Agua Inteligente: Claves y tendencias para 2019

La gestión inteligente del agua representa un cambio de paradigma en los procesos relacionados con la eficiencia en su uso, su reutilización y la minimización del consumo energético en torno a la administración de este recurso, en un contexto en el que las tecnologías digitales son determinantes para ganar calidad, productividad y para asegurar la sostenibilidad. 

La inteligencia artificial, junto con el análisis masivo de datos y una mayor capacidad de procesamiento, hace posible la toma de decisiones de forma eficiente y en tiempo real. De esta forma, el sector del agua está avanzando hacia el concepto del Agua Inteligente (Smart Water) abriéndose hacia el uso de tecnologías digitales disruptivas, en especial el Big Data, Internet de las Cosas, la robótica y la Inteligencia Artificial Aplicada.

Estas tecnologías marcarán tendencia en 2019, un periodo en el que se estima que continuará la creciente aparición de objetos interconectados entre sí (sensores, actuadores, etc), con una mayor capacidad de procesamiento y autonomía. Estos nuevos sistemas, entre otros, incidirán directamente en muchos ámbitos estratégicos, incluida la gestión de los recursos hídricos.
En este sentido, el sector del agua se esta volviendo más automatizado, conectado e inteligente gracias a la incorporación de Internet de las Cosas. El impacto directo de esta tecnología revierte en la reducción de costes, además de contribuir a maximizar la reutilización de los recursos y ayudar a avanzar hacia un modelo de economía circular. 

Gracias a sistemas basados en Internet de las Cosas, el sector del agua está viendo como los sistemas cada vez son capaces de interactuar con el entorno (Smart Metering), generando una importante cantidad de información. Ahora, uno de los retos es integrar el análisis predictivo a la gestión y operación de sistemas de abastecimiento, transformando el Big Data en Smart Data, lo que significa, dar valor a los datos, extrayendo la información útil para generar el conocimiento necesario que facilite la toma de decisiones.

Junto con la progresiva relevancia de la analítica de datos, la inteligencia artificial y la visión por computador, se esperan avances en la tecnología alrededor de los gemelos digitales (digital twins), que permitirá simular digitalmente sistemas reales, haciendo posible probar nuevos procesos a un menor coste. Asimismo, la ciberseguridad continuará teniendo un rol fundamental en esta era de gran conectividad, a fin de ofrecer al sector medidas que permitan resistir ciberataques, cuyo efecto podría tener un alcance muy grave, no sólo en un ámbito tan estratégico como los recursos hídricos, sino también en otras infraestructuras de la ciudad, como la eléctrica o el transporte, por mencionar algunas. 

En este punto, es clave subrayar que estas tendencias en digitalización dentro del sector del agua se deben integrar, con el  fin de englobar todos los retos vinculados a la gestión inteligente de este elemento, los cuales exigen la optimización de los procesos de forma global.

En concreto, en el caso del agua es necesario tener en cuenta su captación, tratamiento y distribución, así como el consumo, la gestión del agua residual y la reutilización. Esta complejidad se tiene que traducir en las estructuras de la información, a fin de obtener datos confiables que permitan una transformación digital segura y eficaz.

A fin de incidir en esta necesidad, la Comisión Europea planteó la definición de una estrategia de innovación, que dio pie al ICT4Water Clúster, co-liderado desde Eurecat y que se ha materializado en un Plan de Acción para un Mercado Único Digital de Servicios de Agua. Su contenido incluye acciones tecnológicas, de negocio, políticas y regulatorias, entre las cuales podemos resaltar aquellas orientadas a los estándares, a los modelos de negocio y a la interoperabilidad entre sistemas. En este apartado, también es clave que las tecnologías digitales que se implementen sean lo suficientemente flexibles para capturar y compartir la experiencia de los usuarios y dar una respuesta a situaciones futuras similares. 

