a esclusivo vantaggio del cliente, senza alcun aumento di profitto per EPAL. Tuttavia, la riduzione della bolletta dell'acqua per i clienti a causa di consumi minori è limitata, perché il costo del servizio fisso rimane invariato.

Il costo del programma WONE non comprende i costi per il rinnovo della rete di distribuzione idrica, che sono considerati costi di "manutenzione regolare". Per finanziare tali costi, l'AdP e l'EPAL hanno ricevuto sostegno finanziario dalla Banca europea per gli investimenti (BEI) a partire dal 1993 mediante prestiti agevolati a tasso d'interesse. Il loro sostegno è stato utilizzato per finanziare estensioni e miglioramenti dell'approvvigionamento idrico, misure di gestione dei rifiuti, reti igienico-sanitarie e miglioramenti dell'efficienza. La BEI ha sostenuto prestiti per quasi 2 500 000 000 EUR nelle reti idriche portoghesi. La BEI ha instaurato una lunga relazione di fiducia con EPAL da quando ha iniziato a finanziare i suoi progetti. Tale relazione è mantenuta attraverso la presentazione alla BEI di relazioni annuali sullo stato di avanzamento dei nuovi concetti e metodologie da parte di EPAL, nonché aggiornamenti sui relativi programmi internazionali e nazionali.

I benefici collaterali ambientali sono conseguiti grazie alla riduzione delle emissioni associate a un minore consumo energetico e alla conservazione delle risorse idriche. In effetti, il progetto mostra importanti sinergie con la mitigazione dei cambiamenti climatici. Sia il funzionamento delle pompe dell'acqua che la depurazione dell'acqua richiedono energia elettrica, utilizzando così una risorsa che nelle sue fasi di produzione emette gas serra. Le pompe dell'acqua assicurano un flusso continuo di acqua pulita attraverso il sistema. Quando è necessario un volume minore di acqua pulita a causa della riduzione delle perdite, è necessario far circolare meno acqua e quindi ridurre la quantità totale di energia necessaria per mantenere in funzione il sistema di distribuzione dell'acqua.

Il progetto WONE è conforme al Programma Nazionale per l'Uso Efficiente dell'Acqua (PNUEA, 2012),coordinato dal Laboratorio Nazionale di Ingegneria Civile. Questo programma mira a contribuire a un nuovo approccio per affrontare le questioni idriche in Portogallo in un quadro di sviluppo sostenibile. Nell'ambito di questo programma è stato rilevato che i rifiuti idrici associati ai sistemi di distribuzione dell'acqua erano ancora molto elevati nel 2009. A quel tempo EPAL aveva già acquisito una notevole esperienza con la riduzione dell'acqua non redditizia e quindi è stata leader negli sforzi di efficienza idrica attraverso il suo programma WONE. Nella sua ultima versione (2012), PNUEA ha rafforzato l'obiettivo di riduzione 2020 per le acque non redditizie dal 20% al 25%. Questa riduzione è già stata realizzata a Lisbona, con livelli di acqua non redditizia costantemente inferiori al 10%.

L'allineamento della legge nazionale sulle acque (decreton. 58/2005 aggiornato con il DL n. 130/2012) alla direttiva quadro sulle acque ha conferito a EPAL il diritto di riscuotere un'imposta sulle risorse idriche. Questa tassa è destinata a coprire i costi legatialle attività di pianificazione, protezione e gestione delle risorse idriche.

Il programma WONE è iniziato nel 2005 ed è ancora in esecuzione.

La necessità di rilevare perdite all'interno della rete idrica è continua finché la rete è in uso. Il programma non ha quindi una fine, ma piuttosto cicli che rappresentano la durata di vita dei tubi e consentono l'adattamento alle dinamiche della rete.

Generic email: geral.epal@adp.pt

Nuno Medeiros

Director of Asset Management, EPAL

nuno.goulartt.medeiros@adp.pt

Maria João Capela 

Head of Planning and Investment Department, EPAL

maria.joao.capela@adp.pt

Rui Mira

Climate Change Specialist, EPAL

rui.mira@adp.pt

Settorizzazione della rete & Monitoraggio per il controllo delle acque non redditizie