La ricerca delle perdite idriche è più efficiente grazie ai raggi cosmici
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La ricerca delle perdite idriche è più efficiente grazie ai raggi cosmici
Continua la sperimentazione di Hera dell'innovativo sistema contactless, rapido e a basso costo che usa le tecnologie spaziali per rilevare in modo più veloce e produttivo le perdite d'acqua nella rete
Finora, il metodo seguito per trovare le perdite nelle reti idriche che corrono sotto le nostre strade è stato il rilevamento acustico: i tecnici, a piedi, percorrono i chilometri d'asfalto sopra la rete e individuano tramite appositi dispositivi i punti delle perdite.
Ora però, grazie a un sistema che usa i raggi cosmici, il rilevamento potrà essere fatto anche seguendo il percorso della rete a bordo di un'automobile, risultando dunque più rapido e proficuo.
Raggi cosmici: di cosa si tratta e quali applicazioni?
Quello dei raggi cosmici è un metodo innovativo per la ricerca delle perdite idriche, che si basa sull'analisi di neutroni derivati da raggi cosmici secondari. Segue lo stesso principio usato per verificare se c'è acqua su Marte, ma può avere diverse applicazioni, per esempio è usato in agricoltura negli Stati Uniti, per irrigare in maniera mirata.
In breve, questa tecnologia sfrutta particelle non dannose, i neutroni, provenienti dallo spazio. Questi impattano continuamente sulla Terra, generando collisioni fra raggi secondari, la cui energia si riduce in base al materiale attraversato. In particolare, l’idrogeno contenuto nell’acqua interagisce con i neutroni rallentandoli o assorbendoli. La quantità di acqua nel suolo, dunque, può essere valutata monitorando i neutroni nell’aria: un terreno in cui l’acqua è presente in percentuale maggiore, avrà un effetto moderante/assorbente maggiore sui raggi cosmici rispetto a un terreno più secco.
Analizzando la concentrazione di raggi cosmici liberi si può determinare con rapidità e accuratezza la presenza di una perdita idrica, con un notevole risparmio di tempo rispetto ai metodi tradizionali di investigazione. Questo sistema permette infatti di controllare una quantità di rete considerevolmente maggiore perché può viaggiare con qualunque mezzo mobile su cui venga montato.
La ricerca può avvenire mediante identificazione real-time, ossia con il solo passaggio del mezzo sopra il tubo e la verifica immediata della perdita non appena il sensore segnala una diminuzione del numero di neutroni, oppure tramite ricerca differita, quando il sensore posto su un mezzo compie diversi passaggi sul territorio dando poi evidenza dei punti più umidi.
L’operatore non avrà più bisogno di percorrere a piedi con il geofono tutta la rete idrica, ma si recherà direttamente nei punti identificati dalla mappa.
La sperimentazione e i risultati
In collaborazione con il Dipartimento di Fisica nucleare dell'Università di Padova, abbiamo sviluppato un dispositivo che, montato su un'autovettura, consente di spostarsi lungo la rete e monitorare la concentrazione dei neutroni a livello del manto stradale.
Il mezzo si muove a una velocità di 40-50 km/h lungo la strada sotto cui corre la rete idrica e, grazie all'analisi dei raggi cosmici, su un display vengono mostrati i livelli di neutroni rilevati. Quando la concentrazione cala è segno che i neutroni sono stati trattenuti sotto il terreno da un ammasso di acqua. Quando ciò avviene, significa che proprio in quel punto, nel sottosuolo, potrebbe esserci una perdita idrica, e i tecnici possono intervenire prontamente per le riparazioni.
La sperimentazione di questa tecnologia ha confermato la bontà scientifica del metodo: su diverse migliaia di chilometri indagati, sono state trovate rotture per un numero pari a quelle riscontrate con il metodo acustico tradizionale, ma con il vantaggio che grazie ai raggi cosmici si è più produttivi, dato che ci si muove in auto anziché a piedi.
Con una rete di circa 30.000 chilometri da controllare, poter disporre di questo strumento ci permette di fare grandi passi avanti. Inoltre, i raggi cosmici sono sensibili anche alle perdite modeste, come quelle degli allacci, più difficili da rilevare con accuratezza.
Questa tecnologia, che abbiamo implementato grazie alla partnership con la startup Cosmic e il team di Neptune Srl, si basa su un isotopo di Litio, il Litio-6, che è l'elemento che permette di rilevare i neutroni, e continueremo a usarlo affiancandolo al classico metodo acustico, per localizzare tutte le perdite possibili e aumentare il livello di efficacia degli interventi.
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Idrogeno: energia, storage, carburante. Scopri la strategia e i progetti a supporto della transizione energetica.
"L’idrogeno è un vettore strategico per il futuro del sistema energetico europeo: il Gruppo Hera è già primario operatore nazionale del settore e in prima linea nell’abilitazione delle reti al trasporto anche di molecole verdi” – Amministratore Delegato del Gruppo Hera, Orazio Iacono.
