Water 4.0: la rivoluzione digitale nel servizio idrico integrato

Il servizio idrico ha avviato negli ultimi anni il suo percorso di digital transformation. Tuttavia, l’adozione di tecnologie digitali
è ancora in uno stadio iniziale e perché possa esprimere appieno l’ampio potenziale di benefici che ne possono derivare
andrebbe sostenuta con azioni concrete su più fronti: normativo, regolatorio e finanziario. Il connubio tra digitalizzazione
e Servizio Idrico Integrato è destinato a rafforzarsi sempre più.

L’espressione “4.0” rimanda immediatamente al concetto di trasformazione digitale in cui siamo immersi da ormai 10 anni e che riguarda ogni ambito e attività, sia pubblico che privato. Questo profondo cambiamento nel settore industriale ha trovato una sua più precisa classificazione come ultima Rivoluzione industriale, la quarta in ordine di apparizione, dopo quelle promosse dal vapore nel Settecento, dall’elettricità nell’Ottocento e dall’informatica nel secolo scorso.

Una trasformazione che, tuttavia, non si limita al solo modo di produrre, ma che coinvolge anche la modalità di erogare i servizi. Magari di pubblica utilità, come nel caso dell’idrico.

La tecnologia digitale diviene, pertanto, un eccezionale strumento per ottimizzare la gestione dei processi, efficientare l’uso della risorsa, migliorare l’attenzione all’utenza.

Le sfide più importanti e urgenti da affrontare (e possibilmente superare) sono quelle che da molto accompagnano il settore: frenare il degrado dell’infrastruttura e proseguire nella manutenzione del patrimonio idrico, garantire la qualità della risorsa idrica, migliorare il rilevamento delle perdite, efficientare i processi, soddisfare la crescente domanda di acqua, decentralizzare i sistemi idrici. Il tutto tenendo ben presenti gli obiettivi di riduzione degli impatti sull’ambiente e di soddisfazione del cliente, la sostenibilità della tariffa e il rispetto della normativa e della regolazione.

Ma quali applicazioni 4.0 possono riguardare anche il Servizio Idrico integrato? O meglio, quali possono contribuire a dare una svolta importante al settore? Big Data, Internet delle cose, Cyber-Security, intelligenza artificiale e tecnologie cloud sono considerati elementi fondamentali – veri e propri pilastri – della digital transformation nel settore idrico. Tali tecnologie possono essere integrate lungo tutta la catena di valore del ciclo dell’acqua: dalla gestione delle infrastrutture fisiche e il monitoraggio della qualità della risorsa, ai processi aziendali (rilevazione ed elaborazioni dei dati gestionali, procedure amministrativo-contabili), passando per le relazioni con i propri stakeholder, utenti in primis.

Conoscere meglio per meglio decidere

Senza dubbio, fra i tratti salienti della rivoluzione digitale vi è quello che chiama in causa la conoscenza. Le “cyber-infrastrutture”, ossia sistemi di raccolta dati (sensori e strumentazioni) e di conservazione, elaborazione e visualizzazione degli stessi (smart water network, IoT, tecniche di data-science, augmented intelligence, blockchain) permettono di prendere decisioni più consapevoli in tempo reale. Questi sistemi, interconnessi tramite software e reti, comportano nuove possibilità di analizzare, automatizzare, correggere, prevedere e minimizzare i rischi legati alle sfide che il settore idrico si trova ad affrontare.

A partire da quelli che riguardano la rete e gli impianti, grazie a misurazioni dettagliate e monitoraggi continui che consentono di pianificare e automatizzare alcuni processi e di intervenire da remoto. Si tratta di un utile strumento nella prevenzione di interruzioni di servizio, nel rilevamento delle perdite idriche, di sversamenti di carichi inquinanti non autorizzati, sino alla gestione delle pressioni di rete.

Una conoscenza effettiva dello stato dei propri asset permette di indirizzare tempestivamente gli investimenti dove davvero servono, pianificando con maggiore ratio, invece, gli interventi manutentivi a medio-lungo termine. In quest’ottica, le tecnologie basate sull’analisi cognitiva consentono di ottenere valore dai dati, orientando le scelte verso l’azione migliore – per mezzo di algoritmi predittivi e prescrittivi – prevedendo i potenziali guasti, automatizzando i processi e le scelte.

Su questa aumentata conoscenza dei processi si innestano l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico, al fine di migliorare la gestione operativa in tempo reale. Strumentazioni, sensori e attuatori sempre più adeguati e adattati alle esigenze delle utility, fino a giungere all’utilizzo dei “gemelli digitali”, ossia repliche virtuali di un processo o di un sistema per formare operatori e tecnici a prendere decisioni e ad abilitare sistemi automatici di comando e controllo.

