L’accesso universale ed equo all’acqua potabile, l’AI per il raggiungimento del Goal 6 dell’Agenda 2030

In che modo l’utilizzo delle tecniche di intelligenza artificiale è di supporto al conseguimento dell’Obiettivo 6 - “Garantire la disponibilità e la gestione sostenibile di acqua e servizi igienici per tutti” - dell’Agenda 2030?

TAKEAWAY

  • L’intelligenza artificiale ha un proprio ruolo nell’ambito di quei progetti che mirano a purificare l’acqua contaminata, tra cui, ad esempio, il progetto svizzero G-Plant, in cui un algoritmo di machine learning analizza i dati raccolti dai microchip posti all’interno dei tappi dei contenitori dell’acqua, rilevando eventuali anomalie ed errori nell’intero processo.
  • In tema di riduzione degli sprechi d’acqua, la messa a punto – in India – di una piattaforma basata su tecniche AI e dati pubblici forniti dai satelliti della NASA, è di aiuto ai tanti piccoli agricoltori nella distribuzione equilibrata delle proprie risorse idriche tra i diversi tipi di colture.
  • È tutto italiano (nonostante il nome) il progetto Resilient Water, tra i cui obiettivi anche quello dell’analisi puntuale – mediante algoritmi predittivi di intelligenza artificiale – delle disponibilità di acqua, in superficie e nel sottosuolo, sulle quali poter contare in caso di futuri e protratti periodi di siccità.

Il ricorso alle tecniche di intelligenza artificiale quali strumenti di supporto per il conseguimento di obiettivi dalla portata mondiale – tra cui l’acqua pulita e l’igiene – è una pratica che si sta sempre più consolidando. Ricordiamo che l’accesso all’acqua pulita e potabile e ai servizi igienici, soprattutto nelle aree a Sud del mondo, più fragili sotto il profilo economico e già colpite da fame e malnutrizione, rappresenta uno dei nodi più urgenti da sciogliere a livello globale e dalle ricadute importanti sulla salute di intere popolazioni. Nodo destinato a divenire sempre più grande se non si comincerà ad agire concretamente per fare fronte alla crisi idrica globale, con interventi per ridurre l’inquinamento (oltre l’80% delle acque di scarico confluisce in fiumi e mari senza sistemi di depurazione), il cambiamento climatico e la deforestazione (tra i responsabili della siccità) e gli impatti negativi dell’agricoltura industriale (alla quale si deve oltre il 70% del consumo idrico globale).

L’Organizzazione delle Nazioni Unite ha posto l’acqua pulita e l’igiene tra i 17 Sustainable Development Goals (SDGs) dell’Agenda 2030 (Obiettivo 6), spinta da una serie di dati dalle tinte fosche, che parlano di miliardi di persone nel mondo, ancora oggi, prive di acqua potabile e di servizi igienici, di 1,8 miliardi che utilizzano fonti di acqua con presenza di escrementi e di circa mille bambini deceduti in seguito a malattie diarroiche dovute ad acqua contaminata e a mancanza di igiene. Nel dettaglio, il Goal 6 dell’ONU, tra i suoi traguardi – solo per citarne alcuni – prevede, entro il 2030:

«… l’accesso universale ed equo all’acqua potabile e a impianti sanitari e igienici adeguati ed equi per tutti, la fine alla defecazione all’aperto – prestando particolare attenzione ai bisogni di donne e bambine e a chi si trova in situazioni di vulnerabilità – l’eliminazione delle discariche, riducendo l’inquinamento e il rilascio di prodotti chimici e di scorie pericolose e dimezzando la quantità di acque reflue non trattate».

Vediamo in che modo l’utilizzo di tecniche di intelligenza artificiale è di aiuto al raggiungimento di alcuni questi traguardi.

Intelligenza artificiale per l’acqua pulita: il supporto dell’AI alla sterilizzazione su larga scala e alla desalinizzazione

In tema di intelligenza artificiale per l’acqua pulita, è di un’azienda svizzera il progetto per un sistema (G-Plant) che rende pure e, dunque, potabili, grandi quantità di acqua contaminata (dai 250 ai 3.000 litri al giorno), ispirato al processo di sterilizzazione ad alte temperature.

Semplificando, la tecnologia utilizzata – simile a quella dei piani di cottura a induzione – porta l’acqua non potabile a 138,5 °C e a una pressione di 3,5 bar, neutralizzando in due minuti la carica di virus e batteri che vi sono contenuti e lasciando inalterate le proprietà organolettiche.

Mediante un microchip inserito nei tappi di ciascun contenitore in cui viene versata l’acqua, ne vengono rilevati alcuni parametri, tra cui quantità, grado di temperatura raggiunto e carica virale, comunicati al server centrale. Un sistema dotato di un algoritmo di machine learning analizza, poi, tali dati, identificando eventuali anomalie ed errori nell’intero processo.

A proposito di acqua contaminata, non potabile né utilizzabile per l’igiene personale, è possibile, sempre per mezzo di sistemi AI, rilevare eventuali fonti di contaminazione all’interno delle tubazioni. È il caso di Clean water AI – sviluppato da Microsoft AI Lab – la cui rete neurale è in grado di riconoscere in tempo reale batteri e altri microrganismi nocivi all’interno dell’acqua.

È invece giapponese il sistema di desalinizzazione dell’acqua di mare (RemixWater), all’interno del quale l’AI svolge compiti ben precisi, ossia verificare che vengano rispettati determinati indici per la gestione del sistema, individuare i livelli di alta pressione raggiunti dall’acqua durante il trattamento e segnalare la presenza di incrostazioni all’interno dell’impianto idrico.

