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EMASESA: progettazione e implementazion edi un data lake per aumentare l’efficienza idrica ed energetica

EMASESA, l’azienda municipale che gestisce il servizio idrico di Siviglia, è responsabile dell’intero ciclo dell’acqua nella città e in altri dodici comuni dell’area metropolitana. Fondata nel 1974 dal Comune di Siviglia, rappresenta oggi una delle principali realtà del settore idrico in Andalusia e serve oltre un milione di persone, con un consumo medio di 106 litri per abitante al giorno. Consapevole che l’acqua è una risorsa sempre più scarsa e preziosa, EMASESA lavora da anni per contenere le perdite della rete di distribuzione, già attestate su livelli molto bassi, e per promuovere un uso più responsabile della risorsa da parte dei cittadini. In questa direzione ha avviato una campagna di sensibilizzazione con l’obiettivo di ridurre il consumo domestico a 90 litri per abitante al giorno, uno dei valori più bassi a livello nazionale.

L’azienda gestisce una rete di approvvigionamento lunga 3.924 km e una rete fognaria di 3.022 km. Il sistema comprende inoltre sei invasi, con una capacità complessiva di accumulo pari a 641 hm³, 37 stazioni di pompaggio per l’acqua potabile, 24 stazioni di sollevamento delle acque reflue, 28 serbatoi comunali, sei impianti di depurazione e tre impianti di potabilizzazione. El Carambolo è il principale impianto di potabilizzazione, con una capacità massima di trattamento di 864.000 m³ al giorno. Gli altri due impianti possono trattare complessivamente fino a 3.000 m³ al giorno. EMASESA dispone anche di cinque vasche di laminazione delle acque meteoriche, per una capacità totale di 101.850 m³, equivalente a circa 34 piscine olimpioniche.

Sul fronte energetico, l’azienda gestisce tre centrali idroelettriche, con una potenza media complessiva di 11.277 kW, e produce quasi 22.000 MWh all’anno mediante cogenerazione da biogas, raggiungendo così un significativo livello di autosufficienza energetica. Completa il sistema un impianto di compostaggio situato nel Complesso Ambientale Copero, un polo tecnologico e ambientale che riflette gli obiettivi del Piano strategico di EMASESA in materia di tutela dell’ambiente, qualità dei processi di trattamento, economia circolare e sostenibilità.

La sfida 

EMASESA intendeva ridurre i consumi idrici, aumentare l’efficienza nell’uso dell’acqua e dell’energia e migliorare il servizio ai clienti nei comuni serviti. Per conseguire questi obiettivi era necessario rafforzare il monitoraggio e il controllo delle attività operative e degli asset.

Nel Piano strategico 2030, l’azienda ha individuato nell’integrazione, nell’elaborazione e nella diffusione di grandi volumi di dati provenienti da fonti diverse, compresi quelli generati dai contatori intelligenti, il punto di partenza per la trasformazione digitale dei processi. L’impiego di analisi avanzate, intelligenza artificiale e algoritmi di machine learning era necessario per migliorare le decisioni a livello tecnico, operativo e produttivo. Era inoltre fondamentale promuovere un uso più responsabile dell’acqua da parte della popolazione.

La soluzione 

La piattaforma Xylem Vue è stata implementata per integrare in un unico repository i dati provenienti da oltre 100.000 segnali di sensori diversi, 200 distretti idrici, più di 400.000 contatori – il 75% dei quali dotato di telelettura a metà del 2025 – e altre tipologie di informazioni, grazie alle funzionalità big data e allo Smart Water Engine (SWE). Il livello di acquisizione dei dati riunisce le informazioni provenienti dalle diverse fonti, che vengono successivamente acquisite, elaborate e archiviate nel data lake. Il Domain Master Data (DMD) standardizza e unifica i dati, centralizzati nel livello IoT della piattaforma per le successive attività di analisi e valorizzazione. L’azienda utilizza inoltre altre informazioni generate da EMASESA, tra cui i dati del sistema di gestione clienti (CMS) e dati provenienti da soggetti terzi.

Il progetto ha messo a disposizione di EMASESA un Data Science Framework (DSF) per l’analisi controllata e l’integrazione delle informazioni nel sistema mediante algoritmi avanzati, collegabili in futuro a moduli di intelligenza artificiale e machine learning. Nell’ambito del modulo Operational Intelligence, Xylem Vue comprende inoltre un pannello di business intelligence e dashboard avanzate, attraverso cui tutte le aree aziendali possono visualizzare e utilizzare i dati per migliorare i processi.

L’implementazione di applicazioni specifiche per l’acqua potabile e le acque reflue ha inoltre consentito a EMASESA di esercitare un maggiore controllo sulle proprie infrastrutture. Per l’acqua potabile sono state implementate le applicazioni Xylem Vue Meter Data Analytics, per il monitoraggio AMI/AMR; Leak Detection, per la localizzazione avanzata delle perdite; Real-Time What-If Scenarios, per lo sviluppo del gemello digitale della rete; e Plant Management, per il monitoraggio e la gestione avanzata degli impianti di potabilizzazione. È stata inoltre scelta l’applicazione Xylem Vue Plant Management per le acque reflue, destinata allo sviluppo di un gemello digitale dell’impianto di depurazione Ranilla. L’implementazione di Xylem Vue consente in futuro di attivare ulteriori applicazioni e casi d’uso in funzione delle esigenze dell’azienda.

Il progetto ha compreso servizi personalizzati di consulenza e formazione per il personale interno ed esterno, oltre allo sviluppo di nuove funzionalità dedicate alle diverse fasi del ciclo idrico: dalla captazione negli invasi e dalla distribuzione agli utenti fino allo scarico nell’ambiente in condizioni ottimali.

I risultati 

La piattaforma Xylem Vue ha accelerato la trasformazione digitale di EMASESA, centralizzando le informazioni provenienti da fonti diverse per ottimizzare la gestione, migliorare il servizio ai clienti e assumere decisioni basate sui dati. Grazie all’implementazione di algoritmi di intelligenza artificiale e processi automatizzati, i bilanci idrici vengono calcolati in modo continuo sull’intera rete di approvvigionamento. Ciò consente a EMASESA di misurare i miglioramenti delle prestazioni della rete, ridurre l’acqua non fatturata (NRW) e individuare le frodi.

Le informazioni avanzate ricavate dai dati e le capacità di rilevamento delle anomalie hanno inoltre permesso all’azienda di ridurre i costi operativi e rispettare gli obblighi ambientali. Il sistema supporta anche la previsione e la prevenzione dei problemi di qualità dell’acqua, la stima della domanda e l’attuazione di strategie di manutenzione predittiva, contribuendo direttamente all’aumento dell’efficienza idrica, energetica ed economica.

Xylem Vue ha inoltre aiutato l’azienda spagnola ad adattarsi al cambiamento climatico grazie agli strumenti di simulazione e modellazione degli scenari inclusi nel gemello digitale. La riduzione del consumo idrico pro capite sta avvicinando EMASESA al raggiungimento dei propri obiettivi di sostenibilità.