La digitalizzazione – e ognuno di noi ne ha la riprova ogni giorno – ha importanti riflessi anche sul nostro modo di comunicare. Nel caso del servizio idrico, questo può tramutarsi in un’occasione per instaurare un legame forte e proficuo con i cittadini-utenti. Come? Creando uno spazio di coinvolgimento maggiore, fatto di comunicazione trasparente e immediata, semplificando l’espletamento di pratiche amministrative end to end. Ne sono un esempio le applicazioni mobile o funzionalità come la messaggistica istantanea con chatbot. Gli avvisi di disservizi, di interruzioni e di ripristini programmati, ma anche informazioni su cantieri aperti e lavori avviati possono essere comunicati in tempo reale. 

Ugualmente, sportelli online e aree utenti web personali possono agevolare la gestione della fornitura tramite procedure autogestite dall’utente, invio di autoletture e reclami, attivazione di pratiche e servizi quali la bolletta web o prenotazioni di appuntamenti.

Strumenti di interazione digitale, come piattaforme informative e interattive, possono essere l’occasione per veicolare consigli sul risparmio idrico in ambito domestico (rendendo consapevole l’utente, così come già avviene per l’efficienza energetica), segnalare guasti e favorire l’educazione ambientale.

Una customer experience più intensa e partecipata che porta con sé una grande occasione di costruzione della fiducia e della credibilità nei riguardi del gestore. Magari arrivando a trasformare la relazione gestore-utente da semplice rapporto commerciale ad un vero e proprio contratto sociale all’interno del quale, fra diritti e doveri, utenti e gestori agiscono per creare valore e qualità a beneficio della comunità.

I gestori italiani e la digitalizzazione: un processo da sostenere

In Italia la digitalizzazione del servizio si trova ancora in uno stadio iniziale, indietro rispetto ad altre utility o a settori come le banche, le telecomunicazioni, il commercio o la logistica.

Dai dati presentati nell’Orange Book 2018 di Utilitatis, il settore presenta la più bassa percentuale di investimenti in tecnologie digitali tra i servizi a rete nel triennio 2015-2017. Un’evidenza che in parte può essere spiegata dal fatto che il settore idrico necessita ancora di una grande mole di investimenti nelle infrastrutture fisiche per recuperare l’arretratezza accumulata fino all’avvento della regolazione ARERA (2012), ma che fa emergere chiaramente un ritardo digitale rispetto a servizi con un’importante infrastrutturazione di rete come quelli di distribuzione elettrica e del gas naturale.

Inoltre, dai dati resi pubblici dall’Autorità nella Relazione Annuale 2020, emerge come la georeferenziazione delle reti, punto di partenza per la conoscenza delle condizioni delle stesse e la programmazione degli interventi, è stata completata solo per il 77% delle reti di acquedotto e per il 71% delle reti fognarie gestite dai principali operatori del Paese. Valori più elevati si riscontrano nel Nord-Est, mentre Sud e Isole risultano ancora carenti.

Un efficace stimolo al cambiamento è stata l’introduzione della regolazione della qualità contrattuale e soprattutto tecnica (RQTI) e della regolazione della misura (TIMSI) da parte di ARERA: i meccanismi incentivanti di premi e penalità hanno senza dubbio spinto il sistema a adottare soluzioni digitali efficaci per raggiungere i risultati richiesti.

Ma su quali ambiti le utility investono maggiormente? La quota maggiore d’investimento digitale riguarda l’acquisizione e affidabilità dei dati (rispettivamente 49% del realizzato nel biennio 2018/19 e 27% del programmato nel quadriennio 2020/23), tramite geolocalizzazione, rilievi, cartografia digitalizzata delle reti, implementazione GIS e sviluppo o adeguamento dei Sistemi Informativi territoriali. Seguono investimenti in telelettura e telecontrollo, monitoraggio da remoto e automazione, distrettualizzazione, modellazione reti, software di simulazione idraulica e smart metering, diretti a ridurre le perdite di rete (rispettivamente 14% del realizzato e 23% del programmato). Vi sono poi gli interventi di contrasto alle interruzioni di servizio (8%), telegestione, automazione e telecontrollo sollevamenti, monitoraggio in continuo delle portate e modellazione delle reti fognarie per migliorare l’adeguatezza della fognatura (6 e 8%) e per la riduzione dei fanghi in discarica (5 e 6%). Una quota di investimenti residuale riguarda l’automazione e il telecontrollo presso gli impianti di potabilizzazione e depurazione, software per la gestione di dati e processi dei laboratori di analisi, opere di controllo per migliorare la qualità dell’acqua potabile e dell’acqua depurata. Infine, un 2-3% degli investimenti digitali è stato finalizzato a rafforzare il rapporto con i propri utenti tramite software per il miglioramento del servizio di assistenza all’utenza e sportelli on-line.