Un ejemplo en este sentido es el proyecto europeo Sim4Nexus, en el que participa Eurecat, que está desarrollando un juego interactivo (un serious game) en forma de simulador online que permite a los usuarios entender los impactos de las políticas de gestión medioambientales desde una aproximación transversal (impactos hacia dominios relacionados con el agua, tales como energía, clima o terreno) y a diferentes niveles geo-espaciales (regional, nacional y europeo).

El objetivo del proyecto es garantizar la gestión integrada, eficiente y sostenible de recursos como el agua, el alimento y la energía condicionados por el cambio climático (conocidos como ‘Nexo del agua’). A menudo, estos recursos no se administran correctamente debido a la falta de herramientas que permitan ensayar las políticas antes de ser aplicadas con el fin de mejorarlas, por lo que Sim4Nexus intenta suplir esta carencia mediante un juego interactivo y online.

En conjunto, Sim4Nexus desarrollará metodologías de modelado de sistemas dinámicos combinadas con herramientas de inteligencia artificial que permitirán trabajar con los resultados establecidos previamente por la comunidad científica. Los resultados se presentarán al usuario en un entorno de juego serio, fácil de entender y motivador. De este modo, se puede cuantificar y simular el efecto de las políticas diseñadas para afectar un dominio, por ejemplo, el agua, u otros dominios, como por ejemplo, la energía y los alimentos. De esta forma, el sistema informa a los responsables políticos de las consecuencias no intencionales de sus políticas, la reducción de las incertidumbres, la cobertura de las lagunas del conocimiento y el desarrollo de los recursos naturales de forma más eficiente.

Otra solución de Eurecat para mejorar la gestión del agua es el proyecto iBathwater, un nuevo sistema de gestión integrada de la red de alcantarillado urbana que incluirá soluciones destinadas a controlar y a reducir el impacto de los vertidos de aguas residuales no tratadas durante los episodios de tormenta en las diferentes zonas de baño de agua marina y dulce. 

El centro tecnológico también participa en el proyecto NextGen, un estudio de nuevas tecnologías de economía circular para optimizar los recursos hídricos y aumentar la eficiencia en los sistemas de innovación, con el fin de aportar soluciones basadas en procesos naturales para el tratamiento del agua, utilizando también serious games para romper barreras sociales y prejuicios.

Otro caso de la aplicación de las últimas innovaciones digitales en el ámbito del suministro de agua es el proyecto STOP-IT, que se centra en la creación de herramientas tecnológicas de análisis y de prevención de riesgos en infraestructuras de suministro de agua, con el objetivo de contrarrestar ciberataques o riesgos naturales, mediante la combinación y la integración de tecnologías consolidadas en el mercado como sistemas de alerta ciudadana, candados inteligentes, y tecnologías más innovadoras como los esquemas de blockchain para proteger los datos sensibles o algoritmos de detección de contaminaciones del agua.

Otra muestra en este sentido es la empresa de base tecnológica WatEner, cuya titularidad responde en un 75 por ciento a INCLAM y en un 25 por ciento de participación a Eurecat, que comercializa una nueva solución tecnológica que, mediante técnicas de inteligencia artificial y de aprendizaje automático, responde a las necesidades de mercado en favor de una mayor eficiencia de agua y energía en la gestión de redes de abastecimiento.

WatEner aprovecha al máximo los sistemas y herramientas de monitorización y de control existentes, extrayendo e integrando toda la información de valor. De esta forma, el operador experto tiene una visión única y global del estado de la red. Utilizando técnicas de inteligencia artificial, da un paso adelante e incorpora además la experiencia del gestor en decisiones operativas similares. Con esta base de conocimiento integrada, facilita la toma de decisiones en tiempo real para administrar de forma óptima y eficiente sus redes de abastecimiento. Esta gestión mejorada de las empresas gestoras del agua está en sintonía con las tendencias smart city y de industria 4.0, combinadas y extrapoladas, en este caso, a la sostenibilidad energética y medioambiental. 

Puede descargar aquí el artículo completo.