L’AI contro la riduzione degli sprechi d’acqua e i consumi eccessivi

Quello dell’India – con oltre 160 milioni di persone prive di accesso all’acqua potabile e, allo stesso tempo, con uno spreco pari a circa 125 milioni di litri di acqua al giorno e i due terzi di tutta l’acqua dolce impiegata nell’agricoltura – è il caso più emblematico di contraddizione in materia di crisi idrica.

Ma gli sprechi possono essere ridotti – o addirittura eliminati – ricorrendo alla tecnologia, come, appunto l’intelligenza artificiale o le tecniche satellitari, di analisi geospaziale o l’IoT.

Rimaniamo in India, dove, in tema di intelligenza artificiale per l’acqua pulita, è stata messa a punto una piattaforma di conservazione dell’acqua (ConserWater) che si avvale di tecniche AI e dei dati pubblici forniti dai satelliti della NASA, a supporto degli agricoltori (specie di quelli più poveri, maggiormente privi di dispositivi di monitoraggio e delle competenze per il loro utilizzo) nella realizzazione di una puntuale ed efficiente distribuzione delle proprie risorse idriche tra le diverse tipologie di colture. Più nel dettaglio, la piattaforma impiega dati meteorologici storici e tecniche di deep learning geospaziale, al fine di fare previsioni circa il corretto fabbisogno idrico dei terreni.

Sempre in tema di riduzione degli sprechi in agricoltura – a favore di una maggiore disponibilità di acqua pulita – quella della previsione delle riserve di acqua sotterranea, a partire dalla misurazione della profondità dei bacini, rappresenta un’altra via perseguibile, come dimostra il lavoro di un team di scienziati che, impiegando due modelli di machine learning, ha sondato il bacino sotterraneo di acqua Ejina, nella Mongolia interna, con finalità predittive.

Intelligenza artificiale per l’acqua pulita: analisi predittiva per prevenire i conflitti interni causati dall’assenza di riserve idriche

Un altro ambito di intervento, in tema di intelligenza artificiale per l’acqua pulita, è quello della previsione, in futuro, di eventuali conflitti – come accade spesso in alcuni paesi dell’Africa – correlati alla siccità e alla conseguente impossibilità, per alcune popolazioni locali, di accesso all’acqua potabile.

Opera in tale direzione il progetto Water, Peace and Security Partnership, a cura dell’Institute for Water Education di Delft, in Olanda, che vede l’utilizzo di un sistema di intelligenza artificiale che incrocia i dati provenienti dai satelliti della NASA e dall’Agenzia Spaziale Europea con i dati di carattere socioeconomico e demografico relativi a determinati territori a rischio, allo scopo di fare previsioni su potenziali dinamiche conflittuali che potrebbero verificarsi al loro interno proprio in seguito alla mancanza di acqua.

La fase di test del sistema AI ha portato alla previsione di alcune guerre locali in Africa, poi verificatesi nel 2017 nell’area del fiume Niger, nella regione del Mali, per l’approvvigionamento delle risorse idriche della zona. Ma il fatto di averle previste ha significato la tempestiva attivazione del dialogo, da parte delle Istituzioni, tra i diversi attori coinvolti. Ed è proprio questa la valenza del progetto, ovvero il potere intervenire “prima” o, nel caso si guerriglie improvvise, di avere già chiara la strategia da adottare a livello socio-politico.

Il progetto italiano Resilient Water

I livelli di siccità registrati negli ultimi cinque anni nel nostro paese e l’urgenza di rispondere in maniera fattiva ai colpi sferzati dai cambiamenti climatici, hanno portato, alla fine del 2021, alla nascita di un progetto (Resilient Water) che porta la firma congiunta dell’Agenzia Regionale di Protezione Ambientale Emilia-Romagna, Gruppo Hera e Università di Bologna.

I suoi obiettivi includono l’analisi climatica delle piogge passate, la previsione di quelle future (col focus sulle possibili nuove siccità), il monitoraggio delle risorse idriche superficiali e sotterranee del territorio per mezzo di sensori e l’analisi di quelle che sono le disponibilità di acqua (tra cui i pozzi, ad esempio) sulle quali poter contare in caso di necessità.

L’impiego di algoritmi predittivi di intelligenza artificiale subentra, in particolare, relativamente a quest’ultimo obiettivo, con una fotografia della situazione attuale e previsioni sulle future evoluzioni delle falde acquifere prese in esame. Tale analisi dovrà, poi, condurre alla definizione di una strategia di intervento e alla pianificazione di investimenti, oltre alla messa a punto di linee guida da adottare nell’eventualità di futuri momenti critici.

Il punto sta proprio nella gestione responsabile delle riserve di acqua pulita a disposizione – superficiali e nel sottosuolo- e nell’anticipazione di quelle che occorrerebbero in caso di nuovi e più aspri periodi di siccità. È questo il fine ultimo del progetto, che mira a prevenire situazioni di rischio e a mettere in sicurezza il territorio.

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Paola Cozzi

Giornalista dal solido background acquisito lavorando presso i più prestigiosi Editori italiani | Ventidue anni di esperienza nello sviluppo di prodotti editoriali b2b, cartacei e digitali | Vent'anni alla direzione di una testata b2b in tema di Sicurezza anticrimine di tipo fisico | Attualmente si dedica al Giornalismo Digitale ed esplora nuove tecniche e nuovi stili di comunicazione

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