La digitalización del agua, palanca tractora para la excelencia del sector

Artículo de Fernando Morcillo, presidente de AEAS, y Andrés Guerra-Librero, ingeniero coordinador técnico de AEAS, publicado en el número 210 de RETEMA

La revolución tecnológica que vivimos ha alcanzado todas las áreas de conocimiento y todas las actividades técnicas, incluida, como no podía ser de otra manera, la del sector del agua urbana. Incluso en la actualidad, se vislumbra la siguiente frontera identificada con la aparición de la inteligencia artificial en cada una de las facetas de nuestra sociedad. Concepto polémico en el que no existe una opinión generalizada, no sólo en si se alcanzará la sofisticación esperada, sino también en la propia definición de la misma. 

Sin embargo, la denominada inteligencia artificial, que se conceptualiza mediante algoritmos avanzados de aprendizaje para tareas concretas, es una realidad hoy por hoy. Los campos donde se está desarrollando son dispares y los resultados sorprendentes; ahí están los avances en la conducción autónoma, la corrección de fotografías de manera instantánea o la victoria en Go ante el mejor jugador del mundo, por poner varios ejemplos. 

Esta inteligencia artificial, denominada por algunos autores como IA-débil, también es un campo novedoso y de gran utilidad para las empresas de agua, y es el siguiente paso que se debe dar en los sistemas de abastecimiento y saneamiento para perseguir la excelencia en los servicios. La otra inteligencia artificial a la que los teóricos hacen mención se denomina IA-fuerte y consiste en dotar prácticamente a un sistema de “conciencia”, concepto filosófico a partir del que existe un debate importante en la comunidad científica. Algunos autores, como Roger Penrose, la consideran imposible de alcanzar, por lo menos a partir del acercamiento algorítmico actual y la frontera imposible de salvar que supone el teorema de incompletitud de Gödel. Otros sí consideran que es mera cuestión de tiempo y de avance por el camino ya iniciado, e incluso piden una regulación ante las posibles complicaciones que puedan surgir y el mal uso que se pueda hacer de esta herramienta, además de alertar del dilema ético ante el que se va a encontrar la humanidad al hacer despertar un ser creado a partir de su propia capacidad técnica. Veremos. 

Pero volvamos al terreno práctico. Hoy por hoy, la digitalización de los procesos en los operadores de agua urbana es universal, tal como demuestra la gran aceptación de algunas herramientas que pasamos a comentar.

Uno de los avances más importantes para la definición y el alcance de las infraestructuras de agua urbana en una ciudad son los Sistemas de Información Geográficos donde, mediante una herramienta cartográfica, se pueden registrar con detalle los elementos más importantes del sistema. El registro de las características de estas infraestructuras y su situación espacial ha sido clave para entender con mayor exactitud la respuesta hidráulica que proporcionan en determinados momentos y la ventaja de obtener un inventario que pueda ser valorado y gestionado. Actualmente, más del 94% de los operadores -entendiendo este porcentaje como el de población servida por uno de estos operadores- tienen integrado un sistema SIG1.

La adopción de automatismos controlados, mediante sistemas tipo SCADA para la gestión de distintos elementos en plantas industriales para la producción de agua – ya sea para potabilizar el agua proveniente de la naturaleza o depurar el agua residual – también ha sido un elemento fundamental para aumentar la eficiencia y seguridad de estas actividades. Desde los centros de control se puede visualizar, de manera directa y con gran definición, el estado de la planta y sus valores característicos. En España, el 96% de los dispositivos de una EDAR están integrados en un sistema SCADA2. De esta manera, se pueden determinar las necesidades que requiere en cada momento dependiendo de las circunstancias, y la posibilidad de realizar cambios en la explotación al instante y sin necesidad de movilizar recursos extra. 

En este sentido, se están desarrollando nuevas ideas para mejorar la gestión como la adopción de algoritmos que optimizan las funciones de dosificación de reactivos o de oxígeno, de manera que, dependiendo del estado instantáneo y de parámetros que miden la eficiencia, se puede modificar la operación de la planta automáticamente, consiguiendo un ahorro en material y/o energía. Además, están siendo desarrollados sistemas de modelización matemáticos que simulan distintos parámetros de las plantas, de modo que los gestores responsables tienen una herramienta que predice lo que luego podrán aplicar en realidad, sabiendo de antemano una aproximación al resultado de esos cambios. Asimismo, estos procesos son iterativos y están diseñados para mejorarse a partir de la comparación entre la simulación y resultado real, por lo que mediante calibración e iteración son capaces de predecir el comportamiento del sistema a futuro de manera muy precisa. 

