Piattaforma avanzata per l'energy auditing in tempo reale e l'ottimizzazione dei costi operativi tramite il metodo di Cabrera.
Cos’è il Bilancio Energetico nei Sistemi Idrici
Il bilancio energetico di un sistema idrico è l’analisi sistematica della quantità di energia utilizzata per captare, trattare e distribuire l’acqua. È l’equivalente energetico del bilancio idrico: così come il bilancio idrico traccia i volumi d’acqua, il bilancio energetico traccia i flussi di energia.
L’Acqua Non È Solo Acqua: il binomio Acqua-Energia
Ogni metro cubo d’acqua trasportato ha un costo energetico associato. L’energia consumata in un sistema idrico si scompone in:
- Energia Utile: Consegnata effettivamente agli utenti finali
- Energia Dissipata per Attrito: Persa per frizione nelle tubazioni
- Energia Persa con le Perdite Idriche: Completamente sprecata
- Inefficienze Pompaggio: Pompe che operano lontano dal punto ottimale
La Piattaforma GetOpen: Sistema Cyber-Fisico
Una soluzione che integra il mondo fisico (misure SCADA, sensori) con il mondo digitale (modelli idraulici, algoritmi ottimizzazione) per creare un sistema di gestione energetica intelligente.
Il Problema che Risolviamo
Il settore idrico è tra i più energivori: il sollevamento e il trasporto dell’acqua rappresentano il 3-4% dei consumi elettrici nazionali in Italia.
Costi Energetici Elevati e Crescenti
Energia elettrica = 15-30% dei costi totali gestione per utility medie, fino al 50-60% per sistemi con forte sollevamento.
Inefficienze Occulte Non Rilevate
Le pompe centrifughe perdono rendimento con l’usura (cavitazione, erosione girante). Senza monitoraggio continuo, il degrado è silenzioso e genera sprechi significativi.
Energia “Buttata Via” con le Perdite Idriche
Ogni litro d’acqua perso è stato pompato con energia. Un sistema con 30% perdite e 0.6 kWh/m³ di consumo specifico spreca circa 1.8 GWh/anno solo in energia delle perdite.
Obblighi Normativi: Diagnosi Energetica
Le Grandi Imprese e gli Energivori (consumo >1 GWh/anno) devono eseguire diagnosi energetica ogni 4 anni e comunicare ad ENEA i risparmi conseguiti.
La Soluzione: Metodo Cabrera + Delft-FEWS + wntr
Il Metodo di Cabrera: Fondamento Scientifico
Enrique Cabrera (Università Politecnica Valencia) ha sviluppato una metodologia rigorosa per scomporre l’energia in sistemi idrici:
E_input = E_utile + E_attrito + E_perdite + E_inefficienze
La piattaforma calcola automaticamente ogni componente integrando dati elettrici (power meter, inverter), dati idraulici (portate, pressioni, livelli) e dati topologici (GIS rete, curve pompe).
Calcolo Automatico Bilancio Energetico
Calcoli giornalieri automatici per ogni stazione di pompaggio e per l’intero sistema: energia consumata, energia teorica minima, rendimento globale, consumo specifico (kWh/m³).
Profilatura Curve Reali Pompe
Costruzione automatica delle curve caratteristiche reali operative tramite acquisizione dati operativi continui. Confronto con curve nominali e identificazione proattiva di pompe inefficienti prima del guasto.
Ottimizzazione Set-Point Pompaggio
Calcolo automatico del set-point ottimale per ogni pompa: simula tutte le combinazioni possibili, seleziona quella che minimizza il costo energetico rispettando i vincoli operativi.
Energy-Water Nexus con wntr
Il toolkit wntr simula l’impatto di interventi idraulici sui consumi energetici: riduzione perdite, pressure management, valutazione quantitativa ex-ante di interventi.
Ottimizzazione Tariffaria (Peak Shaving)
Schedulazione pompaggi preferenzialmente in fascia F3 (notturna, costo minimo) con risparmio tipico del 5-15% sui costi energia.
Monitoraggio KPI e Compliance Automatica
Dashboard real-time con indicatori chiave (consumo specifico, rendimento globale, costo specifico), alert automatici e report audit conformi a D.Lgs. 102/2014 e ISO 50001.
Conformità Normativa
- D.Lgs. 102/2014: Diagnosi energetiche obbligatorie ogni 4 anni per grandi imprese
- Direttiva 2012/27/UE: Framework europeo efficienza energetica
- ISO 50001: Sistemi di gestione dell’energia
- Delibera ARERA 637/2023: Indicatori di efficienza e resilienza
- Criteri ESG: Reporting sostenibilità e riduzione emissioni CO₂
Caso Applicativo
Valle Umbra Servizi
Implementazione pilota di sistema Water Management System per il bilancio idrico automatico a scala oraria di una DMA, acquisizione dei consumi delle utenze dalla piattaforma di smart metering che integra noise sensor, integrazione con il sistema di telecontrollo e con il modello idraulico della rete, elaborazione collinari di rumore e di pressione, analisi del minimo notturno e elaborazione bilancio idrico e energetico.
Tecnologia: Delft-FEWS, USEPA/wntr, Algoritmi Cabrera, PostgreSQL/TimescaleDB Settori: Gestori SII, Consorzi Bonifica, Energy Manager, ESCo Conformità: D.Lgs. 102/2014, Direttiva 2012/27/UE, ISO 50001, ARERA 637/2023