Con la Strategia di integrazione del sistema energetico, la Commissione Europea ha tracciato un innovativo sentiero per raggiungere una piena decarbonizzazione del settore energetico al 2050, che mira a superare la contrapposizione tra singole filiere energetiche a “silos”, per andare verso un sistema in grado di far dialogare tra loro le differenti infrastrutture. Uno dei pilastri strategici è la promozione dei biocombustibili, compreso l’idrogeno, nei settori difficili da elettrificare e cosiddetti «hard to abate», ad esempio l’industria gasivora o il trasporto pesante.
Nella produzione di idrogeno, l’approccio integrato adottato da Hera consente di attivare sinergie virtuose tra diverse infrastrutture e processi. L’energia green a basso costo generata dai termovalorizzatori (WTE) viene impiegata nel processo di elettrolisi per separare l’acqua in idrogeno e ossigeno. Quest’ultimo può essere reimpiegato nel trattamento delle acque reflue del ciclo idrico, mentre l’idrogeno prodotto può essere stoccato o distribuito attraverso la rete del gas, contribuendo alla costruzione di un ciclo energetico rinnovabile, interconnesso e sostenibile.
In questa direzione, il Gruppo sta valutando e portando avanti diversi progetti nell’ambito dello sviluppo dell’idrogeno, per il suo utilizzo nel settore civile, nel trasporto pubblico e nei settori hard-to-abate.
Tra le attività in corso: il nuovo impianto SynBioS con tecnologia “power to gas”, in grado di convertire energia elettrica rinnovabile e acque reflue in idrogeno “verde” e poi in biometano. A Modena e a Trieste, sono state avviate attività di riconversione delle aree industriali dismesse in nuove hydrogen valley.
A Castelfranco Emilia (Mo), proseguono le attività di immissione di idrogeno nelle reti di distribuzione gas urbane nell’ambito della prima sperimentazione nazionale dell’idrogeno per uso civile avviata con due immissioni temporanee tra fine 2022 e fine 2023, per studiare tutti gli aspetti connessi all’utilizzo di miscele di idrogeno e gas naturale nelle reti esistenti.
Con il progetto IdrogeMO di Gruppo Hera e Snam, decolla l'Hydrogen Valley di Modena
La città emiliana diventa una delle capitali europee dell’idrogeno rinnovabile: l’obiettivo è contribuire alla neutralità carbonica dell’Emilia-Romagna in un territorio a forte vocazione imprenditoriale. Tra i principali beneficiari, il settore della mobilità, il trasporto pubblico locale e le industrie.
Il modello è quello dell’Hydrogen Valley, cioè un’area geografica (città, quartiere, cluster industriale ecc.) in cui diverse applicazioni tecnologiche sono combinate in un ecosistema integrato per migliorare l’economia energetica. L’energia prodotta di giorno dai pannelli fotovoltaici, che diversamente andrebbe dispersa, verrà trasformata in idrogeno e successivamente stoccata in un’apposita fuel cell per essere restituita di notte sotto forma di energia elettrica, garantendo così un’autonomia energetica 100% green del distretto.
Fulcro dell’Hydrogen Valley modenese è IdrogeMO, il progetto di Gruppo Hera e Snam per la realizzazione di un polo produttivo in grado di produrre fino a 370 tonnellate di idrogeno rinnovabile l’anno, con la possibilità di futuri ampliamenti per incrementarne la produzione.
Nella realizzazione di IdrogeMO, le società avranno un ruolo distinto ma interconnesso: Hera, tramite la controllata Herambiente, si occuperà della realizzazione dell’impianto fotovoltaico, Snam della realizzazione dell’impianto di produzione dell’idrogeno. In particolare, il parco fotovoltaico da 6 megawatt, con un innovativo impianto a pannelli solari galleggiante su uno specchio d’acqua, sarà realizzato alla discarica esaurita del Comune di Modena in concessione a Herambiente, quindi senza alcun consumo di suolo utile, in ottica di economia circolare. L’impianto fotovoltaico alimenterà un elettrolizzatore - dispositivo che estrae idrogeno dall’acqua attraverso un processo di elettrolisi - installato in un’area industriale dismessa in via Caruso a Modena. Per consentire il funzionamento dell’elettrolizzatore – la cui potenza è di 2,5 megawatt - anche in assenza di luce solare e in orario notturno, è prevista una batteria per lo stoccaggio dell’energia elettrica.
L’impianto sarà gestito da una società ad hoc controllata dal Gruppo Hera e partecipata da Snam, che si occuperà, oltre che della produzione, anche della commercializzazione dell’idrogeno verde.
