Soluzioni avanzate di previsione per aumentare l’efficienza della gestione idrica
La conformità alle normative, la gestione dei rischi e l’ottimizzazione dei costi sono essenziali per mantenere servizi idrici sostenibili. Questi sforzi sono continuamente messi in discussione dalle minacce ai sistemi d’acqua dolce, in primo luogo dall’eutrofizzazione, che può causare fioriture di alghe dannose. Queste piante possono avere un impatto negativo sull’uomo, sugli animali e sugli ecosistemi acquatici, soprattutto quando portano a cianobatteri che producono composti neurotossici o epatotossici in grado di infiltrarsi nelle fonti di acqua potabile. Apostolos Tzimas, coordinatore del progetto PrimeWater finanziato dall’UE, sottolinea come la gestione adattiva aiuti a determinare e mitigare in modo proattivo i rischi idrici. «Adattarsi ai rischi in modo pianificato è molto più efficiente che reagire a gravi guasti del sistema», afferma. Sottolinea inoltre che una maggiore intelligenza situazionale, estesa sia nello spazio che nel tempo, è fondamentale per prendere decisioni operative e commerciali complesse.
Passare da un approccio reattivo a uno proattivo
La tecnologia spaziale funge da catalizzatore in questo senso, sostenendo l’innovazione tecnologica nella gestione idrica. «I progressi nell’osservazione della Terra (OT) potrebbero stimolare cambiamenti nella gestione delle risorse idriche, sostenere la resilienza ai disastri e monitorare l’efficacia delle strategie di adattamento già in atto», osserva Tzimas. Un esempio di tale innovazione è il lavoro condotto da PrimeWater, un’iniziativa all’avanguardia nella ricerca sul telerilevamento che riunisce gruppi di ricerca internazionali provenienti da Europa, Australia e Stati Uniti. PrimeWater è andato oltre il telerilevamento, aspirando ad aggiungere un valore considerevole ai prodotti OT attraverso tecniche avanzate di modellazione ambientale, assimilazione dei dati e apprendimento automatico. L’OT potenziata, combinata con altri dati, è stata utilizzata per migliorare i sistemi di previsione idro-ecologica, generare previsioni attuabili e consentire un processo decisionale più informato.
Dalle immagini satellitari a previsioni affidabili sull’acqua
I ricercatori hanno fornito servizi intelligenti per l’acqua sfruttando prodotti avanzati di dati ottenuti dall’osservazione della Terra e altre fonti di dati. Questi sono stati costruiti su analisi causa-effetto attraverso strumenti di modellazione diagnostica, combinando previsioni con analisi di pianificazione e di scenario per effettuare calcoli predittivi e prescrittivi. «Abbiamo creato una piattaforma operativa basata sul web, nota come water quality intelligence suite (WQiS), per facilitare l’interoperabilità tra i servizi OT e quelli modellati», afferma Tzimas. «Al suo interno la piattaforma combina immagini satellitari con modelli idro-ecologici per creare previsioni affidabili sulla quantità e la qualità dell’acqua nei sistemi di acqua dolce, creando un gemello digitale di un intero bacino fluviale.» Inoltre, aiuta a collegare i dati proprietari con i dati sulla qualità dell’acqua basati su satellite, quasi in tempo reale, e con altri dati di telerilevamento, colmando così le lacune temporali e spaziali nelle informazioni relative alla qualità dell’acqua. Lo strumento è particolarmente utile per la gestione di bacini interconnessi con scarsa qualità dell’acqua. «Il trasferimento dell’acqua da un bacino all’altro potrebbe causare effetti ecologici negativi nei bacini a monte o a valle», spiega Tzimas. «La WQiS utilizza le previsioni sulla qualità dell’acqua generate per tutti i bacini interconnessi per valutare il funzionamento dei vari piani di trasferimento dell’acqua in base alla loro quantità, tempistica e durata. Ciò avviene 10 giorni prima che i piani vengano messi in atto.» Questa programmazione proattiva dei trasferimenti d’acqua tra i bacini contribuisce a migliorare la qualità dell’acqua nei bacini a valle senza ostacolare la qualità dell’acqua nel bacino a monte.
Promuovere la collaborazione e la trasparenza
Il team del progetto ha anche creato un ambiente laboratorio virtuale che consente di condividere set di dati, protocolli sperimentali e metodi per gli esperimenti scientifici. Ciò promuove la ricerca collaborativa e migliora la trasparenza e la riproducibilità dei risultati scientifici. «Ciò che rende PrimeWater unico è la stretta connessione che stabilisce con la comunità scientifica e con i portatori di interessi di diversa provenienza», osserva Tzimas. «Questo permette di portare le nuove conoscenze più vicino agli utenti finali, aumentando l’intelligenza situazionale delle autorità per le acque, dei pianificatori delle emergenze, dei professionisti del settore idrico e delle comunità locali.»
Parole chiave
PrimeWater, bacino idrico, telerilevamento, osservazione della Terra, gestione delle acque, sistemi di acqua dolce, intelligenza situazionale