Le aziende che più puntano sul digitale trainano gli investimenti, con una media di oltre 6 euro per abitante servito nel periodo 2018-2019; tra di esse vi sono diverse società idriche della Lombardia (A2A, Acque Bresciane, CAP Holding, MM, Pavia Acque e Società Acque Lodigiane), Acquambiente Marche, Emiliambiente, Azienda Multiservizi Valenzana, fino ad arrivare ad ACEA ATO2 con 11,6 euro abitante/anno. Le esperienze più avanzate hanno inserito l’innovazione e la digitalizzazione tra i pilastri dei propri piani industriali e delle strategie di sostenibilità. Analizzando i dati emerge chiaramente come le aziende di maggiori dimensioni (sopra il milione di abitanti serviti) investano più risorse e come una spinta maggiore alla ricerca di benefici derivanti dalla digitalizzazione giunga, specialmente, da parte di gestori con sistemi aziendali più complessi.

L’ancora basso livello di digitalizzazione è il risultato di una serie di fattori che va oltre il solo aspetto dimensionale. Scorrendone alcuni, s’incontrano innanzitutto quelli legati ai cosiddetti fattori abilitanti: connettività non ottimale e inadeguatezza delle infrastrutture di trasmissione dei dati. La mancanza di un’adeguata copertura della rete di connettività in alcune aree del Paese pone dei limiti alla digitalizzazione e genera problemi operativi; ad esempio, nell’utilizzo degli smart meters, dei sensori di telelettura e telecontrollo o nell’utilizzo di device digitali (tablet, smartphone) da parte del personale tecnico che si occupa di manutenzioni o interventi sulle reti. E ciò vale soprattutto per la rete fissa, visto che quella mobile è interessata dallo sviluppo della connessione 5G.

A seguire, fra le carenze, si può includere la necessità di una cultura (e organizzazione) aziendale orientata al futuro. La digital transformation richiede un cambio di mentalità da parte del management, la riorganizzazione del modo di lavorare in azienda e l’aggiornamento del capitale umano. 

Quest’ultimo è uno degli aspetti più complessi e fondamentali, poiché le tecnologie digitali portano a cambiamenti importanti nelle modalità di lavoro delle persone e per questo i dipendenti devono essere accompagnati nella transizione con un piano di formazione adeguato, che può richiedere più anni.

Inoltre, accanto alle barriere di tipo culturale, ve ne sono altre legate all’indeterminatezza del contesto di riferimento, alla mancanza di standard industriali e all’incertezza della validità delle soluzioni tecniche proposte.

Infine, non si può dimenticare la necessità di tener conto dell’equilibrio economico-finanziario delle tariffe e della loro sostenibilità-accettabilità da parte dell’utenza. In pratica, essendo il settore idrico un settore con un elevato fabbisogno di investimenti in reti e impianti fisici, con ancora un forte ritardo infrastrutturale da colmare, gli investimenti in digitalizzazione possono essere considerati meno prioritari ed essere rimandati non trovando completa copertura finanziaria in tariffa. In questo senso è necessario ricercare forme alternative di finanziamento. Per esempio, un’importante opportunità per accelerare la diffusione di soluzioni digitali nel settore idrico è offerta dai fondi europei del Recovery Fund. Tuttavia, lo stanziamento previsto dall’ultima bozza di PNRR inviata al parlamento a gennaio 2021 di 0,9 miliardi di euro per la voce “acquedotti e la digitalizzazione delle reti” risulta inadeguata se confrontata con il fabbisogno potenziale (calcolato solo per la digitalizzazione delle reti) stimato in 2,1 miliardi di euro in 6 anni.

Ulteriori incentivi economico-finanziari sono rinvenibili nei crediti d’imposta del “Piano Transizione 4.0”, che con la Legge di Stabilità 2020 ha reso strutturali le misure introdotte con “Piano Industria 4.0”.

Accanto allo sviluppo di un quadro nazionale e comunitario in grado di sostenere il superamento delle criticità tecniche della diffusione della digitalizzazione, l’avversione al rischio che caratterizza le aziende idriche può certamente beneficiare di un intervento di ARERA. Anche sulla scorta dell’esperienza di Ofwat[1], tale intervento dovrebbe prevedere una progressiva revisione della regolazione esistente alla luce delle nuove funzionalità rese possibili dalla digitalizzazione, l’avvio di sandbox (ossia opportunità per i gestori di sperimentare e innovare in un contesto di minori vincoli regolatori), lo sviluppo di progetti pilota specifici in tema di misura e la promozione di attività di indagine e informazione sui risultati delle pratiche e delle sperimentazioni in corso per avere un quadro dei benefici e delle sfide associate alle diverse tecnologie e alla loro applicazione.

Da ultimo, una riflessione che ci porta all’oggi. E a come la diffusione del Covid-19 abbia necessariamente condotto a una maggiore digitalizzazione, specialmente nel rapporto con gli utenti, con la chiusura di sportelli fisici e il rafforzamento o l’apertura (talvolta ex novo) di alternative digitali.

[1] Regolatore del servizio idrico in Inghilterra e Galles