Algo parecido sucede en los modelos matemáticos implementados en las redes de abastecimiento y saneamiento, en los que las ecuaciones que rigen el comportamiento de los fluidos, tanto a presión como en lámina libre, son estudiados e integrados en herramientas SIG. Actualmente, el 92% del total de la red de abastecimiento y el 50% de la red de saneamiento, gestionadas por operadores de áreas metropolitanas, cuentan con un modelo hidráulico3.  Así, se consigue integrar, de un lado la geometría de la red y las cuencas hidrográficas que están vinculadas a las anteriores y, de otro, la dinámica de fluidos. De esta manera, se consigue obtener en un sistema simulado el comportamiento físico de la red de abastecimiento o de la de saneamiento. 

En la actualidad, existe un campo de desarrollo que creemos muy importante y que está relacionado con la posibilidad de dotar a las ciudades de elementos de alerta ante situaciones de lluvia extrema, incluyendo el cálculo de las consecuencias que puedan acarrear las posibles inundaciones. Esto puede considerarse una futura herramienta muy útil para la prevención de daños por inundación mediante alerta temprana. 

Como se evidencia a partir de la exposición de algunos de estos ejemplos, el desarrollo tecnológico actual gira en torno a un eje en relación con su implementación en los distintos procesos que gobiernan el ciclo del agua urbana: la anticipación. La posibilidad de saber de antemano las posibles consecuencias de cambios en el régimen de explotación, la aparición de un fenómeno meteorológico imprevisto o un cambio en el comportamiento de la sociedad a la que se presta servicio. 

Siguiendo esta última idea, uno de los hitos tecnológicos actuales en el ciclo del agua urbana es el desarrollo de la telectura. A partir del despliegue de hardware en los contadores de agua y mediante una integración a través de software de los datos que se generan, se tiene monitorizado el consumo de una ciudad incluso en tiempo real. Esta evolución va a proporcionar visibilidad sobre la demanda de la red de abastecimiento y abre un abanico de posibilidades a los operadores y a las entidades que ofrecen servicios para gestionar estas tecnologías. En España, el porcentaje del parque de contadores que dispone de telelectura se sitúa en el 11,5%, número que creemos aumentará en los próximos años.

Tampoco debemos olvidar el papel que juegan estos servicios en la actual sociedad digital. La interacción con el usuario debe ser ágil y adaptada a esta nueva etapa. Para ello, la gran mayoría de operadores en España cuenta con páginas web donde los usuarios pueden, no sólo consultar información relacionada con las características del ciclo del agua en su ciudad, sino también realizar gestiones básicas como el reporte de incidencias, altas o bajas. Uno de los objetivos de estas web es convertirse, en poco tiempo, en ventanillas únicas donde los usuarios puedan ser atendidos de manera rápida e intuitiva. Según los últimos datos del sector, el 56% de los operadores de los servicios de agua urbana cuenta con una oficina virtual en la que se proporciona información sobre sus características básicas, operaciones comerciales (incluyendo lecturas), o domiciliación bancaria y averías4.

Los operadores también están presentes en los canales de comunicación masivos. El uso de las redes sociales por parte de los grandes operadores es una práctica habitual, siendo aún una asignatura pendiente en aquellas entidades que gestionan núcleos de población más pequeños. La utilidad de estas aplicaciones se relaciona con el grado de interacción con el usuario y el impacto de sus publicaciones. Muchos de ellos usan estas redes para avisar de cortes, obras e incidencias, o para publicitar la adopción o mejora de los Mecanismos de Acción Social, instrumento destinado a mejorar la asequibilidad de estos servicios a aquellas familias más desfavorecidas. También les son de utilidad para fomentar y dar visibilidad a iniciativas transversales no necesariamente vinculadas al servicio que prestan al ciudadano, como son actos culturales, encuentros técnicos o talleres de formación. En España, el 77% de los operadores utiliza las redes sociales como herramienta de comunicación institucional y de seguimiento5.

Es importante resaltar que, aunque sea un campo apasionante, aquellos responsables de los servicios de agua urbana deben visualizar siempre el objetivo real de estas compañías, que no es otro que el de ofrecer un agua de calidad al consumidor y devolverla al medio natural con el mínimo impacto ambiental posible. Por tanto, este objetivo nunca puede ser desvirtuado por tecnologías que en ningún caso son un fin sino un medio; un instrumento para aumentar la eficiencia y eficacia del servicio prestado al ciudadano. 

En suma, la transformación digital está permitiendo a los servicios de agua urbana conocer mejor todos los ámbitos de su actividad y, por tanto, está aumentando su capacidad de diagnosticar dónde están sus fortalezas así como sus puntos de mejora. Todo ello convierte a estos elementos tecnológicos en una herramienta fundamental para hacer más óptimos y mejores los procesos y, en consecuencia, prestar mejor servicio a los ciudadanos.

1,2,3,4,5  XV Estudio Nacional de Abastecimiento de Agua Potable y Saneamiento en España, AEAS