Le potenzialità dell’Hydrogen Valley modenese sono già state recepite dal settore della mobilità: le aziende di trasporto pubblico locale Seta e Tper hanno infatti in programma di convertire parte della loro flotta in mezzi alimentati a idrogeno. La stessa attenzione per lo sviluppo di una filiera dell’idrogeno green è inoltre stata manifestata dal settore industriale locale, con particolare riferimento ad automotive e aziende cosiddette hard-to-abate del distretto ceramico, per la decarbonizzazione dei propri processi produttivi.
Idrogeno come carburante per una mobilità pubblica più sostenibile
L’idrogeno prodotto dall’impianto di Modena potrà rifornire l’azienda di trasporto pubblico locale Seta, che ha già avviato le procedure per l’acquisto di 12 bus, per un totale di circa 50 tonnellate l’anno, garantendo una percorrenza di 660 mila chilometri e un conseguente risparmio di CO2 pari a 737 tonnellate/anno (rispetto ad autobus alimentati a gasolio).
La possibilità di alimentare a idrogeno alcuni autobus della flotta Seta e Tper, nelle province di Bologna, Ferrara e Modena, risponde all’esigenza di rendere sempre più sostenibile la mobilità nel territorio dell’Emilia-Romagna.
Rispetto all’alimentazione elettrica, l'idrogeno, grazie a una maggiore autonomia, è infatti ritenuto più idoneo ad alimentare mezzi a lunga percorrenza giornaliera, in particolare autobus che si muovono lungo le linee extraurbane. La velocità di rifornimento dei mezzi è inoltre paragonabile a quella dei veicoli alimentati con combustibili tradizionali.
Idrogeno per uso civile: la sperimentazione promossa da MASE, CIG e Gruppo Hera
Il Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica (MASE), il Comitato Italiano Gas (CIG) e Inrete Distribuzione Energia (società del Gruppo Hera), hanno sottoscritto un protocollo pilota per lo sviluppo di sperimentazioni di miscele di idrogeno e gas naturale per la progressiva abilitazione di percentuali crescenti di gas a basso contenuto di carbonio nelle reti di distribuzione del gas.
Il protocollo operativo sperimentale prevede di utilizzare, per la prima volta in Italia in modo graduale, miscele fino al 10% di idrogeno per alimentare un tratto isolato di rete, con l’obiettivo di testare, rispettando le più stringenti prescrizioni sulla sicurezza, soluzioni che sfruttino, anche in ambito civile e residenziale, i green gas.
Questi vettori energetici a basso impatto ambientale potranno contribuire alle esigenze di decarbonizzazione dei territori con importanti benefici ambientali, permettendo di valorizzare l’infrastruttura gas esistente che, In Italia, costituisce un unicum a livello europeo per estensione e capillarità, senza modificare gli impianti termici esistenti. Il primo step del progetto prevede l’immissione in rete di una miscela con il 5% di idrogeno e potrà contribuire agli studi in corso per l’aumento della percentuale, rispondendo alla necessità del Paese di diversificare le fonti energetiche.
La sperimentazione si inserisce in un progetto già avviato a Castelfranco Emilia
Dal 2022, Inrete è capofila di un’iniziativa che ha già permesso di sperimentare con successo, con test temporanei in due fasi, l’introduzione di una miscela di gas naturale e idrogeno al 2% nelle reti gas cittadine. Lo studio ha coinvolto una quarantina di famiglie residenti in un comparto residenziale a Castelfranco Emilia (MO).
Acquisito quindi il know-how necessario, sia in termini tecnologici sia di sicurezza, la società del Gruppo Hera, grazie alla sottoscrizione del protocollo con il MASE e il CIG e in accordo con l’amministrazione comunale, avvierà la terza fase della sperimentazione nella stessa area residenziale. Sarà così possibile esplorare i diversi aspetti operativi che consentono all’infrastruttura di ricevere, nella sua attuale configurazione, miscele di gas naturale e idrogeno al 5%. Successivamente, in base ai risultati ottenuti, si valuterà l’opportunità di testare miscele con una quantità ancora superiore di idrogeno, fino al 10%.
“L’accordo pilota sottoscritto con il Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica e il Comitato Italiano Gas – commenta l’amministratore delegato del Gruppo Hera, Orazio Iacono – è un importante riconoscimento alla nostra capacità di innovare per abilitare le infrastrutture a supporto delle transizioni, a cominciare da quella energetica. La necessità, ormai stringente per il Paese, di diversificare le fonti energetiche non può prescindere dall’utilizzo dei green gas come l’idrogeno e in questo contesto i nostri asset sono pronti ad aumentare la percentuale di blending nelle reti, come prevede il protocollo, fino al 10% confermandone l’allineamento alla tassonomia europea”.
Per garantire una corretta misurazione del gas, la sperimentazione prevede l’impiego di NexMeter sulle utenze coinvolte nel progetto. Si tratta del contatore gas G4 sviluppato dal Gruppo Hera, già abilitato alla misurazione di miscele di metano e idrogeno.
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