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La presente tesi è stata sviluppata durante un’attività di consulenza nell’ambito delle Smart Cities, precisamente riguardo lo Smart Water Management, svolta presso il CONSEL (Consorzio ELIS di Roma) e commissionata dal TI-Lab (Telecom Italia Lab) di Torino. Il motivo di tale attività scaturisce dalla sempre maggiore scarsità di acqua potabile rispetto al costante incremento della popolazione mondiale, che rende necessaria un gestione più efficiente delle risorse idriche al fine di ridurne gli sprechi. In questo contesto Telecom Italia è interessata alla realizzazione di una Capillary Network di gateway che, grazie alle potenzialità offerte dalle Smart Grid, consenta di implementare un servizio di rilevazione automatica delle perdite occulte nella rete idrica di distribuzione.
Pertanto l’obiettivo di tale lavoro di tesi è stato il progetto di una rete di sensori che, in maniera completamente autonoma, potesse identificare il punto esatto della perdita nel minor tempo possibile.
E’ stata dapprima svolta un’analisi dei diversi metodi di rilevazione delle perdite presenti sul mercato, e dei sensori da essi utilizzati, al fine di identificare la soluzione che meglio si adattasse ai driver di progetto (precisione, efficienza energetica, etc.). In seguito a tale analisi i noise loggers sono risultati i sensori più adatti, in quanto di facile installazione e già predisposti ai moderni protocolli di comunicazione in ambito Smart Cities (come il Wireless M-Bus), i quali permettono di effettuare la ricerca e la localizzazione delle perdite mediante correlazione dei segnali raccolti lungo la rete idrica.
In seguito è stato progettato un servizio di Smart Leak Detection consistente in una doppia maglia di sensori, posizionati a determinate distanze tra di loro, in grado di fornire due diversi livelli di precisione nella rilevazione di una perdita. Infatti una prima maglia è utilizzata per il monitoraggio continuo della rete e l’individuazione dell’area di perdita, mentre la seconda, oltre a rappresentare una soluzione di backup, entra in funzione in presenza di un allarme per consentire l‘esatta localizzazione della perdita. Il tutto è coordinato da un sistema informatico che gestisce i dati provenienti dai noise loggers, li elabora e rende disponibili i risultati ad un operatore della Water Utility che ha acquistato il servizio.
Per verificare la validità di quanto prodotto, è stato realizzato uno Use Case sul caso reale di San Vito lo Capo (TP) ottenendo risultati soddisfacenti relativamente alla riduzione dell’acqua dispersa che si potrebbe ottenere attraverso l’adozione del servizio proposto.
Infine, per mostrare il funzionamento del sistema, è stato realizzato un PoC (Proof of Concept) del servizio mediante il supporto di Arduino e di una piattaforma software accessibile da pc o tablet per la consultazione della mappa della rete idrica e la gestione dei sensori da remoto.